精准导航技术在创伤骨科中的应用与展望

精准导航技术在创伤骨科中的应用与展望

蒋罡

昆明医科大学第一附属医院   云南省昆明市  650000

摘要：骨科患者复杂手术多、出血量大、异体输血率高，而异体输血会增加传染性疾病和术后感染风险，少数会发生输血不良反应，影响术后功能康复。近年来，我院自主研发的骨科手术机器人逐渐被应用于临床手术治疗中，如骨盆骨折手术、脊柱手术、全膝全髋人工关节置换术、腕舟骨骨折手术及四肢多部位的手术，其特点是手术精准，放射线暴露明显减少，且效果显而易见。作为一项新兴技术，机器人辅助下骨科手术的流程与传统手术多有不同，不仅要求护理人员熟练掌握机器人的使用和管理，而且医护间配合要默契。

关键词：精准导航技术；创伤骨科；应用分析；展望分析

引言

精准导航技术是一种通过空间定位跟踪系统，在术中确定手术器械与患者的相对空间位置关系，并与术前CT及相关模型整合显示在一起，进行手术规划，同时实现手术器械的可视化与实时跟踪的手术引导系统。随着导航技术的发展，精准手术导航技术在创伤骨科领域也得到了应用，近年来，随着数字化技术在医学领域的发展和应用，数字化辅助下的手术显现出诸多优势，如基本可以实现以手术术式尽量微创、手术结果较为精准等。基于此，本文探究精准导航技术在创伤骨科中的应用与展望分析。

1精准导航技术在骨科手术的方法

患者臂丛神经阻滞麻醉效果满意后，平卧于手术床上，将患肢外展于碳纤维支架上，常规术区消毒铺置无菌手术单，应用自主设计的"腕关节极度背伸固定板"将腕关节牢固固定于极度背伸位。设置注册导航系统和安置舟骨导向夹具，透视见舟骨骨折复位好无明显移位，术中ｉｓｏＣ透视机扫描，在三维重建的即时图像指导下确定舟骨导针从掌侧置入的最佳入点和方向，并预测空心钉长度。确定螺钉置入的三维位置后，置入舟骨空心钉导针。术中透视确认各方向位置满意，骨折复位满意，从入点做0．5cm小切口，扩髓，置入舟骨空心螺钉。术中透视及拍片示骨折复位固定满意后，手术完毕。

2骨科机器人手术的精准护理培训模式

①成立骨科机器人手术护理小组，包括手术室骨科专科组长，骨科专科组员等。确立具体的手术室护理内容、核心及意义。手术室护理内容包括骨科机器人理论知识、手术方式、手术配合、体位摆放、术后设备整理、术后器械清理及包养等。将观察组２０名人员均分成５个小组，每组４个成员，形成小团队协作。②观察组成员在进入骨科机器人手术专项培训组前，由机器人供应商老师对骨科机器人设备进行详细理论授课，支持骨科医生共同参与，课后进行考核，并及时答疑解惑，考核合格者方可进行骨科机器人加强培训。③加强小组制培训，针对性培养，定期授课，以互帮互助理念实现共同进步。小组内成员根据小组学习进展及活动要求选取组长，负责督促成员自主学习。④鼓励医护联合培训，医生定期授课，其主要内容是骨科机器人先进的手术技术和前瞻性研究，在日新月异的新形势下手术室护士应提高对前沿的技术发展学习的能力，强调手术室护士配合的新要求，鼓励手术室护士积极参与，调动手术室护士积极性，增加其参与感，提高配合熟悉程度。⑤医生护士互动模拟教学［５］，以接近现实生活工作内容、范围为情景，增强实际问题的处理能力。医护联合模拟骨科机器人手术，骨科机器人手术因定位需求对体位摆放、设备位置摆放有着更高的要求，在模拟中，让手术室护士摆放骨科专科组长或组员，手术医生指出不足及专科组长或组员提出在摆放过程中的不适或错误等，让培训者有更深入的了解及感官体验。⑥术前访视患者，参与医生讨论，确认手术方式，备齐特殊用物及设备。有针对性地学习骨科机器人手术特殊注意事项。⑦加强学习术中配合，学习骨科机器人手术相关的设备空间管理，合理摆放，正确连接。⑧总结相关手术，做好笔记，实行必要的病例讨论，小组里定期开会总结。

