有了髖關(guān)節(jié)置換數(shù)字模型 假體植入不單“準(zhǔn)確”況且“準(zhǔn)確”
【來歷：科技日?qǐng)?bào)】
周一新隊(duì)伍開拓的新算法能夠依據(jù)患者站立、座位甚至蹲位等不同姿勢(shì)下骨盆歪斜角的改變、關(guān)節(jié)活動(dòng)度等綜合原因，為每位患者計(jì)算出一個(gè)性能較優(yōu)且最安全的目的值，生成個(gè)性化的“患者特同性假體安全區(qū)”，更精確地引導(dǎo)機(jī)械人輔助全髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)。
北京積水潭醫(yī)院矯形骨科主任周一新老師隊(duì)伍提出“臼杯矢狀面角度的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換公式”彌補(bǔ)了國際空缺，從數(shù)學(xué)原理上揭露了統(tǒng)治髖關(guān)節(jié)重建行業(yè)50多年的傳統(tǒng)安全區(qū)（即Lewinnek安全區(qū)）不可建立的原因，并創(chuàng)建了患者特同性安全區(qū)算法。日前，有關(guān)研發(fā)成果刊登在國際骨科權(quán)威雜志《骨與關(guān)節(jié)內(nèi)科雜志》和《臨床骨科和有關(guān)研發(fā)》上。
傳統(tǒng)安全區(qū)存在哪類問題？患者特同性安全區(qū)算法有哪類優(yōu)勢(shì)？研發(fā)隊(duì)伍怎樣獲得這一理論沖破？科技日?qǐng)?bào)記者就此采訪了上述研發(fā)隊(duì)伍的中心成員。
傳統(tǒng)擺放假體的安全區(qū)大概不安全
人工關(guān)節(jié)假體理應(yīng)裝載在肌體的哪個(gè)位子？
“過去，醫(yī)師們針對(duì)人工關(guān)節(jié)假體裝載位子，往往只知曉一個(gè)相對(duì)模糊的范疇，缺少準(zhǔn)確的目的數(shù)據(jù)?！敝芤恍玛?duì)伍研發(fā)成員之一、北京積水潭醫(yī)院矯形骨科主治醫(yī)生唐浩表達(dá)。
20時(shí)代70年代末，Lewinnek老師提出了髖關(guān)節(jié)置換行業(yè)的首要概念“安全區(qū)”。他指出，髖臼臼杯的安置位子有一個(gè)相對(duì)安全的范疇：外展角40°±10°，前傾角15°±10°。這一安全范疇被稱為Lewinnek安全區(qū)。自此，這一概念持久統(tǒng)治人工關(guān)節(jié)置換行業(yè)。
但是在實(shí)際操控中，讓人工髖關(guān)節(jié)實(shí)行術(shù)后走、跑、蹲等運(yùn)動(dòng)性能的同時(shí)又以免假體脫位，并不易事，術(shù)后關(guān)節(jié)脫位時(shí)有產(chǎn)生。后來學(xué)術(shù)界認(rèn)定，這首要是因?yàn)槿斯な中g(shù)偏差大導(dǎo)致的。緊隨計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)的成長，骨科醫(yī)師獲取了準(zhǔn)確擺放假體位子的本領(lǐng)，提升了將假體放Lewinnek安全區(qū)的幾率。
“但是，今后越來越多的證據(jù)標(biāo)明，術(shù)后關(guān)節(jié)脫位仍然不能以免?！碧坪品罡嬗浾?，通常來說，術(shù)后關(guān)節(jié)脫臼的幾率在1%—10%。有文獻(xiàn)稱，58%的脫臼病例臼杯角度位于Lewinnek安全區(qū)內(nèi)。
因而，Lewinnek安全區(qū)遭到了質(zhì)疑，它并非能有效防范術(shù)后關(guān)節(jié)脫位，也不可保證患者術(shù)后的關(guān)節(jié)活動(dòng)度等。
唐浩說：“基于Lewinnek安全區(qū)的遠(yuǎn)古模型是靜態(tài)的，沒有參考到人的骨盆是動(dòng)態(tài)的。但較近的研發(fā)發(fā)掘，骨盆在實(shí)行不同性能時(shí)的空間位子改變較大，且人與人之間的差別也十分大，持續(xù)用靜態(tài)方式來確認(rèn)關(guān)節(jié)置換的手術(shù)目的，就好比‘刻舟求劍’。”
為患者量身打造特同性假體安全區(qū)
“部分咱們?cè)缫蚜?xí)慣的傳統(tǒng)理論或方式，可能從根上就存在瑕疵，假設(shè)這類理論與方式是錯(cuò)誤的，咱們又該如何辦？”周一新和隊(duì)伍成員決議揭開這個(gè)答案。
近年來，有研發(fā)發(fā)掘，脊柱骨盆姿勢(shì)是全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后能否脫臼的首要牽連原因，有學(xué)者報(bào)導(dǎo)了假體在矢狀面上的性能角度是牽連其安穩(wěn)性的要害。
