增强现实导航引导下股骨头坏死的髓芯减压术

我们的系统可提高股骨头坏死减压手术的成功率和效率，显著缩短术中定位时间并减少X线透视次数。通过虚拟现实（VR）技术，我们能够优化穿刺过程，降低手术难度，与传统手术相比，对患者造成的附加损伤更小。

该系统可扩展应用于其他涉及穿刺操作的骨科手术。目前已用于经皮内镜下经椎间孔椎间盘切除术。该系统专为股骨头早期坏死设计，因为传统手术精确度不足，可能给患者带来更多的继发性损伤，例如正常组织损伤或过度辐射暴露。

应遵循该方案并仔细观察操作过程，以理解系统的原理和步骤，从而将风险提示降至最低。股骨头减压的核心技术要点将有助于手术顺利进行。首先，将预定的手术前区分为上、下两个层面。

该空间信息将自动输入软件系统。为每一层分配10个匹配点，并将其均分为三部分，其中两部分各包含3个点，剩余部分包含4个点。请助手根据这些点放置无创体表标记框架。

完成后，单击匹配。系统用于注册的特殊图像将自动叠加在标记框上。在手术区域内随机移动穿刺装置，以检测虚拟针与跟踪延迟的匹配程度。

在手术室中，让患者仰卧位躺下，并固定患侧下肢。用碘伏和75%酒精对手术区域进行消毒。将C型臂X光机移至手术台一侧，并将射线源置于髋关节上方。

将光源与深度相机对齐，并记录手术台的位置为位置一。在增强现实辅助骨科手术系统中，点击文件前位X光图像并选择图像一。系统将自动识别标记框，并将该图像叠加至手术视频中的髋关节处。

根据实时视频和X射线图像的AR显示，规划穿刺路径。站在患侧进行操作，手持穿刺器械，确定最佳进针角度。在皮肤表面标记进针点，该点由手术视频中髋关节的虚拟克氏针和X射线图像引导确定。

使用克氏针穿透插入点。观察视频中的插入深度和角度，并及时调整。当虚拟针到达坏死区域的目标位置时，停止穿刺操作，并将截图保留为图像二，用于后续穿刺准确性评估。

穿刺后，拔出钻头，暂时将克氏针保留在骨内。移动手术床至位置一，进行第二次透视，以确认克氏针的实际穿刺情况。记录影像文件。

当克氏针的位置满足外科医生的所有要求时，穿刺即为成功。随后使用手术刀沿针头切开皮肤，并逐层分离软组织，直至暴露股骨转子下骨约三厘米深度。沿克氏针方向使用5 mm活检钻在坏死区域钻孔，以完成后续操作。

完成所有操作步骤后，使用3-0丝线缝合皮肤，并以无菌敷料覆盖。手术导航系统应用于9例患者共10个髋关节。术中平均总定位时间为10.1分钟，平均C形臂透视次数为5.5次。

穿刺准确度的平均误差为1.61毫米。根据评估的髋关节，2个髋关节处于ARCO I期，4个髋关节处于ARCO IIA期，4个处于ARCO IIB期。术前VAS评分平均为6分，术后平均评分为3.75分。

术前Harris评分平均为77.5，术后平均评分为85.5。未发现感染、血肿或神经损伤等术后并发症。此外，该手术还可结合CT三维重建技术，从而实现从三维视角进行穿刺，这将是我们的后续研究方向。

我们提出了一种将人工智能技术与骨科手术相结合的创新理念。这一理念未来还可用于提高其他骨科手术的精确性。