外科手术,计算机辅助

摘要： 目的 骶骨脊索瘤发病率低,手术切除复杂,获得安全的外科边界困难,术后复发风险较高.本研究的目的 是评价计算机导航辅助骶骨脊索瘤切除的手术效果和安全性.方法 分析2009年至2016年,在我院接受计算机导航辅助切除的骶骨脊索瘤病例资料,共纳入32例,包括27例原发肿瘤和5例复发肿瘤.肿瘤的最高水平有29例位于S3水平以上,3例位于S3水平以下.术前将患者骶骨部位CT和MRI的数据导入导航系统工作站,分别在CT和MRI图像上描绘出肿瘤范围,再将CT与MRI图像融合.术前计划按照距离肿瘤边缘1.5 cm设计切除范围.术中在导航辅助下确认和标记出肿瘤位于骶骨的水平、截骨线和软组织的安全切除范围.术后对完整切除的肿瘤标本进行处理,评价切除边界.观察和记录伤口不愈合、感染等并发症.术后每3个月进行复查随访.结果 全部患者均按照术前导航系统中设计的切除计划完成手术.导航平均注册误差为(1.5±0.6)mm,导航注册和扫描过程平均用时(18.2±4.7)min.手术时间140～495 min,平均305.9 min,术中失血量为300～8500 ml,平均(2773.8±1816.0)ml.肿瘤切除的外科边界包括广泛切除24例、边缘切除4例和囊内切除4例.伤口并发症包括2例伤口感染和4例伤口延迟愈合.术后随访2～102个月,平均(47.5±23.31)个月,术后复发4例(12.5％).复发病例均为囊内边界,外科边界与肿瘤复发显著相关(P=0.000).患者术后MSTS评分19～30分,平均(27.4±2.1)分.结论 计算机导航辅助骶骨肿瘤切除,可提高手术的精确性,在获得安全的外科边界和控制局部复发方面有积极作用.该手术的安全性良好.

摘要： 目的 探讨OrthoPilot计算机导航辅助全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)的早期学习曲线.方法 回顾性分析2017年11月至2018年7月同一手术团队在OrthoPilot计算机导航辅助下完成的最初连续40例TKA的临床资料.将40例患者按手术顺序分为前期组(第1～20例)和后期组(第21～40例).前期组男3例,女17例;年龄(69.85±6.86)岁(范围54～80岁);体重指数(24.10±2.88) kg/m2;术前美国特种外科医院(Hospital for Special Surgery,HSS)评分(48.80±5.33)分;膝关节活动度87.05°±11.02°;力线偏移7.40°±5.59°.后期组男l例,女19例;年龄(66.65±7.92)岁(范围56～83岁);体重指数(22.85±3.15) kg/m2;术前HSS评分(49.00±5.47)分;膝关节活动度85.80°±11.65°;力线偏移8.22°±5.21°.比较两组患者手术时间、切口长度、术前与术后血红蛋白差值、术后住院天数、髋-膝-踝角、机械轴股骨远端外侧角、机械轴胫骨近端内侧角、矢状面股骨组件角、矢状面胫骨组件角及膝关节线汇聚角较术中重建目标角度的偏移及临床评分.结果 所有患者均获得随访,随访时间(27.38±2.73)个月(范围24～33个月),随访期内无一例发生感染、松动等严重并发症.前期组和后期组平均手术时间分别为(112.35±25.49) min与(82.10±10.96)min,胫骨截骨时间分别为(11.95±3.27) min与(7.35±2.23)min,股骨规划+截骨时间分别为(20.95±6.91) min与(16.60±4.78) min,试模+植入假体时间分别为(39.65±7.72) min与(25.10±5.72) min,差异均有统计学意义.前期组与后期组术后髋-膝-踝角偏移(0.70°±0.80°vs.0.80°±1.06°)、机械轴股骨远端外侧角偏移(0.89°±0.91°vs.1.00°±0.86°)、机械轴胫骨近端内侧角偏移(0.77°±0.53°vs.0.76°±1.03°)、矢状面股骨组件角偏移(0.73°±0.48°vs.0.87°± 1.06°)、矢状面胫骨组件角偏移(0.95°±0.58°vs.1.16°±1.14°)及膝关节线汇聚角偏移(0.27°±0.25°vs.0.39°±0.18°)差异均无统计学意义.前期组术前和术后3 d HSS评分分别为(48.80±5.33)分与(60.05±5.10)分,后期组术前和术后3 d HSS评分分别为(49.00±5.47)分与(60.75±4.47)分,术后均较术前提高.术后2年时前期组与后期组间膝关节活动度(113.20°±9.82°vs.113.50°±12.44°)和关节遗忘评分(78.00°±10.98°vs.76.65°±10.29°)差异均无统计学意义.结论 OrthoPilot计算机导航辅助TKA存在20例与手术时间相关的早期学习曲线,在导航使用初期即可获得良好的精确度和可重复性,并可获得满意的影像学和临床结果.

