摘要：数智技术包括人工智能、大数据、手术导航、手术机器人、虚拟现实等,已广泛应用于创伤骨科基础和临床研究领域。为了让创伤骨科医生对当前技术应用现状有一个快速、整体的了解,本文围绕创伤骨科骨折切开复位内固定的工作流程,对骨折X线图像的识别与分类、基于薄层CT图像骨折块图像分割、虚拟骨折复位、三维骨折线热图、解剖锁定钢板设计、智能导航和骨科手术机器人、骨折复位机器人以及手术过程可视化方面进行综述。

摘要：目的探讨吻合血管腓骨移植数字化设计修复长段骨和（或）软组织缺损的临床应用价值。方法选择四肢长段骨缺损患者9例，术前血管造影后行螺旋CT供区小腿扫描。将扫描数据输入计算机，应用Amira3．1软件对腓骨及其营养血管行三维重建。术前根据患者骨缺损长度、形态及软组织缺损面积，利用三维重建图像进行精确测量和个性化设计，并模拟手术关键操作。术中仔细核对腓动脉与重建血管走行，并依术前设计切取腓骨（皮）瓣，移植于骨缺损受区进行固定。参照Enneking系统对患肢功能进行评价，以达到正常肢体功能的百分数表示，参照国际挽救肢体专题讨论会制定的“同种及带血管移植的放射学评价方法”对移植腓骨的转归进行影像学评价。结果三维重建图像直观地体现了腓骨、营养血管及腓动脉穿支皮瓣的三维结构及空间毗邻关系。通过数字化设计和模拟手术操作，可避免术中因小腿血管损伤或血管变异致切取失败和供区意外损伤。9例移植的腓骨（皮）瓣全部成活。术后随访6～30个月，平均15．8个月。骨缺损均修复，骨性愈合时间平均为4．5个月，肢体功能恢复率90．4％。结论数字化设计可为修复长段骨缺损手术方案的选择提供科学依据，方便术前模拟及术中指导，降低手术风险。

摘要：背景:近期很多研究表明,神经系统的营养和支配对于骨发育和骨折愈合修复过程具有的作用。目的:探讨脑源性神经营养因子对骨折愈合及其生物力学性能的影响。设计:以实验动物为研究对象的随机对照实验。单位:一所军医大学医院的创伤骨科和血液科。材料:SD大鼠胫骨横行骨折髓内针内固定模型共16只,随机分到实验组和对照组各8只。干预:术后实验组每隔1d皮下注射脑源性神经营养因子(BDNF),对照组注射生理盐水,然后分别在第2,3,4,5周取动物胫骨进行结果观察。主要观察指标:两组骨折愈合情况大体比较、生物力学测试和电镜观察。结果:大体观察可见术后2周两组骨折均为结缔组织连接,可见明显的活动;3周时实验组已呈编织骨性愈合,而对照组仍有较明显的骨折端活动;4周两组均呈骨性愈合,但实验组的骨痂较小,成角畸形较小;5周时实验组骨折线已消失,骨折塑形好,对照组骨折端仍呈较大骨痂。大体测量骨折矢状面成角,在第3,4,5周实验组分别为(25.00±1.82)°,(24.75±2.50)°,(23.25±3.77)°,对照组分别为(32.00±2.45)°,(33.00±5.72)°,(29.25±2.22)°(P<0.05)。生物力学测试中,各个阶段实验组抗折应力均优于对照组(P<0.05)。结论:早期、不间断的应用BDNF对骨折愈合修复过程中的各阶段均可能有促进作用。

摘要：目的探讨下肢大面积软组织缺损采用游离组织移植修复而受区无供血血管可供缝接时的解决办法。方法在形态学观察及动脉压和血流量测定的实验基础上，设计以健侧胫后血管形成单一顺行皮瓣桥及顺、逆行两皮瓣桥作为血管蒂而携带游离皮瓣移植修复。结果采用健侧胫后血管形成顺行皮瓣桥携带游离皮瓣移植修复伤肢一处创面缺损８例，皮瓣全部成活，创面修复；采用健侧胫后血管形成顺、逆行两个皮瓣桥分别携带两个游离皮瓣同时修复伤肢小腿及足部两处大面积软组织缺损１例，两皮瓣均成活，创面修复。结论以健侧肢体胫后血管作为游离组织移植时的供血血管。

