黑科技｜首例混合現實+3D列印引導膝關節骨性關節炎-脛骨高位截骨手術在301完成！
2018年12月22日，301醫院第一醫學中心骨科關節病區應用混合現實＋3D列印技術，完成了膝關節骨性關節炎患者的脛骨高位截骨手術一例。這標誌的混合現實技術在關節矯形外科領域中的應用又完成了一次新的探索。
脛骨高位截骨術是治療膝關節骨性關節炎的一種常見手術方案，主要是通過矯正膝關節力線和增加關節的穩定性來改善膝關節功能，減輕疼痛癥狀並延緩關節退行性改變的進程。隨著老齡化社會的加劇，膝關節骨性關節炎患病率的大幅度提升，脛骨高位截骨術對於早期膝關節骨性關節炎的防治發揮了越來越重要的作用。本次手術的患者是一名長期忍受膝關節疼痛的中年女性，脛骨存在明顯的內翻畸形，手術團隊計劃將其脛骨進行高位截骨，矯正下肢力線，改善膝關節的壓力分布。
脛骨高位截骨術成敗關鍵在於截骨角度的設計與實施。事實上，儘管這個手術在骨科並不算高難度手術，但每一例患者的關節情況都不盡相同，截骨角度的術前設計和術中實施都依賴於術者的經驗，對術者的臨床實踐能力要求高。目前，截骨角度的規劃設計的主流方法仍然是應用二維平面的X線進行計算。術者需要將平面的影像在腦海中轉化為三維的結構進行操作，由於手術視野和患者體位的限制，如何在每一例手術中都能精確的完成術前的計劃，對於即便是有著豐富經驗的術者來說，依然是一個挑戰。在本次手術中，301醫院骨科關節外科陳繼營、李想、李志銳手術團隊應用北京維卓致遠公司的「混合現實技術＋3D列印技術」進行術前虛擬手術規劃和術中三維引導定位，精準完成了截骨和內固定的植入，而術後患者的功能和影像學評價均證明了該技術的價值。這項新的技術有望進一步提高該手術的精準性和安全性。
混合現實技術（MR）是近年來最為前沿的可視化技術，這種技術通過將虛擬三維模型的全息影像融合在現實環境中，三維模型同時兼具了虛擬世界中可計算、可量化和物理世界直觀、立體、真實的多重優勢。術者不再在需要將複雜的結構信息在腦海中進行重構，可以通過直覺式的觀察和操作去理解複雜的解剖結構。而對於尚處於學習過程中年輕醫生而言，這項技術還可以大大縮短學習新手術方法的學習曲線。目前混合現實技術在臨床醫學的不少領域已有成熟的應用，例如耳鼻喉科、神經外科、泌尿外科等。本次手術將混合現實技術與3D列印技術進行了結合，兩種技術互為驗證，進一步提高了術前設計和手術過程的精確性。
通過混合現實手術術前計劃和術中引導，手術進展順利。本次手術的術者李想副主任醫師利用混合現實技術，在術中佩戴3-D可穿戴目鏡，對截骨線位置、截骨的方向與深度與術前計划進行一一驗證，所有手術操作均可以與視野內的三維模型進行比對，當出現偏差時還可以使用符合人體工程學的操作手勢加以調整。截骨後進行的撐開操作同樣使用混合現實技術進行目標設定與位置鑒定，最終，當撐開距離與三維圖像完全吻合後植入內固定。
李想副主任醫師在手術後表示，混合現實技術對於主刀醫師在術中精確實現術前計劃有非常大的幫助，之前醫生需要通過腦海中的「想像」、反覆透視、並進行二維與三維之間的「轉化」來反覆驗證，以確定截骨的方向，而現在通過更加直觀的「觀看」來引導手術的進行，進一步保證了手術的安全性和精確性，也讓手術技術更為標準化，更具有可重複性。本次手術虛擬規劃的設計者李志銳主治醫師則對未來混合現實技術在外科領域的應用提出了自己的觀點。他認為，未來關節手術一定會從經驗化走向參數化。手術經驗是非量化的，只有數學和參數才是精確的，可複製、可量化的。因此未來手術要實現進一步精準化，只能依靠參數而並非依賴經驗。
科技，正在全方位改變整個世界。301醫院第一醫學中心骨科關節外科主任陳繼營教授認為，以混合現實、人工智慧、機器人等技術為代表的前沿科技的飛速發展正在逐步改變著我們的生活，也正在改變我們對醫療這個傳統的行業的認知，301醫院關節外科團隊不斷的致力於這些新型領域的研究和應用，造福廣大患者。
外科手術從開放走向微創化、智能化是必然趨勢，相信隨著技術的迭代和飛躍，未來手術的場景一定會突破我們的想像。
專家簡介：
李想，解放軍總醫院（301醫院）骨科副主任醫師，臨床醫學博士。
主攻方向為關節外科，擅長人工關節置換、翻修及關節周圍截骨矯形手術。先後赴歐洲最大的人工關節中心Endo-Clinic、德國柏林BUCH、瑞士伯爾尼大學醫學院、美國RUSH-Dupage關節翻修中心等機構學習人工關節置換和翻修技術。
AAHKS（美國髖膝外科學會）國際會員；中華關節外科雜誌（電子版）通訊編委；海峽兩岸醫藥衛生交流協會老年醫學專委會青年委員。承擔或參與國家863項目子課題、國家自然科學基金、北京市自然科學基金、解放軍總醫院創新苗圃基金等8項課題，獲2項國家專利。共發表學術論文33篇，其中SCI收錄8篇，並多次在國際大會上發言進行國內外交流。參與翻譯、編寫《坎貝爾骨科手術學》、《關節外科教程》等專著。針對人工關節周圍感染的系列研究獲解放軍總醫院醫療成果一等獎，其最新研究成果改善了人工關節感染的診斷和治療效果。
專家門診：周一上午；周三上午；中國人民解放軍總醫院（301醫院）門診大樓5層，骨科區17診室。
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