摘要： 全膝关节置换术(TKR)旨在重建胫股和髌股关节的稳定性,缓解疼痛,改善患者生活质量.计算机辅助导航系统的应用能够有效减少常规TKR手术下肢力线重建中的人为错误并改善手术结果.现有证据表明,应用计算机辅助导航系统能够显著减少术后机械轴和冠状位假体位置的异常值.此外,导航系统提供了常规手术无法获得的软组织平衡客观评估.应用导航系统可以帮助关节外科医生提高截骨精确性,降低假体位置不良和下肢轴线偏差的风险,同时优化软组织平衡.相信随着其更广泛的应用,长期临床效益将被进一步证明.本文就计算机辅助导航下TKR的原理和组成,机械轴的恢复和假体位置,软组织平衡和临床结果,与其他技术比较等方面进行综述.

摘要： 目的 比较机器人辅助与传统方法行全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)术后下肢长度差异(leg length discrepancy,LLD).方法 回顾性分析2019年1月至2020年5月,分别采用机器人辅助和传统方法行THA患者资料,其中机器人辅助行THA组(机器人组)38例(54髋),男18例,女20例;年龄(53.5±13.6)岁;BMI为(26.2±3.4)kg/m2;股骨头坏死21例(32髋),Crown Ⅰ、Ⅱ型先天性髋关节发育不良17例(22髋).传统方法行THA组(常规组)38例(54髋),男19例,女19例;年龄(52.3±14.7)岁;BMI为(25.7±2.9)kg/m2;先天性髋关节发育不良19例(30髋),股骨头坏死19例(24髋).比较两组的手术时间、术后LLD、Harris评分、关节遗忘评分、术前与术后LLD的差值,同时评价手术方法与髋关节长度变化的相关性.结果 机器人组手术时间为(73.3±14.1)min较常规组[(59.3±12.6)min]长,两者比较差异有统计学意义(t=2.732,P=0.003).机器人组术后LLD为(2.3±3.4)mm,小于常规组(6.7±5.4)mm,两者比较差异有统计学意义(t=3.521,P＜0.001).机器人组2.6％(1/38)、常规组47.3％(18/38)术后LLD的绝对值＞5 mm.机器人组术后与术前预计髋关节长度差值为(2.8±2.2)mm,小于常规组(7.9±5.3)mm,两者比较差异有统计学意义(t=2.357,P＜0.001).机器人组术中反馈的髋关节长度变化结果与术后测量的髋关节长度具有相关性(r=0.983,P＜0.001).末次随访时,机器人组Harris评分和髋关节遗忘评分分别为(83.1±5.3)分和(32.5±4.9)分,常规组为(82.9±7.2)分和(31.9±6.7)分,两组比较差异均无统计学意义(t=0.221,0.356;P=0.819,0.731).机器人组1例术后出现定位点渗血,给予缝合,愈合良好;常规组1例术中发现髋臼后壁骨折,术后避免负重4周,恢复良好.结论 机器人辅助THA较常规THA可以精准的恢复双下肢长度,缩小LLD.机器人术中对LLD的实时监控可以准确给予术者参考.

摘要： 数字化技术广义上是指计算机技术、信息网络技术、精密设计制造技术、三维重建与可视化技术、手术模拟仿真、模型快速成型、手术实时导航、远程医疗、机器人辅助技术及人工智能等先进技术,近年来在颅颌面整形外科领域的应用日益增多,如影像资料处理、三维信息采集与储存、术前规划与手术模拟、模型的精确制造、个性化手术导板及修复体的定制、手术导航、机器人辅助手术、医学大数据处理、远程医疗等,该文就上述方面进行了梳理和评价.

