媒體報道及鳴謝！
中國科學(xué)報: https://rmtzx.sciencenet.cn/mixmedia/a/202312/28/WS658d4948e4b0f632f266a32d.html
科技日報: http://www.stdaily.com/index/kejixinwen/202312/2ecb8d270bf74916bac51c4c54daf7de.shtml
北京清華長庚醫(yī)院12月25日電（通訊員 黃詩燁 李浩偉）近日，北京清華長庚醫(yī)院骨科運(yùn)動醫(yī)學(xué)中心創(chuàng)傷骨科，首次為一名患者實(shí)施了混合現(xiàn)實(shí)導(dǎo)航下的髖臼、骨盆骨折經(jīng)皮微創(chuàng)固定手術(shù)。清華長庚骨科運(yùn)動醫(yī)學(xué)中心創(chuàng)傷骨科團(tuán)隊(duì)聯(lián)合清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系王廣志教授團(tuán)隊(duì)，完成了混合現(xiàn)實(shí)引導(dǎo)下術(shù)中精準(zhǔn)目標(biāo)定位、三維目標(biāo)精準(zhǔn)重建、3D Slicer-AR高性能術(shù)中協(xié)作導(dǎo)航系統(tǒng)開發(fā)等技術(shù)攻關(guān)，將虛擬的三維圖像與真實(shí)的手術(shù)場景相結(jié)合，使醫(yī)生可以在手術(shù)過程中“看到”骨折的具體情況，解決了手術(shù)中定位、配準(zhǔn)、渲染、多軟件平臺交互等一系列難題，提高了手術(shù)的效率和安全性。這項(xiàng)技術(shù)為骨盆骨折患者提供了一種更加微創(chuàng)、精準(zhǔn)、高效的治療方案。
本次手術(shù)患者20歲，騎電動車時不幸發(fā)生車禍，導(dǎo)致其右側(cè)髖部、左側(cè)踝關(guān)節(jié)疼痛，隨后來到北京清華長庚醫(yī)院急診就診。經(jīng)檢查，患者被診斷為右側(cè)髖臼骨折、右側(cè)髂骨骨折、左側(cè)踝關(guān)節(jié)骨折。
患者多處骨折影像資料
髖臼骨折是一種高能量所致的復(fù)雜損傷, 因其創(chuàng)傷重、關(guān)節(jié)不穩(wěn)定，髖臼骨折位置深、周圍解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不容易進(jìn)行復(fù)位操作，手術(shù)出血多，也往往被譽(yù)為創(chuàng)傷骨科治療的“皇冠”。盡管本例患者其骨折移位不大，但劇烈的疼痛導(dǎo)致他不得不臥床休養(yǎng)，給生活帶來極大不便，長期臥床也會帶來諸如肺部感染、深靜脈血栓、肺栓塞、肌肉疼痛、僵硬、萎縮等一系列并發(fā)癥。為了減輕患者的痛苦、盡可能避免并發(fā)癥的發(fā)生，幫助其盡早恢復(fù)行動能力，北京清華長庚醫(yī)院創(chuàng)傷骨科團(tuán)隊(duì)最終擬訂了經(jīng)皮微創(chuàng)手術(shù)固定骨盆、髖臼骨折的手術(shù)方案。
傳統(tǒng)的髖臼、骨盆骨折手術(shù)治療方案是需采用前、后聯(lián)合入路，分兩次手術(shù)進(jìn)行，其手術(shù)時間長、創(chuàng)傷大、出血多、風(fēng)險高、恢復(fù)慢、并發(fā)癥多。清華長庚創(chuàng)傷骨科團(tuán)隊(duì)此次開展的經(jīng)皮微創(chuàng)骨盆內(nèi)固定術(shù)，是要在避開周圍密集的血管、神經(jīng)的基礎(chǔ)上，精密設(shè)計螺釘?shù)闹萌胪ǖ溃蛊渥咝性讵M窄的骨性通道中間并且垂直于骨折平面，從而發(fā)揮最好的治療效果。而在手術(shù)過程中，如果能夠透過患者的皮膚和肌肉讓醫(yī)生“看到”患者的骨折情況，從而精準(zhǔn)定位螺釘?shù)奈恢煤头较颍盎使凇彪y題將迎刃而解。
針對患者的骨折位置專門為其設(shè)計的螺釘通道
創(chuàng)傷骨科團(tuán)隊(duì)決定使用與清華大學(xué)王廣志教授團(tuán)隊(duì)共同研發(fā)的混合現(xiàn)實(shí)骨折修復(fù)定位導(dǎo)航系統(tǒng)，借助這套系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)術(shù)中可視化術(shù)前影像與規(guī)劃手術(shù)入路、輔助術(shù)中C形臂擺位，減少術(shù)中透視次數(shù)，從而減少手術(shù)輻射劑量，保證手術(shù)的精確實(shí)施。
