计算机导航技术在前交叉韧带重建中的应用(1)
摘 要：前交叉韧带重建的成功关键之一在于韧带隧道的准确定位，由于膝关节软组织遮挡、关节镜视觉、术者经验等因素导致隧道定位不准，而计算机辅助导航技术的发展应用为准确定位韧带隧道提供了另一种技术应用。本文对近年来计算机辅助导航系统的种类、优缺点以及计算机结合3D打印技术研制的3D打印个体化导航模板应用做一综述。
关键词：前交叉韧带；计算机导航技术；3D打印；导航模板
中图分类号：R687.2 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.06.003
文章編号：1006-1959(2018)06-0007-03
The Application of Computer Navigation in the Reconstruction of Anterior Cruciate Ligament
, http://www.100md.com
LI Tao1，LI Yan-lin2，Yu Yang2
(1.Department of Orthopedics，Second People's Hospital of Yunnan Province，Kunming 650021，Yunnan，China；
2.Department of Sports Medicine，First Affiliated Hospital of Kunming Medical University，Kunming 650032，Yunnan，China)
Abstract：One of the keys to the success of anterior cruciate ligament reconstruction is accurate positioning of the ligament tunnel. The positioning of the tunnel is inaccurate due to knee soft tissue occlusion，arthroscopic vision， surgeon experience and other factors. The development of computer-assisted navigation technology is to accurately locate the ligament tunnel.Another technology application is provided.This paper summarizes the types，advantages and disadvantages of computer-aided navigation systems in recent years，and the application of 3D printed individual navigation templates developed in conjunction with 3D printing technology.
, http://www.100md.com
Key words：Anterior cruciate ligament；Computer navigation technology；3D printing；Navigation template
计算机导航技术也称计算机辅助手术(computer-assisted surgery，CAS)，应用于需要精确定位的骨科手术取得很大进步，其通过计算机辅助虚拟手术环境为外科医生提供操作上的指导，可为术中定位提高精确性、准确性和安全性[1]。计算机导航技术已逐渐被广泛运用于脊柱椎弓根钉的导航、膝关节置换及前交叉韧带重建等手术领域。前交叉韧带(anteriorcruciateligament，ACL)重建术越来越成为常见手术，其目的是为了恢复膝关节稳定，尽管关节镜下ACL重建手术成为常规方式，然而文献报道中仍有1.8%～12.3%的失败率[2]。随着对于膝关节解剖学和生物力学的认识不断深入，ACL重建的技术从等长重建逐渐转向解剖重建[3，4]，这就意味着韧带重建的隧道定点必须找准原来的解剖止点。然而，由于膝关节解剖结构变异、软组织遮挡、关节镜视角、术者经验等因素的影响，在中长期随访中出现了相应数量的ACL重建失败[5-7]，其失败原因之一是因为个体ACL直径和足印区位置的差异[8，9]，加上大多数初行ACL重建的骨科医生经验不足，导致隧道位置失误[10-13]，从而导致术后韧带松弛失效、膝关节失稳、交叉韧带撞击、活动受限、继发半月板损伤等并发症。计算机辅助手术系统既能使ACL重建时移植韧带的精准定位，实现微创与精确较好的结合，同时能够通过术中动态监测实时评价手术效果，对于提高手术成功率等具有十分重要的意义。由此，本文就目前计算机辅助技术在前交叉韧带重建手术中的应用现状及进展做一综述。
, http://www.100md.com
1目前应用于临床的计算机辅助ACL重建隧道定位系统的特点及应用
1.1 OrthoPilot系统 OrthoPilot系统(德国Tuttlingen公司)的特点是无需术前和术中X线、CT及MRI影像，采用术中采集的解剖标志点与运动学数据，对胫骨和股骨侧韧带隧道定位。可以选定韧带股骨端及胫骨端的相对等距重建点，并根据膝关节屈伸活动过程中韧带的动态变化，检测移植韧带与髁间窝是否发生撞击[14]。Eichhom在3年间采用OrthoPilot系统完成了超过300例手术，与常规手术相比改善了隧道定位和操作的准确性。Angelini等[15]比较Orthopilot组与常规手术组，两组在隧道位置上无差异，Orthopilot组重建的前交叉韧带在屈曲和伸展时的距离变化较小，等距性更好。
王伟等[16]采用OrthoPilot红外线计算机导航辅助关节镜下行ACL重建术，通过采用解剖标志点与运动学数据为标记，对胫骨和股骨隧道入点及方向进行导航，精准定位股骨和胫骨隧道口足印位置，动态实时导航，提供实时影像以随时纠正定位。极大的提高了前交叉韧带重建手术时隧道定位的精确度，避免因隧道定位误差而引起的不良并发症。经治疗35例ACL损伤患者，术后行KT-1000和Lachman试验，并采用Lysholm和Tegner膝关节评分系统评价膝关节功能及运动水平，术后疗效评价优良。, http://www.100md.com(李滔 李彦林 余洋)
关键词：前交叉韧带；计算机导航技术；3D打印；导航模板
中图分类号：R687.2 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.06.003
文章編号：1006-1959(2018)06-0007-03
The Application of Computer Navigation in the Reconstruction of Anterior Cruciate Ligament
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LI Tao1，LI Yan-lin2，Yu Yang2
(1.Department of Orthopedics，Second People's Hospital of Yunnan Province，Kunming 650021，Yunnan，China；
2.Department of Sports Medicine，First Affiliated Hospital of Kunming Medical University，Kunming 650032，Yunnan，China)
Abstract：One of the keys to the success of anterior cruciate ligament reconstruction is accurate positioning of the ligament tunnel. The positioning of the tunnel is inaccurate due to knee soft tissue occlusion，arthroscopic vision， surgeon experience and other factors. The development of computer-assisted navigation technology is to accurately locate the ligament tunnel.Another technology application is provided.This paper summarizes the types，advantages and disadvantages of computer-aided navigation systems in recent years，and the application of 3D printed individual navigation templates developed in conjunction with 3D printing technology.