摘要： 目的 探讨计算机导航技术在眶颧部骨纤维异常增生症手术中的应用价值及疗效分析.方法 以2016年3月至2018年12月上海交通大学医学院附属第九人民医院整复外科收治的眶颧部骨纤维异常增生症患者为研究对象,均行术前三维CT 扫描及计算机辅助设计,应用镜像设计原理将健侧与患侧进行配对比较,确定术中异常骨质切除范围并标明术中危险区域.术中将导航支架置于患者前额,配对完成后,于计算机导航辅助下经下睑缘-口内切口入路根据术前方案行异常骨纤维切除.于术前、术后6个月头颅CT 三维重建模型上标记颧颌点、眶下点、颧突点及颧颌缝眶下缘点,分别测量其到正中矢状面的距离,采用配对t检验分别对患者术前和术后健、患双侧对称性进行分析.术后对眶颧部形态进行对比,并统计并发症发生情况.结果 共纳入16 例眶颧部骨纤维异常增生患者,其中男性12 例,女性4 例,年龄18～35 岁.术前健、患双侧颧颌点、眶下点、颧突点到正中矢状面距离比较,差异均有统计学意义(P＜0.01);颧颌缝眶下缘点双侧比较,差异无统计学意义(P＞O.05).术后健、患双侧4个标志点到正中矢状面的距离比较,差异均无统计学意义(P＞0.05),健、患侧颧颌点到正中矢状面距离的差值由(10.1±6.2)mm 减少至(2.7±6.4)mm,眶下点由(7.7±4.6)mm 减少至(1.9±3.9)mm,颧突点由(8.5±7.5)mm 减少至(0.7±1.5)mm,颧颌缝眶下缘点由(1.9±3.5)mm减少至(0.6±2.1)mm.所有患者术后疗效显著,患侧与健侧形态对称,轮廓自然,无并发症发生,满意度较高.结论 应用计算机导航技术治疗眶颧部骨纤维异常增生症可有效解决经下睑缘-口内入路视野暴露困难的问题,显著提升手术的精确性、对称性及安全性.

摘要： 目的 评价计算机辅助手术导航在单侧复杂颧骨复合体骨折复位与固定中的应用效果.方法 回顾分析2013年1月至2017年12月在武汉大学口腔医院口腔颌面外科应用计算机辅助导航技术完成的单侧复杂颧骨复合体骨折复位与固定治疗患者的临床资料.术前拍摄螺旋CT,将数据导入BrainLAB 导航系统或AccuNavi-A 导航系统工作站设计手术方案,然后将手术方案导入术中导航工作站,辅助完成颧骨复合体骨折的复位与固定.术后1 周内拍摄三维CT,测量健侧和患侧的颧骨突度值,并采用配对t 检验比较双侧的差异;同时以双侧颧骨突度值的差值评价颧骨复合体骨折的复位情况,差值的绝对值小于2 mm 为达到了理想的复位标准.术后常规复查,评价伤口愈合情况、面形和功能恢复程度.结果 共纳入45 例患者,其中男性39 例,女性6 例,年龄21～68 岁.患者术后健侧和患侧的颧骨突度值分别为(80.78±6.14)mm 和(80.85±6.10)mm,双侧比较差异无统计学意义(t = 0.362,P = 0.719).患者术后健、患双侧颧骨突度差值的绝对值为(0.92±0.68)mm.43例骨折达到理想复位程度,另外2例颧骨突度差值的绝对值分别为2.3 mm和2.2 mm.术后所有患者手术切口愈合良好,未出现感染等并发症,外形及功能恢复均满意.结论在单侧复杂颧骨复合体骨折手术中应用计算机辅助手术导航可以有效确保骨折复位的精确性,获得较好的临床效果.

摘要： 目的研究全程导板辅助无牙颌种植的精度。方法选取无牙颌的病人14例,在Straumann全程导板引导下拟植入78枚种植体,其中上颌36枚种植体,下颌42枚种植体。术前制作放射性义齿并进行颌面部锥形束计算机断层扫描(CBCT),将影像信息导入coDiagnostiX软件,利用计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM)技术进行全程导板的设计和3D打印。术后行CBCT并将图像导入到coDiagnostiX软件,与术前影像信息进行配准重叠,测量术前种植体虚拟植入位置与术后植入位置之间的偏差。结果种植体中心轴线角度偏差为3.56°±1.76°,种植体顶部中心偏差为(1.23±0.60)mm,种植体根尖部中心偏差为(1.51±0.59)mm,种植体植入深度偏差为(0.37±0.94)mm。上颌种植体比下颌种植体的顶部中心偏差大(t=2.18,P<0.05)。结论本研究发现的偏差范围可以为种植体术前植入位置的设计提供参考,从而避开重要的解剖结构以减少手术风险。