摘要：[目的]利用三维重建、逆向工程设计方法、并结合快速成形技术为髋关节置换中髋臼假体植入提供一种精确定位的个体化设计方案。[方法]筛选出6例单侧股骨头坏死患者,收集CT扫描数据。将原始Dicom格式数据导入Amira3.1软件,三维重建髋关节模型,以STL格式保存,导入Imageware12.0软件,确定病变侧的正常髋臼旋转中心,设计出假体的最佳固定方向即中心轴,并提取髋臼表面解剖学形态。将二者结合,拟合成定位模板。再利用快速成形技术生成实物模型,术中将模型与髋臼凹面相匹配对假体置入方向进行定位。[结果]测量术后标准髋关节前后位片,髋臼假体外展角(46.00±2.49)°、前倾角(15.68±2.85)°,显示假体位置均达到预期定位效果。[结论]术前设计、构建的定位模板可以对髋臼假体植入精确定位,避免术中操作误差。

摘要：背景: 双下腔静脉畸形临床上罕见, 多在尸检中发现, 自 1940 年 Adachi首次描述该畸形以来, 不断有文献报道,但几乎所有文献都在二维图像上进行描述, 目前尚无以三维动态图像展示双下腔静脉畸形。目的: 观测虚拟中国人男性Ⅲ号双下腔静脉连续横断面的走行, 建立双下腔静脉的可视化数字模型。设计: 以虚拟中国人男性Ⅲ号数据集为观察对象, 重复测量设计。单位: 南方医科大学南方医院创伤骨科和解剖学教研室。材料: 实验于 2006-02/05 在南方医科大学解剖实验室完成。数据来源为南方医科大学国家“八六三”虚拟中国人项目课题组采集的“虚拟中国人”男性Ⅲ号数据集, 该数据集共有 8 952 个层面, 连续层厚为 0.2 mm, 提取第 2 600 ～3 660 张图像作为断层观察和重建的数据来源。方法: 应用“虚拟中国人”男性Ⅲ号数据集, 在薄层断面图像上观察双下腔静脉结构, 应用 Amira 3.1(TGS)软件对双下腔静脉进行计算机三维重建并立体显示。主要观察指标: 虚拟中国人男性Ⅲ号薄层断面图像和三维重建图像观察结果。结果: 在虚拟中国人男性Ⅲ号薄层断面图像上清楚地显示了双下腔静脉的结构, 重建的数字化模型可准确的反映双下腔静脉的解剖学结构特点。结论: 虚拟中国人男性Ⅲ号数据集能够提供完整精确的双下腔静脉解剖。

摘要：背景：同种异体骨材料一直存在着免疫原性方面的问题,目前关于其免疫原性的研究大多以临床疗效为依据,因此在实验室层面上对其免疫原性方面的研究及相关方法学的探讨有一定的意义。目的：对冻干同种异体骨进行免疫原性分析。设计、时间及地点：对比观察实验,于2008-05/12在南方医科大学附属南方医院临床医学实验研究中心完成。材料：羟基磷灰石粉（200目）由北京京航生物有限公司提供;同种异体冻干骨粉（200目）由山西奥瑞生物材料有限公司提供。淋巴细胞来源10名健康青年志愿者,年龄23-26岁。方法：实验分为阳性对照组（植物血球凝集素）,阴性对照组（羟基磷灰石）及实验组（冻干骨粉2,1,0.5g/L）,采用淋巴细胞转化实验Alamarblue法进行细胞与材料共培养,72h后酶标仪570nm,600nm双波长下读取吸光度值计算各组淋巴细胞转化率。主要观察指标：酶标仪检测淋巴细胞转化率。结果：人冻干骨粉各组与羟基磷灰石组比较,差异无显著性意义（P〉0.05）;与植物血球凝集素组比较,差异有显著性意义（P〈0.001）;骨粉各组之间两两比较,差异无显著性意义（P〉0.05）。结论：在本实验中冻干同种异体骨未出现对淋巴细胞刺激的免疫原性作用,不能对淋巴细胞的增殖产生影响。骨粉在0.5-2.0g/L剂量内不存在量效关系。

