人工智能輔助全髖關節(jié)置換術三維規(guī)劃系統(tǒng)的應用價值分析

文/胡陳貴

股骨頭壞死在臨床中主要采用全髖關節(jié)轉換術進行治 療，但是由于全髖關節(jié)轉換術前規(guī)劃軟件較少，只有極少數(shù)的醫(yī)院使用二維術前規(guī)劃軟件。但是由于二維術前規(guī)劃軟件的準確率較低，并且術后容易產(chǎn)生下肢不等長、髖關節(jié)不穩(wěn)定等并發(fā)癥，近幾年，隨著手術技術不斷提升，三維規(guī)劃系統(tǒng)軟件應運而生，此軟件的操作較復雜，花費時間較長，而且髖關節(jié)手術的住院時間較短，不利于術前規(guī)劃。通過深度學習人工智能醫(yī)學圖像后，其穩(wěn)定性較高，非常適合髖關節(jié)術前規(guī)劃與診斷。為了更好地分析人工智能輔助全髖關節(jié)置換術三維規(guī)劃系統(tǒng)的應用價值。本次研究，選擇我院在2020年4月至2021年8月收治的80例患有股骨頭壞死的患者作為本次研究對象，對其采用人工智能輔助全髖關節(jié)置換術進行治療，臨床效果非常顯著，能夠有效地改善患者的痛苦，現(xiàn)將本次研究內(nèi)容報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選擇我院在2020年4月至2021年8月收治的80例患有股骨頭壞死的患者作為本次研究對象，對照組40例，其中女性22例，男性18例，年齡50-75歲，平均年齡（55.25±3.54）歲；觀察組40例，其中男性19例，女性21例，年齡40-80歲，平均年齡（56.25±4.25）歲。將兩組患者的基本資料進行對比（P＞0.05），具有可比性。本次研究經(jīng)本院的倫理委員會批準同意，研究人員自愿加入本次研究，并且已經(jīng)簽署相關文件。

納入標準：①經(jīng)臨床檢驗確診為股骨頭壞死的患者；②治療依從性較好的患者；③無精神疾病及認知功能障礙的患者；④臨床資料完整的患者；⑤沒有病理性骨折的患者；⑥無腫瘤疾病的患者；⑦無凝血功能異常以及循環(huán)系統(tǒng)疾病的患者；

排除標準：①患有精神疾病以及認知功能障礙的患者；②對本次治療有過敏的患者；③治療依從性差的患者；④臨床資料不完整的患者；⑤患有重度骨質疏松癥的患者；⑥患有腫瘤疾病的患者；⑦患有腦卒中后遺癥的患者；⑧患有凝血功能異常以及循環(huán)系統(tǒng)疾病的患者。

1.2 術前規(guī)劃

術前需要患者接受骨盆正側位X線檢查，協(xié)助患者取仰臥位，雙下肢伸直，兩足內(nèi)旋；在X線拍攝的范圍內(nèi)主要包括股骨近端、恥骨、髂關節(jié)、髂骨以及坐骨；需要檢查股骨頸有無投影變形的情況，髂關節(jié)各骨紋理要包括清晰銳利，坐骨棘清晰可見，術后對檢查報告的膠片采用傳統(tǒng)的膠片模板測量法進行手工規(guī)劃。

術前患者需要接受CT骨盆檢查，協(xié)助患者取仰臥位，掃描的范圍在：髂前上棘至股骨小轉子下10厘米，層厚要在0.8mm；再將其掃描的數(shù)據(jù)導入到三維規(guī)劃系統(tǒng)軟件中，智能生成三維術前規(guī)劃，在術前根據(jù)臨床經(jīng)驗可對三維規(guī)劃進行微調(diào)。

1.3 手術方法

再進行全麻，雙下肢消毒鋪單后，雙側髖關節(jié)內(nèi)旋至10°-15°，以恥骨為中心，保持雙側髂前上棘，恥骨聯(lián)合三點可構成平面和水平面的平行；切口外側顯露股骨頸根據(jù)術前規(guī)劃堆骨高度以及方向進行股骨頸截骨，大約長15cm，再取出壞死的股骨頭后，將髖臼顯露，將術中所見的髖臼的形態(tài)和三維規(guī)劃中的髖臼模型進行對比，采用武漢富達醫(yī)用膠片有限公司提供的假體膠片模板進行二維模板測量，選擇適合患者的髖臼與股骨，選擇適合的型號，完成磨銼與壓配(由美國Depuy Synthes公司的PINNACLE髂臼假體磨單打雙，如果術中需要使用37號臼杯，則磨銼磨到36號即可)；再對股骨髓腔進行擴髓到術前規(guī)劃的股骨側假體型號，選擇適合的型號進行安裝，復位后再測量雙下肢的長度以及髖關節(jié)的穩(wěn)定性，進行沖洗后再縫合；需要保證兩組患者的手術均由同一組醫(yī)師完成。

