醫(yī)學(xué)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在骨盆骨折中應(yīng)用的研究.pdf

1、目的：對醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在骨盆骨折術(shù)前診斷、手術(shù)規(guī)劃及術(shù)中導(dǎo)航中的應(yīng)用進(jìn)行初步研究，進(jìn)而指導(dǎo)骨盆骨折的正確診斷分型、提高手術(shù)規(guī)劃質(zhì)量、增加手術(shù)操作的精確性，提高骨盆骨折手術(shù)質(zhì)量。
　　材料與方法：
　　1）將一名健康志愿者骨盆CT掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics軟件，完成骨盆、髖臼的三維建模，然后按照AO骨折分型標(biāo)準(zhǔn)模擬各型骨盆、髖臼骨折，將模擬的骨折分型模型以STL格式保存。然后借助于VTK及Qt等軟件開發(fā)工具，開發(fā)骨盆、髖臼骨折

2、三維數(shù)字化分型軟件。10名醫(yī)學(xué)生和5名骨科醫(yī)師分別將傳統(tǒng)的骨盆、髖臼骨折二維分型圖譜及三維數(shù)字化分型軟件與骨盆、髖臼骨折患者的影像圖片比較，然后做出評價。
　　2）對骨盆骨折患者行骨盆CTA掃描，將掃描數(shù)據(jù)采用中值濾波除噪、閾值法與區(qū)域生長法結(jié)合進(jìn)行圖像分割、通過等值面提取后進(jìn)行皮膚體表輪廓、血管及骨組織的面繪制，并采用光線投射方法對骨盆的CT掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行直接體繪制。完成骨盆的三維重建后，在三維模型上進(jìn)行虛擬復(fù)位及虛擬內(nèi)固定設(shè)計(jì)過

3、程，并觀察術(shù)后結(jié)果與術(shù)前虛擬規(guī)劃結(jié)果的一致性。
　　3）術(shù)前在尸體標(biāo)本髂骨翼置入5枚鈦釘后行 CT掃描。將所得數(shù)據(jù)導(dǎo)入SuperImage軟件重建骨盆的三維模型后對骶髂關(guān)節(jié)螺釘?shù)睦硐肼窂竭M(jìn)行虛擬規(guī)劃。術(shù)中采用鈦釘標(biāo)記點(diǎn)法進(jìn)行術(shù)前虛擬空間與術(shù)中實(shí)際空間的配準(zhǔn)后借助于導(dǎo)航系統(tǒng)的光學(xué)定位儀對術(shù)中骨盆及手術(shù)器械的空間位置實(shí)時跟蹤，術(shù)者在三維實(shí)時導(dǎo)航下依據(jù)術(shù)前規(guī)劃的理想路徑經(jīng)皮置入骶髂關(guān)節(jié)螺釘1枚。術(shù)后將標(biāo)本行CT掃描后構(gòu)建骨盆三維模型，并

4、將螺釘實(shí)際位置與虛擬規(guī)劃結(jié)果進(jìn)行比較。
　　結(jié)果：
　　1)構(gòu)建的骨盆、髖臼骨折三維數(shù)字化分型模型形態(tài)逼真，立體感強(qiáng)。骨盆、髖臼骨折三維數(shù)字化分型軟件使得用戶能夠?qū)钦廴S模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)及放縮等操作；9名醫(yī)學(xué)生和5名骨科醫(yī)師認(rèn)為相較于傳統(tǒng)的二維平面分型系統(tǒng)，三維數(shù)字化骨折分型系統(tǒng)更加有助于對骨盆、髖臼骨折AO分型的理解和判斷。
　　2）完成了骨盆、血管及皮膚體表輪廓的三維重建，重建結(jié)果清晰、立體、逼真；在骨盆三維模型上完

5、成了虛擬復(fù)位及內(nèi)固定設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)的虛擬鋼板與骨折面具有較好匹配性和服貼性。術(shù)后結(jié)果提示手術(shù)方案與術(shù)前虛擬規(guī)劃結(jié)果基本一致。3）在術(shù)中實(shí)時三維導(dǎo)航下沿著術(shù)前虛擬規(guī)劃的路徑成功置入骶髂關(guān)節(jié)螺釘1枚。術(shù)后CT掃描結(jié)果提示螺釘位置滿意，與虛擬規(guī)劃結(jié)果相符合。
　　結(jié)論：醫(yī)學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在骨盆骨折的術(shù)前診斷、術(shù)前規(guī)劃及術(shù)中導(dǎo)航中的應(yīng)用具有良好的可行性，它有助于骨科醫(yī)生對骨折進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷與分型，制定準(zhǔn)確、個體化的手術(shù)治療方案，確保術(shù)中骨折