摘要：目的使用多种3-D打印技术制作手术导板,探讨其在骨肿瘤切除重建手术中的应用效果,并对比不同3-D打印技术制备的手术导板优缺点。方法回顾分析2012年9月-2014年1月符合选择标准的31例骨肿瘤患者临床资料,其中男19例,女12例;年龄6~67岁,中位年龄23岁。病程15 d^12个月,中位病程2个月。其中恶性肿瘤13例,良性肿瘤18例;肿瘤位于股骨9例、脊柱7例、胫骨6例、骨盆5例、肱骨3例、腓骨1例。根据术前薄层(0.625 mm)CT扫描等影像学检查所得数据行术前肿瘤切除设计,根据切除计划设计手术导板。术前加工导板使用的3-D打印技术和材料分别为:熔融沉积成型9例(ABS树脂)、光固化立体成型14例(光敏树脂)、3-D印刷工艺5例(石膏)、选择性激光烧结3例(铝合金);导板灭菌后按术前计划应用于术中。通过对比导板制作加工时间分析4种3-D打印技术效率,记录术前设计时间、手术时间、术中透视次数,与同期同类常规手术28例(对照组)进行比较。结果 4种导板制作加工时间分别为:熔融沉积成型(19.3±6.5)h、光固化立体成型(5.2±1.3)h、3-D印刷工艺(8.6±1.9)h、选择性激光烧结(51.7±12.9)h,选择性激光烧结导板制作加工时间明显长于另外3种。31例均成功进行术前设计、导板制作并应用于手术;除3例术中导板断裂变形(ABS树脂1例、石膏2例),改为常规手术治疗外;余28例定位针均成功导入,根据定位针指引准确按术前手术设计截骨。与对照组比较,28例患者术前设计时间延长、手术时间缩短、术中透视次数减少,差异均有统计学意义(P<0.05)。28例均获随访,随访时间1~12个月,平均3.7个月。术后X线片及CT检查示肿瘤均完整切除,大段同种异体骨重建稳定。结论 3-D打印手术导板很好地适应了骨肿瘤手术个体化要求,可在术中实现术前设计,不同3-D打印技术制备的手术导板各有优势,需根据具体手术方式选择。

摘要：快速成型技术又称为固体自由成型技术,是采用离散堆积形成原理,综合了计算机辅助设计、数控、激光和新材料等多门工业技术的新兴数字化成型技术。组织工程的目的在于产生可替代的组织或器官移植物来修复受损部位,将快速成型技术应用于骨组织工程支架制备领域是为了满足支架个体化设计的需要,为实现组织工程向临床实际应用的过渡奠定基础。经医学影像技术重建出原有骨缺损部位的外部轮廓结构,利用计算机辅助设计完成植入支架内部细微结构并选择合适的生物活性材料,理想的快速成型技术可生产出符合骨组织工程所需要的支架。

摘要：目的设计数字化结合3D打印个体化导板并应用于骨肿瘤切除重建手术，探讨导板及其设计对手术操作的影响。方法选取2012年9月至2014年8月期间适合使用手术导板的35例骨肿瘤患者，男21岁，女14岁；年龄6～67岁，平均22．7岁。恶性肿瘤14例，良性肿瘤21例。通过计算机完成个体化的手术和导板设计，同时采用3D打印技术进行打印。加工使用的3D打印设备分别包括：熔融沉积造型、光固化立体造型、三维印刷工艺以及选择性激光烧结，材料包括：ABS树脂、光敏树脂、石膏、铝合金。术前完成导板的加工、清洗、低温消毒后，按术前计划应用于术中，术后摄患处X线片或CT扫描验证肿瘤切除及重建情况。结果35例患者均顺利完成术前个体化设计和3D打印手术操作。其中采用光敏树脂17例，ABS树脂10例，石膏5例，铝合金3例；导板经骨面31例，经皮肤4例。除3例术中导板断裂患者使用常规方式手术外，其余患者均按术前设计完成肿瘤切除及重建手术，术后X线片或CT均显示肿瘤完整切除，重建位置良好。结论数字化结合3D打印个体化导板能够适应骨肿瘤手术的个体化需求，在手术中能够准确还原术前设计；不同3D打印技术加工的导板各具特点，需要在术前设计阶段根据术式、加工方式等不同调整导板设计方案。