计算机辅助技术在骨关节疾病中的应用

作     者：丁焕文 沈健坚 涂强 王迎军 张迪辉 王虹 曾锁林 刘宝 陈晓峰 Ding Huan-wen;Shen Jian-jian;Tu Qiang;Wang Ying-jun;Zhang Di-hui;Wang Hong;Zeng Suo-lin;Liu Bao;Chen Xiao-feng

作者机构：解放军广州军区广州总医院广东省广州市510010 华南理工大学材料科学与工程学院广东省广州市510641 

出 版 物：《中国组织工程研究与临床康复》 (Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research)

年 卷 期：2011年第15卷第17期

页      面：3113-3118页

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(30571897) 广东省科技攻关项目(2002A3020205) 广州市科技攻关项目(2008Z1-D131) 广东省教育部产学研结合项目(2009B090300454)~~ 

主　　题：数字化骨科手术 计算机辅助骨科手术 计算机辅助设计 逆向工程 快速成型 

摘      要：背景:以往采用二维图像资料如X射线片、CT、MRI扫描等进行骨关节病手术设计,在反映骨关节病变严重程度、病变位置和畸形情况等方面不全面、欠准确,而且缺少直观性。目的:研究计算机辅助设计和快速成型技术辅助骨关节伤病手术治疗的新方法。方法:按反求工程的基本原理,采用医学CT/MRI扫描获取106例骨伤病患者骨骼二维图像资料,采用计算机辅助三维重建建立骨、关节解剖模型,将骨、关节解剖模型输入CAD软件进行精确分析,进一步采用快速成型技术制作骨关节原型进行实物原型分析,然后将骨关节解剖模型输入计算机进行外科手术过程设计、预演,选择合适的内固定材料,计算机辅助设计、快速成型技术制作外科手术辅助模板、个性化植入物等,最后精确实施骨关节外科手术。结果与结论:31例骨关节畸形患者术后恢复良好的解剖外形和功能;17例前后交叉韧带损伤患者术后膝关节功能良好;31例骨折患者术后3～6个月获得骨折愈合;7例个性化假体和8例内固定重建肿瘤切除后骨缺损患者,随访期间未发现内固定器械断裂、假体松动和肿瘤复发;12例髋臼发育不良患者术后恢复正常髋臼包容和良好髋关节功能。提示计算机辅助技术可应用于骨关节畸形精确数字化矫形,设计个性化假体,辅助前后交叉韧带重建,疑难假体置换,辅助特殊疑难骨折、关节内骨折、陈旧性骨折复位、固定,骨肿瘤的个性化切除设计、结构与功能重建。