混合现实MR技术在老年股骨粗隆间骨折PFNA术中的应用研究

混合现实 MR技术在老年股骨粗隆间骨折 PFNA术中的应用研究

庞佳宁，祝丰成，李海欣，姚自红，王云华，马志梅，吴志雄

昆明市第二人民医院骨科，云南 昆明， 650204

[摘要] 目的 探讨混合现实MR技术在老年股骨粗隆间骨折PFNA术中的应用价值。方法 选取应用 PFNA 治疗的股骨粗隆间骨折100例，其中 50例采用常规影像学资料辅助完成手术规划、手术完成(常规组)，50例采用MR技术辅助完成手术规划、手术完成(MR组)。记录两组术中透视次数、术中出血量、手术时间、术后 Harris 评分。结果 所有患者均顺利完成手术。与常规组比较，MR组术中透视次数及出血量减少，手术时间缩短，差异均有统计学意义(P ＜0．05);两组术后 Harris 评分比较差异无统计学意义(P ＞0．05)。结论 MR技术有利于提高行 PFNA 治疗的股骨粗隆间骨折患者的依从性，MR可减少术中患者被照射次数、缩短手术时间、有助于患者早期康复。

[关键词]混合现实技术；老年股骨粗隆间骨折；骨科应用

股骨粗隆间骨折是临床较为常见的髋部骨折，多发生于老年人，保守治疗效果差，且并发症多，PFNA-(Proximal Femoral Nail Antirotation,防旋股骨近端髓内钉)作为髓内固定方式的代表，在治疗股骨粗隆间骨折方面具有诸多优点，是临床治疗的首选方法^[1]。然而，PFNA 治疗股骨粗隆间骨折时，对术中骨折闭合复位要求较高，术中常需反复进行透视验证，不仅增加了医患双方的放射线暴露时间，亦增加了术中出血量，延长了手术时间。

混合现实技术(mixed reality，MR)是影像学技术新的突破，既包括增强现实(AR即Augmented Reality)，也包括虚拟现实(VR即Virtual Reality)^[2]。该技术通过在现实场景中引入虚拟信息，从而产生新的可视化环境，达到实物和数字对象共存，并实时互动。混合现实MR技术将患者信息( 影像等) 、医生的知识与经验( 手术计划) 、真实的患者( 身体) 、操作的手( 医生的手、器械) 通过医生的眼睛在统一空间中融合，术前规划及术中协助医师手术，这种创造力将成为数字化医疗创新的核心动力^[3]。因此本研究在于MR技术有利于提高行 PFNA 治疗的股骨粗隆间骨折患者的早期康复。

1 资料与方法

1.1研究对象

选取我院 2019 年 7 月—2020 年 7月应用 PFNA 治疗的股骨粗隆间骨折100例，随机分为MR组(n =50)及常规组(n = 50)。MR组术前采

用MR技术辅助完成术前谈话及手术规划，其中男24例，女26例;年龄 62 ～ 85(68.3 ± 4.8)岁;受伤部位为左侧23例，右侧27例;受伤原因为车祸伤5 例，跌坠伤45例;伴骨质疏松38例，高血压病6例，糖尿病 5 例，冠心病 3 例，慢性阻塞性肺疾病 4例。常规组采用常规影像学资料辅助完成术前谈话及手术规划，其中男、女各25例; 年龄 63～77(69.1±5.7)岁;受伤部位为左侧24例，右侧26例;受伤原因为车祸伤7 例，跌坠伤43例;伴骨质疏松34例，高血压病 8例，糖尿病6例，冠心病4例，慢性阻塞性肺疾病4例。两组性别、年龄、受伤部位、基础疾病等资料比较差异均无统计学意义(P ＞0. 05)，具有可比性。研究方案通过本院伦理委员会审核，并经过所有患者知情同意。

1.2纳入及排除标准

纳入标准:①闭合性股骨粗隆间骨折;②单侧骨折;③新鲜骨折。

排除标准:①开放性骨折;②病理性骨折或骨折累及其他部位;③骨折前存在患侧髋关节功能障碍。

1.3方法

术前MR模型制备 ：MR组术前患侧髋部 CT 扫描(层厚 0.5 mm)的原始数据以 DICOM 格式导入 mimics17.0 软件，以STL格式保存，利用电脑软件合成图像。

观察指标：记录两组术中透视次数、术中出血量、手术时间、术后 Harris 评分。

1.4统计学分析

采用 SPSS 22.0统计学软件进行数据处理，计量资料用独立样本 t 检验，以均数±标准差(x ± s)表示。以α=0.05 为检验水准。

2 结果

所有患者均顺利完成手术,与常规组比较MR组术中透视次数及出血量减少，手术时间缩短，差异均有统计学意义( P＜0.05) ; 两组术后 Harris 评分比较差异无统计学意义( P＞0. 05) ，见表1

表 ¹ 术前应用不同方法辅助股骨近端防旋髓内钉治疗的股骨粗隆间骨折两组相关指标比较^{( x ± s)}

术前谈话

术中出

术中透视

术后 ^Harris评分

手术

3 讨论

在骨科手术，医生信息的获取依赖于 X 片、CT、磁共振等影像学检查结果，在大脑中进行再现还原。因术前获取信息的不完整或主刀医生理解的偏差，手术方案的精确制定也会受到影响。MR可以让医生和医生之间的沟通变得更加便捷、直观，为最佳治疗方案的制定提供了有力工具，治疗方案变得更加精准、高效^[4]。MR可以在掌握病人的身体内部信息，并叠加显示在虚拟的物理空间上，实现精准的手术治疗方案。在术中，主刀医生和助手医生通过星图，获取全息影像信息，使患者虚拟的 3D 数字模型与患者病变部位完全重叠在一起，使医生拥有了全新的高维度“透视”手术区域的工具^[5]。

混合现实技术(mixed reality，MR)实现精准外科手术的理念，体现在:①清晰、直观的数字化显示，全面量化脏器解剖结构，使影像资料从 2 维平面升级到 3 维立体，精准定位出病灶的位置及病灶与周围血管、集合系统的空间毗邻关系，深度挖掘数据信息^[6]; ②通过交互式的虚拟模型规划手术，术中真实场景与虚拟解剖模型融合，使有效的影像数据在手术过程中全面呈现并被利用。临床医生可有效地进行手术方案优化，提升手术安全性，降低手术过程中可能存在的潜在风险，使患者获得最佳的治疗效果^[7]; ③增进术前与患者及家属的有效沟通，提供“看得见、说得清、道得明”的帮助，改进医患关系^[8-9]。

本文两组均顺利完成手术，术中未出现血管、神经损伤等并发症，说明应用 MR技术辅助 PFNA 治疗股骨粗隆间骨折有明显的可行性和安全性; MR组手术时间、术中透视次数及出血量均显著优于常规组，说明应用MR技术辅助手术有明显的有效性和优越性。笔者认为术前术者可依据模型预演手术过程、预估手术难度，制定最佳方案，从而达到减少术中透视次数、缩短手术时间的目的^[10-12]。

混合现实MR技术应用于骨科临床工作方面，在国内尚属新鲜领域，有望成为另一个医学创新的“智慧之眼”，将与其他数字化技术一道推进新变革时代医学的创新。

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基金项目：昆明市科学技术局科技保障民生发展计划基金资助项目[2019-1-S-25318000001197]

作者简介：庞佳宁（1985-），男，硕士研究生，主要从事骨科关节疾病诊治。

通讯作者：吴志雄，男，52岁，主任医师，擅长髋膝关节置换。