摘要： 目的:探索并构建肾肿瘤行肾部分切除术的CT三维可视化术前评估系统及其应用价值.方法:回顾性收集北京大学第一医院泌尿外科因肾肿瘤行肾部分切除术患者的临床资料做初步探究,同时收集我国16家临床中心因肾肿瘤行肾部分切除术患者的同质化标准数据,应用CT三维可视化系统(IPS系统,Yorktal)评估肿瘤解剖结构、血供等信息,通过归纳和总结构建评估系统,完成虚拟手术设计及术中辅助导航,指导临床手术.结果:基于泌尿系增强CT建立三维可视化图像,评分系统纳入肿瘤最长径和体积、肿瘤侵入实质内体积占比、肿瘤侵入实质最大深度、肿瘤与肾实质接触面积、肿瘤肾实质接触面平整度、肿瘤所在肾脏分段位置、肾血管变异情况及肾周脂肪.肿瘤平均二维直径为(2.78±1.43)cm,平均三维最大径为(3.09±1.35)cm,术后病理平均大小(3.01±1.38)cm.三维重建肿瘤最大径与术中肾动脉阻断时间延长、术中出血量显著相关(r=0.502,P=0.020;r=0.403,P =0.046).三维重建及病理肿瘤体积分别为(25.7±48.4)cm3、(33.0±36.4)cm3(P=0.229),三维重建肿瘤体积与术中出血量显著相关(r = 0.660,P＜0.001),肿瘤侵入肾实质内体积占比与术中肾动脉阻断时间延长、术后并发症的发生显著相关(r = 0.410,P = 0.041;r = 0.587,P = 0.005).肿瘤与肾实质接触面积及是否存在血管变异与围手术期指标及术后并发症未见相关性.完成术前评估的同时,重建后的三维影像可在Touch Viewer系统上进行缩放、旋转、组合显示、颜色调整、透明化、长度体积自动测量及模拟裁切等操作,满足术前虚拟手术规划及术中辅助导航的要求.结论:三维图像可提供更加直观的解剖结构,清晰显示肿瘤解剖参数及血供、脂肪等信息,CT三维重建肾肿瘤评价系统可帮助预测肾部分切除术手术难度、围术期并发症等.重建的三维可视化图像导入指定程序或机器人操作系统即可完成虚拟手术及术中辅助导航,帮助手术医师更好地把握手术过程.评分系统所包含的指标及各项指标的分值权重需要通过多中心大样本的研究来证实及完善.

摘要： 目的 探讨导航辅助穿颧种植技术在双侧上颌骨缺损修复中的临床应用效果.方法 收集上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔颌面头颈肿瘤科2013年1月至2019年12月行双侧上颌骨次全切除的患者资料.纳入标准:James Brown'sⅡ类双侧上颌骨缺损患者,上颌无余留牙并伴有口鼻相通.排除标准:病变累及颧骨体或术后需要放疗者.利用数字化技术应用Simplant 3D软件将阻塞器与缺损拟合,确定种植体植入方向与平台显露位置,肿瘤切除同期或术后二期在Brainlab工作平台导航引导下行双侧颧骨种植体植入,最终采用种植体支持式阻塞器修复上颌骨缺损.随访1年,采用阻塞器功能评分量表(OFS)对临床效果进行评估.结果 本研究共纳入20例,男13例,女7例,年龄28～72岁,平均53.6岁.共植入颧骨种植体68枚,脱落2枚,种植体骨结合率97.06％.种植阻塞器修复率为90％(2例因肿瘤复发未进行最终修复).经OFS量表评价,患者在咀嚼、发音以及外观等方面均获得了满意的效果.结论 穿颧种植能够给双侧上颌骨缺损患者提供良好的修复效果,导航技术能够提高颧种植体植入的准确性.

摘要： 定制交互控制边界的方法和计算机辅助外科手术系统。一种用于基于患者特定解剖结构生成所定制的控制边界的方法，该方法包括：基于将被植入在解剖结构上的虚拟植入物表示的几何结构识别标准控制边界。该方法还包括：识别与虚拟植入物表示关联的参考特征；以及确定所识别的参考特征与和患者的解剖结构关联的虚拟表示之间的相交部。识别所识别的参考特征与解剖结构的虚拟表示之间的相交部处的解剖周界，并且在解剖结构的虚拟表示上确定一个解剖特征。基于所述解剖特征修改标准控制边界，以生成所述定制的控制边界。

摘要： 本申请描述了用于微创计算机辅助的远程外科手术的系统和方法。例如，本公开提供了用于计算机辅助的远程操作外科手术的外科手术器械和器械驱动系统，该外科手术器械和器械驱动系统被构造和被操作以抵消外科手术器械内的线缆拉伸的影响。