3创伤骨科机器人展望

骨科机器人自诞生至今，支持技术系统发展迅速，对于特定疾病的治疗，最初的好处是显而易见的，但从行业到临床应用的发展仍处于起步阶段。创伤骨科疾病涵盖广泛的主题，强大的个体化因素，复杂多变的条件，对骨科机器人辅助技术的更高要求。有必要客观地认识到当前的差距，继续审查共同的技术困难，评估临床疗效，并使应用研究标准化，以真正满足实际临床需求。在技术实施层面，机器人辅助复位技术目前只能处理一些建模和理想化的情况，使用类似于“块堆栈”的方法来规划和控制骨硬组织的复位轨迹。但临床骨折的实际治疗比实验模拟的情况更复杂、更多变，不仅包括恢复骨组织的连续性和完整性，还包括排除其机械干扰和执行重置，同时保护软组织。在规划和实施重置路径时，必须考虑显著的术前软组织形态和与骨块重置路径闭塞相关的应力变化；对于多个或破碎裂缝，判断裂缝块的位置和形态并有效控制它们至关重要。目前的术中X线片、快速CT三维重建以及基于骨性特征点、点云或者曲面的配准算法，多为单组织一次性静态刚性配准，一旦空间配置发生变化，可能导致重新校准和导航失败，并且尚未满足骨折手术的实际需要；对于骨折的控制和固定，基于导针连接或穿刺技术，存在力不足、软组织干扰、变形引起的微偏移等问题。近年来，多模态图像采集和分析手段不断发展，并结合计算机模拟技术，还可以基于解剖形态的再现来模拟不同组织的机械变形特征和功能变化；新导航技术的同步频率和跟踪性能不断提高，软组织定位能力大大提高。基于新的基于深度学习的图像分割和调整技术的分析速度，精度实现了质的飞跃。上述技术的进步为解决特定临床问题带来了新的想法。在临床应用层面，现有的创伤矫形机器人主要用于无位移或轻微位移骨折的微创钉子领域，适应范围狭窄，多中心、小样本回顾性研究占主导地位，需要通过大样本的高质量临床研究对其有效性进行深入评估，多中心、随机对照和使用现有的机器人应用网络，加强医生的培训和沟通，提高机器人手术的标准化和普遍性。

4讨论

在精准导航技术在骨折手术中，置针的精准性决定了手术是否成功，通过本组手术分析，我们总结了影响置针精准性的因素和注意要点，其中包括：（1）机器人每套低温器械都有专属编号，并且操作台系统都配备了相应文件，如果编号与文件不匹配，则对置针精准性有很大影响，故编号录入要与相应文件保持一致。（2）基座引导器与患者示踪器的稳定性直接影响置针精准性，因此器械护士在安装时要确保旋紧螺丝，同时要时刻关注基座引导器及患者示踪器稳定性。（3）机器人机械臂发生异常移动时，会造成置针位置偏差，因此，需将机器人机械臂推至手术区域后将脚刹锁死，避免机械臂异常移动。相较于传统舟骨手术，天玑Ⅱ机器人辅助下腕舟骨骨折闭合复位内固定术存在较大优势，其手术精准，放射线暴露明显减少，但对医护间的配合要求也更高。手术中的人员管理也至关重要，机器人手术除设备繁杂外，还需要手术医生、护士、麻醉医生及设备调试人员等默契配合。手术间内人员较多，需严格遵守无菌规范，由巡回护士统一安排，指挥人员流动，以减少污染术区及室内环境的风险。随着智能辅助手术技术蓬勃发展，机器人手术今后会广泛普及，因此，对护理配合提出了更新及更高的要求。护理人员要及时更新理念，熟悉相应流程和设备。

结束语

综上所述，应用精准导航技术在创伤骨科手术中，能够加强术期患者的管理，保障患者手术安全和临床安全有重要意义。

参考文献

[1]马浩浩.O-arm导航系统辅助经皮椎体（后凸）成形术治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的应用研究[D].郑州大学,2020.002471.

[2]于洪健,李乾,杜志江.骨科手术机器人技术发展综述[J].机器人技术与应用,2020(02):19-23.

[3]顾珊菱,许岩,杨光,刘岩.骨科手术机器人辅助下经皮螺钉内固定治疗老年骨盆和髋臼骨折的疗效及对生活质量的影响[J].中国老年学杂志,2020,40(05):1001-1004.

[4]张雁儒.精准微创个体化医疗、3D打印及计算机导航技术在骨科临床的研究进展[J].宁波大学学报(理工版),2019,32(06):1-5.

[5]李盛华,邓昶,周明旺,付志斌.骨科领域精准医疗的观念、特点及价值[J].中国组织工程研究,2018,22(15):2407-2413.