AI术前规划辅助下的关节置换术

2019年我国人工关节置换手术量已经超过了90万例，且每年仍在以接近20%的速度增长。

根据第七次全国人口普查数据显示，截止2020年底，我国60岁以上老年人口2.64亿人，占比18.7%，即将进入中度老龄化社会。人口老龄化的不断加剧，是人们对关节置换需求不断增高的主要因素。

关节置换作为一项发展至今已有半个多世纪的手术技术，在国内外各大小医院都已成熟开展。

传统的手术操作，术中的截骨量、假体型号的选择和假体放置的位置及角度等因素需借助术者的经验来确定，每个步骤的精确度不足，这在一定程度上造成术后患者功能锻炼难度增加，疼痛症状不易缓解，最终导致了其满意度下降。

人工智能（AI）三维术前规划操作系统，成功地解决难题。

近1年来通过术前的AI（artificial intelligence，人工智能）规划引导手术操作，为数十例关节终末期疾病的患者解决了问题，术后满意度均较高。

一位是30岁的双侧髋关节置换，一位是69岁的左膝关节置换。

30岁长期饮酒，双侧股骨头无菌性坏死

近一年来，孙先生时常发觉双侧髋关节疼痛，未予特殊处理，最近一段时间症状逐渐加重，并伴有双髋关节活动受限，呈摇摆步态，到医院检查X片提示“双侧股骨头无菌性坏死，髋关节骨性炎”！

股骨头坏死一般被认为是老年病，才30岁怎么会中招呢？

问及生活习惯史得知，孙先生有喝酒的习惯，10年的饮酒史，且主要以白酒为主。

酒，就是导致股骨头坏死的主要因素！

酒精长期刺激股骨头周围的小动脉，导致血管变性及粥样硬化，进而引发股骨头局部缺血缺氧，最终发生无菌性坏死。所以说长期饮酒的人需警惕股骨头坏死。

考虑到患者双髋关节均已活动受限且患者尚年轻，及早地接受治疗对其日后的高质量生活尤为重要，遂建议其进行双侧人工髋关节的置换。

精确到0.1°、0.1mm，AI术前规划辅助关节置换

首先在该系统中输入患者双侧髋关节高精度CT扫描数据，系统就能自动进行三维重建和精准图像分割、解剖位点识别，并根据股骨的解剖形态，智能匹配合适的假体型号、最佳安放位置和截骨厚度，数据精确到0.1°、0.1mm。

最终形成交互式的规划报告机模拟手术结果，让医生对假体放置的位置、角度一目了然。

当然术者还可根据患者实际情况对关节假体型号，规划安放位置等参数进行微调，实现个性化定制手术方案。

手术由杨同其教授主刀，在术前计划的辅助下，所用假体型号、角度与术前设计规划中完全一致。

——AI术前规划模拟手术效果

——实际手术后X光影像

双侧髋关节置换手术一般需要三个小时左右，传统的双侧髋关节置换因为要同时对两侧髋进行手术，对术者的技术能力和耐心尤为考验，有了人工智能（AI）的术前规划，手术中减少了反复对比调节假体的次数，手术时间明显缩短，两小时内手术即完成，出血量也明显减少。

同样，69岁的周阿伯也是人工智能（AI）术前规划的受益者。

阿伯左膝关节疼痛10余年，加重2年，内侧关节间隙狭窄，膝关节严重内翻畸形，关节软骨损伤，长期保守治疗效果不佳，影响生活质量，至骨科寻求人工膝关节置换手术治疗。

——术前X光影像

——AI术前规划结果

——成功置换术后

入院后第二天，人工智能（AI）术前规划系统便根据输入的CT扫描数据对患者的膝关节进行三维重建、智能分割、识别、测量，精准匹配假体及准确的截骨位置。第三天，完成手术。术后第七天，恢复0~90°正常屈膝后，患者出院。