因而，周一新研發(fā)隊(duì)伍創(chuàng)建了髖關(guān)節(jié)置換的數(shù)學(xué)模型。該模型能夠成為定量工具來確認(rèn)全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中患者特同性的安全區(qū)，彌補(bǔ)了國際上臼杯矢狀面性能角度計(jì)算的方式學(xué)空缺。
他們發(fā)掘，沒有一個(gè)固定的經(jīng)歷值能夠滿足一切患者的需要，每個(gè)患者相應(yīng)的目的值全是個(gè)性化的。另外，他們從數(shù)學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)上證實(shí)了Lewinnek安全區(qū)不過一個(gè)二維的靜止目的值，并非能準(zhǔn)確引導(dǎo)髖關(guān)節(jié)假體安置，并且同時(shí)滿足髖關(guān)節(jié)重建在安穩(wěn)性與活動(dòng)度、髖關(guān)節(jié)合理載荷等方面的需要。
這套算法能夠依據(jù)患者站立、座位甚至蹲位等不同姿勢(shì)下骨盆歪斜角的改變、關(guān)節(jié)活動(dòng)度等綜合原因，為每位患者計(jì)算出一個(gè)性能較優(yōu)且最安全的目的值，生成個(gè)性化的“患者特同性假體安全區(qū)”，更精確地引導(dǎo)機(jī)械人輔助全髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)。
唐浩簡介，這一發(fā)掘不但為假體劃定了安全范疇，且提醒了有十足原因變化傳統(tǒng)髖關(guān)節(jié)重建的手術(shù)流程。
唐浩表達(dá)，采取新的理論方式，他們已然為400多位患者施行了機(jī)械人輔助髖關(guān)節(jié)手術(shù)，截至現(xiàn)在，沒有一例產(chǎn)生術(shù)后脫臼。
唐浩簡介，研發(fā)隊(duì)伍還依據(jù)此方式對(duì)多例置換術(shù)后關(guān)節(jié)脫位患者進(jìn)行了精確解析引導(dǎo)下的翻修手術(shù)，極大地減低了手術(shù)難度，提升了療效。
讓數(shù)學(xué)在臨床醫(yī)學(xué)中爆發(fā)能量
美國加州大學(xué)洛杉磯分校骨科研發(fā)核心愛德華·埃布拉姆扎德老師對(duì)此項(xiàng)研發(fā)工作評(píng)估道，這一新的算法可根據(jù)病的特征，量化預(yù)判術(shù)后脫臼危害并制定更合理的術(shù)前策劃，為疏導(dǎo)或機(jī)械人輔助手術(shù)供應(yīng)要害手術(shù)目的，使假體植入不單準(zhǔn)確況且準(zhǔn)確，擁有重要意思。
唐浩簡介，隊(duì)伍提出的“患者特同性假體安全區(qū)”，沖破了傳統(tǒng)理論的限于，創(chuàng)建了新式個(gè)性化手術(shù)計(jì)劃方式。
“數(shù)學(xué)原理是創(chuàng)建骨科精確醫(yī)學(xué)理論大廈的必由之路?！碧坪普f。
總是此后，臨床醫(yī)學(xué)與生物、化學(xué)等學(xué)科具有更慎密的聯(lián)絡(luò)，至于數(shù)學(xué)則仿佛要冷淡部分。怎樣從臨床實(shí)踐中發(fā)掘有價(jià)值的問題，同時(shí)將這類問題數(shù)學(xué)化，最終將數(shù)學(xué)化的推論結(jié)果回歸到臨床實(shí)踐，總是是周一新隊(duì)伍研發(fā)的首要方向之一。
“骨科相較于其余臨床科室，有更多與力學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)理模仿等方面打交道的機(jī)會(huì)，這讓咱們?cè)陂_拓?cái)?shù)學(xué)與臨床結(jié)合方面有了更多也許。”唐浩說。
周一新表達(dá)：“成為醫(yī)師，咱們循規(guī)蹈矩，順從診斷準(zhǔn)則與常規(guī)，但一經(jīng)有了科學(xué)與臨床證據(jù)的追隨時(shí)，咱們又是反動(dòng)者，堅(jiān)定否定與拋卻掉隊(duì)的觀念與技巧，哪怕它們已經(jīng)是那樣的崇高不能觸犯?！彼J(rèn)定，醫(yī)學(xué)也許是最終一個(gè)被數(shù)學(xué)加持的行業(yè)。
這場晚到的結(jié)合，將來所爆發(fā)出的能量將是較大的?！皵?shù)學(xué)可以運(yùn)用于更多革新性的研發(fā)，除了髖關(guān)節(jié)置換，在膝關(guān)節(jié)置換并且治愈脊柱側(cè)彎、X型腿和O型腿矯正方面都具有較好的運(yùn)用遠(yuǎn)景”。唐浩奉告記者。
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