人工智能辅助全髋关节置换术三维规划系统的应用价值分析

文/胡陈贵

股骨头坏死在临床中主要采用全髋关节转换术进行治 疗，但是由于全髋关节转换术前规划软件较少，只有极少数的医院使用二维术前规划软件。但是由于二维术前规划软件的准确率较低，并且术后容易产生下肢不等长、髋关节不稳定等并发症，近几年，随着手术技术不断提升，三维规划系统软件应运而生，此软件的操作较复杂，花费时间较长，而且髋关节手术的住院时间较短，不利于术前规划。通过深度学习人工智能医学图像后，其稳定性较高，非常适合髋关节术前规划与诊断。为了更好地分析人工智能辅助全髋关节置换术三维规划系统的应用价值。本次研究，选择我院在2020年4月至2021年8月收治的80例患有股骨头坏死的患者作为本次研究对象，对其采用人工智能辅助全髋关节置换术进行治疗，临床效果非常显著，能够有效地改善患者的痛苦，现将本次研究内容报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择我院在2020年4月至2021年8月收治的80例患有股骨头坏死的患者作为本次研究对象，对照组40例，其中女性22例，男性18例，年龄50-75岁，平均年龄（55.25±3.54）岁；观察组40例，其中男性19例，女性21例，年龄40-80岁，平均年龄（56.25±4.25）岁。将两组患者的基本资料进行对比（P＞0.05），具有可比性。本次研究经本院的伦理委员会批准同意，研究人员自愿加入本次研究，并且已经签署相关文件。

纳入标准：①经临床检验确诊为股骨头坏死的患者；②治疗依从性较好的患者；③无精神疾病及认知功能障碍的患者；④临床资料完整的患者；⑤没有病理性骨折的患者；⑥无肿瘤疾病的患者；⑦无凝血功能异常以及循环系统疾病的患者；

排除标准：①患有精神疾病以及认知功能障碍的患者；②对本次治疗有过敏的患者；③治疗依从性差的患者；④临床资料不完整的患者；⑤患有重度骨质疏松症的患者；⑥患有肿瘤疾病的患者；⑦患有脑卒中后遗症的患者；⑧患有凝血功能异常以及循环系统疾病的患者。

1.2 术前规划

术前需要患者接受骨盆正侧位X线检查，协助患者取仰卧位，双下肢伸直，两足内旋；在X线拍摄的范围内主要包括股骨近端、耻骨、髂关节、髂骨以及坐骨；需要检查股骨颈有无投影变形的情况，髂关节各骨纹理要包括清晰锐利，坐骨棘清晰可见，术后对检查报告的胶片采用传统的胶片模板测量法进行手工规划。

术前患者需要接受CT骨盆检查，协助患者取仰卧位，扫描的范围在：髂前上棘至股骨小转子下10厘米，层厚要在0.8mm；再将其扫描的数据导入到三维规划系统软件中，智能生成三维术前规划，在术前根据临床经验可对三维规划进行微调。

1.3 手术方法

再进行全麻，双下肢消毒铺单后，双侧髋关节内旋至10°-15°，以耻骨为中心，保持双侧髂前上棘，耻骨联合三点可构成平面和水平面的平行；切口外侧显露股骨颈根据术前规划堆骨高度以及方向进行股骨颈截骨，大约长15cm，再取出坏死的股骨头后，将髋臼显露，将术中所见的髋臼的形态和三维规划中的髋臼模型进行对比，采用武汉富达医用胶片有限公司提供的假体胶片模板进行二维模板测量，选择适合患者的髋臼与股骨，选择适合的型号，完成磨锉与压配(由美国Depuy Synthes公司的PINNACLE髂臼假体磨单打双，如果术中需要使用37号臼杯，则磨锉磨到36号即可)；再对股骨髓腔进行扩髓到术前规划的股骨侧假体型号，选择适合的型号进行安装，复位后再测量双下肢的长度以及髋关节的稳定性，进行冲洗后再缝合；需要保证两组患者的手术均由同一组医师完成。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 对比两组患者术前计划与术中实际应用假体型号

通过对两组患者采用胶片模板测量方法以及三维规划系统治疗后，观察组患者的髋臼侧以及股骨侧的符合率显著优于对照组（P＜0.05）；详情见表1。

表1 对比两组患者术前计划与术中实际应用假体型号

2.2 对比两组患者手术前与手术后双侧联合偏心距差值、双侧股骨偏心距差值及双下肢长度差值

通过对两组患者采用胶片模板测量方法以及三维规划系统治疗后，两组患者在手术前与手术后双侧联合偏心距差值、双侧股骨偏心距差值及双下肢长度差值没有太大差异（P＞0.05）；详情见表2。

表2 对比两组患者手术前与手术后双侧联合偏心距差值、双侧股骨偏心距差值及双下肢长度差值(±s，mm）

2.3 对比两组患者手术时间以及术中出血量

通过对两组患者采用胶片模板测量方法以及三维规划系统，观察组患者手术时间以及术中出血量均明显少于对照组（P＜0.05）；详情见表3。

表3 对比两组患者手术时间以及术中出血量

3 讨论

目前 ，在我国国内对于人工智能辅助全髋置换术在术前规划还是采用胶片或是二维软件为主，但两者准确率不高，拍摄的角度也存在一定的差异，操作较复杂，术前规划不够准确，导致人工智能辅助全髋置换术术后并发症的发生率非常高，严重地影响了人工智能辅助全髋置换术的手术效果。三维规划系统软件的出现，大大地提高了人工智能辅助全髋置换术的手术效果，其采用CT为基础的术前规划具有较高的稳定性，避免了二维软件与传统的胶片所造成的误差，大大降低了术中假体周围骨折的并发症发生的概率。以前的二维软件在每个患者术前规划上需要耗时24分钟左右，而三维规划系统软件平均耗时仅需要5分钟，对于术前规划时间明显的缩短。本次研究结果显示，通过对两组患者采用胶片模板测量方法以及三维规划系统治疗后，观察组患者的髋臼侧以及股骨侧的符合率显著优于对照组（P＜0.05）；这表明了，三维规划系统软件对于股骨头坏死的髋臼侧以及股骨侧的符合率非常高。本次研究结果还显示，两组患者在手术前与手术后双侧联合偏心距差值、双侧股骨偏心距差值及双下肢长度差值没有太大差异（P＞0.05）；由此可见，对于股骨头坏死的患者术前采用三维规划系统软件进行术前规划可以有效地降低术后的偏心距差值，但是由于本次研究人数较少，部分患者治疗时间较短，术后功能没有评价，有待进一步研究证实。以及观察组患者手术时间以及术中出血量均明显少于对照组（P＜0.05）；这与吴东,刘星宇的文献里的研究结果相符合，说明了，我院对患有股骨头坏死的患者术前采用三维规划系统，术中采用人工智能辅助全髋置换术进行治疗，可以有效地缩短手术时间，减少术中出血量的发生概率。

综上所述，通过对患有股骨头坏死的患者术前采用三维规划系统，术中采用人工智能辅助全髋关节置换术进行治疗后，临床效果非常显著，对于患者的髋臼侧以及股骨侧符合率非常高，手术时间与术中出血量都有所减少，值得在临床中进一步推广并借鉴。