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Key words：Anterior cruciate ligament；Computer navigation technology；3D printing；Navigation template
计算机导航技术也称计算机辅助手术(computer-assisted surgery，CAS)，应用于需要精确定位的骨科手术取得很大进步，其通过计算机辅助虚拟手术环境为外科医生提供操作上的指导，可为术中定位提高精确性、准确性和安全性[1]。计算机导航技术已逐渐被广泛运用于脊柱椎弓根钉的导航、膝关节置换及前交叉韧带重建等手术领域。前交叉韧带(anteriorcruciateligament，ACL)重建术越来越成为常见手术，其目的是为了恢复膝关节稳定，尽管关节镜下ACL重建手术成为常规方式，然而文献报道中仍有1.8%～12.3%的失败率[2]。随着对于膝关节解剖学和生物力学的认识不断深入，ACL重建的技术从等长重建逐渐转向解剖重建[3，4]，这就意味着韧带重建的隧道定点必须找准原来的解剖止点。然而，由于膝关节解剖结构变异、软组织遮挡、关节镜视角、术者经验等因素的影响，在中长期随访中出现了相应数量的ACL重建失败[5-7]，其失败原因之一是因为个体ACL直径和足印区位置的差异[8，9]，加上大多数初行ACL重建的骨科医生经验不足，导致隧道位置失误[10-13]，从而导致术后韧带松弛失效、膝关节失稳、交叉韧带撞击、活动受限、继发半月板损伤等并发症。计算机辅助手术系统既能使ACL重建时移植韧带的精准定位，实现微创与精确较好的结合，同时能够通过术中动态监测实时评价手术效果，对于提高手术成功率等具有十分重要的意义。由此，本文就目前计算机辅助技术在前交叉韧带重建手术中的应用现状及进展做一综述。
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1目前应用于临床的计算机辅助ACL重建隧道定位系统的特点及应用
1.1 OrthoPilot系统 OrthoPilot系统(德国Tuttlingen公司)的特点是无需术前和术中X线、CT及MRI影像，采用术中采集的解剖标志点与运动学数据，对胫骨和股骨侧韧带隧道定位。可以选定韧带股骨端及胫骨端的相对等距重建点，并根据膝关节屈伸活动过程中韧带的动态变化，检测移植韧带与髁间窝是否发生撞击[14]。Eichhom在3年间采用OrthoPilot系统完成了超过300例手术，与常规手术相比改善了隧道定位和操作的准确性。Angelini等[15]比较Orthopilot组与常规手术组，两组在隧道位置上无差异，Orthopilot组重建的前交叉韧带在屈曲和伸展时的距离变化较小，等距性更好。
王伟等[16]采用OrthoPilot红外线计算机导航辅助关节镜下行ACL重建术，通过采用解剖标志点与运动学数据为标记，对胫骨和股骨隧道入点及方向进行导航，精准定位股骨和胫骨隧道口足印位置，动态实时导航，提供实时影像以随时纠正定位。极大的提高了前交叉韧带重建手术时隧道定位的精确度，避免因隧道定位误差而引起的不良并发症。经治疗35例ACL损伤患者，术后行KT-1000和Lachman试验，并采用Lysholm和Tegner膝关节评分系统评价膝关节功能及运动水平，术后疗效评价优良。, http://www.100md.com(李滔 李彦林 余洋)