清华长庚医院创新开展混合现实引导下骨科手术医院

本报讯近日，记者从北京清华长庚医院获悉，该院骨科运动医学中心创伤骨科团队联合清华大学生物医学工程系教授王广志团队，利用混合现实引导下术中精准目标定位、三维目标精准重建、3D Slicer-AR高性能术中协作导航系统开发等技术，成功为一名患者实施了混合现实导航下的髋臼、骨盆骨折经皮微创固定手术。患者术后复查的X线与CT影像均显示骨折复位和固定良好，且手术切口仅有不到3厘米。
据了解，患者因骑电动车时不幸发生车祸前往清华长庚医院就诊，被诊断为右侧髋臼骨折、右侧髂骨骨折、左侧踝关节骨折。髋臼骨折是一种高能量所致的复杂损伤创伤重、关节不稳定，髋臼骨折位置深、周围解剖结构复杂、不容易进行复位操作，手术出血多。
传统的髋臼、骨盆骨折手术治疗方案是，采用前、后联合入路，分两次手术进行，其手术时间长、创伤大、出血多、风险高、恢复慢、并发症多。清华长庚创伤骨科团队此次开展的经皮微创骨盆内固定术，是在避开周围密集的血管、神经的基础上，精密设计螺钉的置入通道，使其走行在狭窄的骨性通道中间并且垂直于骨折平面，从而发挥最好的治疗效果。而在手术过程中，如果能够透过患者的皮肤和肌肉让医生“看到”患者的骨折情况，从而精准定位螺钉的位置和方向，难题就会迎刃而解。
创伤骨科团队决定使用与王广志团队共同研发的混合现实骨折修复定位导航系统，该系统将虚拟的三维图像与真实的手术场景相结合，借助这套系统可实现术中可视化术前影像与规划手术入路、辅助术中C形臂摆位，解决了手术中定位、配准、渲染、多软件平台交互等一系列难题，同时减少了术中透视次数，保证手术的精确实施。
在该院主任医师潘勇卫的指导下，创伤骨科团队在术前对患者的髋臼骨折影像进行了讨论分析，并根据骨折情况进行了特异性手术规划，为患者设计螺钉通路。在手术执行过程中，该院副主任医师赵喆通过上述系统实现在手术中全程“看到”术前重建的骨盆影像、骨折位置和规划螺钉置入的位置与姿态，并且通过提示信息指导术中C形臂摆位，在透视下精确地置入了两枚术前规划好的螺钉。
据了解，混合现实（MR）是一种可以在真实空间显示虚拟物体的技术，将真实世界和虚拟世界混合在一起，头显通过重新绘制现实世界，再叠加虚拟信息，使虚拟信息能够与重绘的现实世界进行交互，实现虚拟与真实之间的部分保留、自由切换。通过将术前影像与规划内容显示在手术区域，让医生直观理解即将执行的手术过程与手术目标；在术中精确显示患者身体原位骨折状态和术前规划内容，引导术中透视设备摆位，并在大量减少手术辐射剂量、提升手术效率的同时，提高了手术的精确性和安全性。（陈祎琪）
【清华长庚医院创新开展混合现实引导下骨科手术】《医学科学报》 (2024-01-12 第11版综合)