在潘勇衛(wèi)主任醫(yī)師的指導(dǎo)下，創(chuàng)傷骨科團(tuán)隊(duì)在術(shù)前對患者的髖臼骨折影像進(jìn)行了討論分析，并根據(jù)骨折情況進(jìn)行了特異性手術(shù)規(guī)劃，為患者設(shè)計螺釘通路。在手術(shù)執(zhí)行過程中，趙喆副主任醫(yī)師通過該設(shè)備實(shí)現(xiàn)在手術(shù)中全程“看到”術(shù)前重建的骨盆影像、骨折位置和規(guī)劃螺釘置入的位置與姿態(tài)，并且通過提示信息指導(dǎo)術(shù)中C形臂擺位，在透視下精確地置入了兩枚術(shù)前規(guī)劃好的螺釘。患者術(shù)后復(fù)查的X線與CT影像均顯示骨折復(fù)位和固定良好，且手術(shù)切口僅有不到3cm。
手術(shù)過程中通過混合現(xiàn)實(shí)設(shè)備觀察到的螺釘和骨折位置
混合現(xiàn)實(shí)（Mixed Reality，MR）是一種可以在真實(shí)空間顯示虛擬物體的技術(shù)，將真實(shí)世界和虛擬世界混合在一起，頭顯通過重新繪制現(xiàn)實(shí)世界，再疊加虛擬信息，使虛擬信息能夠與重繪的現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)虛擬與真實(shí)之間的部分保留、自由切換。通過將術(shù)前影像與規(guī)劃內(nèi)容顯示在手術(shù)區(qū)域，讓醫(yī)生直觀理解即將執(zhí)行的手術(shù)過程與手術(shù)目標(biāo)，在術(shù)中可以在患者身體原位精確顯示骨折狀態(tài)和術(shù)前規(guī)劃內(nèi)容，引導(dǎo)術(shù)中透視設(shè)備擺位，并大量減少手術(shù)輻射劑量，提升手術(shù)效率的同時，也提高了手術(shù)的精確性和安全性。北京清華長庚骨科運(yùn)動醫(yī)學(xué)中心創(chuàng)傷骨科團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)王廣志教授團(tuán)隊(duì)對此類課題的相關(guān)研究已發(fā)表多篇SCI期刊與會議論文。（編輯 實(shí)習(xí)生萬恒易 韓冬野）
術(shù)后復(fù)查的X線片顯示骨折復(fù)位和固定良好
新聞鏈接：
課題組近期相關(guān)文獻(xiàn)
Martin-Gomez, A. #, Li, H. #, Song, T., Yang, S., Wang, G., Ding, H., ... & Armand, M. (2023). STTAR: surgical tool tracking using off-the-shelf augmented reality head-mounted displays. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics.
Li, H., Yang, Y., Ji, Y., Peng, W., Martin-Gomez, A., Yan, W., ... & Wang, G. (2023, October). 3D Slicer-AR-Bridge: 3D Slicer AR Connection for Medical Image Visualization and Interaction with AR-HMD. In 2023 IEEE International Symposium on Mixed and Augmented Reality Adjunct (ISMAR-Adjunct) (pp. 399-404). IEEE.
Li, H., Yan, W., Liu, D., Qian, L., Yang, Y., Liu, Y., ... & Wang, G. (2023). Evd surgical guidance with retro-reflective tool tracking and spatial reconstruction using head-mounted augmented reality device. arXiv preprint arXiv:2306.15490.
本工作受到Medivis, Inc.的國際橫向課題支持。
北京清華長庚醫(yī)院APP
快速掛號