1.4 統(tǒng)計學方法

2 結果

2.1 對比兩組患者術前計劃與術中實際應用假體型號

通過對兩組患者采用膠片模板測量方法以及三維規(guī)劃系統(tǒng)治療后，觀察組患者的髖臼側以及股骨側的符合率顯著優(yōu)于對照組（P＜0.05）；詳情見表1。

表1 對比兩組患者術前計劃與術中實際應用假體型號

2.2 對比兩組患者手術前與手術后雙側聯(lián)合偏心距差值、雙側股骨偏心距差值及雙下肢長度差值

通過對兩組患者采用膠片模板測量方法以及三維規(guī)劃系統(tǒng)治療后，兩組患者在手術前與手術后雙側聯(lián)合偏心距差值、雙側股骨偏心距差值及雙下肢長度差值沒有太大差異（P＞0.05）；詳情見表2。

表2 對比兩組患者手術前與手術后雙側聯(lián)合偏心距差值、雙側股骨偏心距差值及雙下肢長度差值(±s，mm）

2.3 對比兩組患者手術時間以及術中出血量

通過對兩組患者采用膠片模板測量方法以及三維規(guī)劃系統(tǒng)，觀察組患者手術時間以及術中出血量均明顯少于對照組（P＜0.05）；詳情見表3。

表3 對比兩組患者手術時間以及術中出血量

3 討論

目前 ，在我國國內(nèi)對于人工智能輔助全髖置換術在術前規(guī)劃還是采用膠片或是二維軟件為主，但兩者準確率不高，拍攝的角度也存在一定的差異，操作較復雜，術前規(guī)劃不夠準確，導致人工智能輔助全髖置換術術后并發(fā)癥的發(fā)生率非常高，嚴重地影響了人工智能輔助全髖置換術的手術效果。三維規(guī)劃系統(tǒng)軟件的出現(xiàn)，大大地提高了人工智能輔助全髖置換術的手術效果，其采用CT為基礎的術前規(guī)劃具有較高的穩(wěn)定性，避免了二維軟件與傳統(tǒng)的膠片所造成的誤差，大大降低了術中假體周圍骨折的并發(fā)癥發(fā)生的概率。以前的二維軟件在每個患者術前規(guī)劃上需要耗時24分鐘左右，而三維規(guī)劃系統(tǒng)軟件平均耗時僅需要5分鐘，對于術前規(guī)劃時間明顯的縮短。本次研究結果顯示，通過對兩組患者采用膠片模板測量方法以及三維規(guī)劃系統(tǒng)治療后，觀察組患者的髖臼側以及股骨側的符合率顯著優(yōu)于對照組（P＜0.05）；這表明了，三維規(guī)劃系統(tǒng)軟件對于股骨頭壞死的髖臼側以及股骨側的符合率非常高。本次研究結果還顯示，兩組患者在手術前與手術后雙側聯(lián)合偏心距差值、雙側股骨偏心距差值及雙下肢長度差值沒有太大差異（P＞0.05）；由此可見，對于股骨頭壞死的患者術前采用三維規(guī)劃系統(tǒng)軟件進行術前規(guī)劃可以有效地降低術后的偏心距差值，但是由于本次研究人數(shù)較少，部分患者治療時間較短，術后功能沒有評價，有待進一步研究證實。以及觀察組患者手術時間以及術中出血量均明顯少于對照組（P＜0.05）；這與吳東,劉星宇的文獻里的研究結果相符合，說明了，我院對患有股骨頭壞死的患者術前采用三維規(guī)劃系統(tǒng)，術中采用人工智能輔助全髖置換術進行治療，可以有效地縮短手術時間，減少術中出血量的發(fā)生概率。

綜上所述，通過對患有股骨頭壞死的患者術前采用三維規(guī)劃系統(tǒng)，術中采用人工智能輔助全髖關節(jié)置換術進行治療后，臨床效果非常顯著，對于患者的髖臼側以及股骨側符合率非常高，手術時間與術中出血量都有所減少，值得在臨床中進一步推廣并借鑒。