摘要： 本发明公开了一种用于外科手术期间计算机辅助导航的外科手术引导系统。所述外科手术引导系统被配置成获得由分布式网络计算机提供的关于多个患者的外科手术结果的术后反馈数据，并基于所述术后反馈数据训练机器学习模型。所述外科手术引导系统进一步被配置成从所述分布式网络计算机中的一个获得表征定义患者的术前数据，并基于通过所述机器学习模型处理所述术前数据为所述定义患者生成外科手术计划。所述外科手术计划被提供给显示装置以供用户查看。

摘要： 一种帮助一外科医生终端用户的计算机化方法，包括：提供一投光器配置为将至少一个图案投射到脊柱上，提供3D摄像机，当所述脊柱在他们的视野中时工作以捕获所述脊柱和图案的3D视频影像；提供一工具跟踪器包括一INS工作以重复计算脊柱外科手术中使用的工具的一当前方向和位置的一输出工具状态指示，以及一无线通信模块提供子系统和一处理器间的数据通信包括发送所述输出工具状态指示至所述处理器；所述处理器包括逻辑器配置为接收由所述工具跟踪器和所述3D视频影像产生的所述输出工具状态指示，以及用所述处理器已知的所述图案追踪脊椎骨，并且相应地给所述外科医生提供反馈。

摘要： 一种用于外科手术期间的计算机辅助导航的外科系统，该外科系统包括至少一个处理器，该至少一个处理器获得患者的目标解剖结构和配准夹具的基准集的3D放射学表示。操作尝试将该3D放射学表示中的该基准集的位置配准到由相机跟踪系统跟踪的3D成像空间。基于确定该基准集中的一个基准具有未成功配准到该3D成像空间的位置，进行以下操作：显示该3D放射学表示的至少一个视图，该至少一个视图具有指示该基准未成功配准到该3D成像空间的图形叠层；接收标识该基准在该3D放射学表示中位于何处的用户提供的位置信息；并且基于该用户提供的位置信息将该基准的该位置配准到该3D成像空间。

摘要： 示例性操作管理系统被配置为从包括在成像装置中的深度传感器获取表示患者的内部空间的深度图的深度数据，从不包括在成像装置中的辅助传感器获取辅助传感器数据，以及基于深度数据和辅助传感器数据执行与计算机辅助外科手术系统相关联的操作，该计算机辅助外科手术系统被配置为在患者的内部空间内执行程序。

摘要： 示例性操作管理系统被配置为获得表示患者的外部体壁的三维模型的外部体壁数据，获得表示用于患者的内部空间的深度图的内部深度数据，并且基于在外部体壁数据和内部深度数据来执行与计算机辅助外科手术系统相关联的操作，该计算机辅助外科手术系统被配置为执行关于患者的程序。

摘要： 本发明公开了一种提供计算机辅助外科手术的外科手术导航系统。所述外科手术导航系统包括具有计算机辅助导航的手持式外科手术工具、图形用户界面模块和任选的成像设备。所述手持式外科手术工具包括柄部，所述柄部可以包括用于检测所述柄部的取向的至少一个传感器。计算设备和至少一个显示器设备与所述手持式外科手术工具相关联并且被配置为显示针对所述外科手术规程的所述手持式外科手术工具的目标轨迹。

摘要： 本文描述的技术可以以一种方法来体现，该方法包括使用可见波长范围之外的第一波长范围的电磁辐射获得外科手术场景的第一图像的表示图，其中从第一组织类型接收到的第一波长范围的电磁辐射量低于第二组织类型所接收的电磁辐射量。该方法还包括使用可见波长范围之外的第二波长范围的电磁辐射获得第二图像的表示图，其中从第二组织类型接收的第二波长范围的电磁辐射的量与第一组织类型接收的电磁辐射量基本上不同。外科手术场景的视觉表示图通过使用第一图像的表示图和第二图像的表示图被渲染在一个或多个显示器上。

摘要： 本文描述用于正颌外科手术规划的系统和方法。一种示例性计算机实现的方法可包括：生成受试者颅骨的复合三维(3D)模型；限定所述复合3D模型的全局参考系；在所述复合3D模型上执行头影测量分析，以量化所述受试者颅骨的至少一个几何性质；执行虚拟截骨术以将所述复合3D模型分离成多个段；使用所述截骨段执行外科手术模拟；以及为受试者设计外科手术夹板或模板。