摘要：近年来,人工智能(Artificial Intelligence,AI)技术在医疗领域的应用日益广泛,涵盖影像识别和疾病风险预测等方面,已成为临床实践不可或缺的工具。作为骨科中一个既复杂又精细的分支,脊柱外科涉及多种脊柱病变类型和复杂的手术策略。AI技术的引入不仅提高了脊柱疾病的诊断准确性,还为个体化治疗方案的设计和术后康复管理开辟了新的途径。此外,AI在基础研究层面被广泛用于脊柱疾病的致病机制探索、基因研究以及药物开发中,为脊柱疾病的病因探索及创新治疗方法的研发提供了强有力的支持。在此背景下,文章旨在回顾近年来AI在脊柱外科临床和基础研究领域的进展,以挖掘其实用价值及发展潜力。

摘要：目的利用计算机辅助设计和快速成型(rapid prototyping,RP)技术研制一种个体化导向模板,探讨其辅助寰枢椎椎弓根螺钉植入的准确性与可行性。方法对8具成人尸体寰枢椎标本行CT扫描获得Dicom格式数据,三维重建软件Mimics10.01中建立寰枢椎三维模型并测量寰枢椎椎弓根相关参数,模型以STL格式保存。在Imageware12.1软件中打开寰枢椎三维重建模型,读入点云数据、定位基准及参考平面;然后在Geomagic Studio10软件中对模型进行曲线和曲面的处理,确定模型的三角网格面;最后通过Pro/Engineer4.0软件设计椎弓根的最佳进钉通道,提取寰椎后弓及枢椎椎板后部的表面解剖学形态,建立与其解剖学形态相一致的反向模板,将设计的椎弓根螺钉进钉通道和反向模板合成在一起,在软件中建立起个体化导向模板的数据模型,以STL格式保存。将STL文件导入Dimension3D打印机,利用RP技术制作寰枢椎椎体实物模型和实物导向模板。在标本上利用个体化导向模板辅助植入寰枢椎椎弓根螺钉,术后通过肉眼观察和CT断层扫描两种方式评价螺钉植入的准确性。结果个体化导向模板大小设计合适,使用简便,每个模板均能紧密贴合于相应寰枢椎标本的后部骨性结构上,在植钉过程中未发现模板松动和移位。术中共应用8个个体化导向模板,辅助植入寰枢椎椎弓根螺钉32枚。术后肉眼观察及CT断层扫描显示所有螺钉进钉点准确,进钉方向适当。寰椎椎弓根螺钉准确性分级:0级15枚,Ⅰ级1枚;枢椎椎弓根螺钉准确性分级均为0级。结论利用RP技术生产出的个体化导向模板辅助寰枢椎椎弓根螺钉植入准确性高、操作简便,有一定的临床应用前景。

摘要：目的比较机器人辅助与传统手工方法行全髋关节置换术(THA)术后偏心距和旋转中心的差异。方法选取2020年5至9月在重庆医科大学附属第一医院分别采用机器人辅助和手工方法行THA的患者为研究对象,其中机器人辅助THA(rTHA)患者27例(28髋),手工THA(mTHA)患者29例(31髋)。rTHA组男16例,女11例,年龄(59±13)岁;mTHA组男18例,女11例,年龄(63±14)岁。分别记录两组患者的性别、年龄、体质指数、诊断、功能评分等数据。rTHA组采用Mako机器人通过术前设计、术中定位和实时导航辅助完成THA,mTHA组通过模板进行术前设计,常规完成THA。记录两组患者手术时间和术后功能评分;分别测量两组术前和术后股骨偏心距、髋臼偏心距和总偏心距的长度;测量髋关节旋转中心在水平方向和垂直方向的移动情况;分析术中反馈总偏心距变化与术后测量偏心距变化的相关性。结果rTHA组手术时间长于mTHA组[(80±10)min比(58±18)min,P10 mm者为0,mTHA组为25.8%(8/31),差异均有统计学意义(均P<0.05)。rTHA术中反馈总偏心距的变化与术后测量总偏心距的变化具有相关性(r=0.77,P<0.001)。两组旋转中心改变均主要集中在外上象限,rTHA组旋转中心的变化主要集中在10 mm的范围内,而mTHA组旋转中心变化更为分散。结论机器人辅助较传统手工THA可更精确地恢复偏心距和旋转中心,机器人术中反馈的偏心距可以作为参考。

摘要：目的综述人工椎体的发展、研究及适用范围,为临床应用提供参考。方法广泛查阅近年国内外相关文献,总结人工椎体的构成材料、设计类型及临床应用。结果人工椎体组成材料有陶瓷、异体骨、金属及生物工程复合材料等,但各有优缺点。常见类型可大体分为单纯支撑型、撑开固定型和可调固定型,以可调固定型较为理想。人工椎体已应用于脊柱肿瘤、结核、骨折以及感染等,并取得良好的效果。结论人工椎体可在临床上广泛应用,但在构成材料和设计类型方面还有待进一步改进。

摘要：目的:为新型生物材料腕舟骨假体的设计和置入提供理论数据。方法:健康成年男女各50例在CT下进行双侧腕关节扫描;获取腕关节DICOM格式文件,利用MIMICS软件重建腕舟骨,并根据腕舟骨假体的设计要求进行测量。结果:舟骨最大长度(26.16±2.72)mm、舟骨体部最大宽度(13.99±1.72)mm、舟骨体部最小高度(7.52±0.53)mm、舟骨结节宽度(13.37±1.68)mm、舟骨结节高度(8.82±0.93)mm、桡舟关节面角度(151.86±6.36)度、舟骨背侧最大角度(133.12±5.85)度、头舟关节面纵向最大角度(138.00±5.05)度、头舟关节面横向最大角度(170.27±5.09)度、背侧近远长度比值(1.15±0.091)。结论:腕舟骨的相关参数均是设计新型生物材料假体和置入的关键指标,可以根据这些数据进行适合国人假体的设计。

摘要：目的构建Id1基因过表达和RNAi慢病毒载体,并以兔椎间盘髓核细胞为研究对象,观察Id1基因表达水平调整后,BMP-2诱导髓核细胞分泌软骨特性因子的变化。方法 1设计针对Id1基因过表达和RNA干扰的序列,应用基因重组技术将目的基因片段连接到慢病毒载体,转染293T细胞后测定病毒滴度。2将2种慢病毒分别感染髓核细胞,QRT-PCR和Western blot检测髓核细胞Id1mRNA和蛋白表达。3重组腺病毒Ad BMP2感染髓核细胞,利用已制备的2种慢病毒再次感染细胞,QRT-PCR检测细胞表达软骨特性分子的能力。结果 1慢病毒感染髓核细胞后,Id1基因的mRNA与蛋白的表达量与未感染病毒组(0.428±0.079)及空载病毒组(0.400±0.045)相比,过表达组(0.848±0.154)增加,RNAi组(0.115±0.014)下降,差异具有统计学意义(P<0.01),符合预期结果。2细胞内Id1的表达增加可促进colⅡ(0.407±0.083)和ACAN(0.284±0.074)的mRNA表达增加,与GFP组比较,差异具有统计学意义(P<0.01)。3ADBMP2处理细胞后,Id1的表达增加可使colⅡ(0.590±0.072)和ACAN(0.351±0.066)的mRNA表达进一步显著升高;Id1表达降低时,以上因子的表达被明显抑制[colⅡ:(0.244±0.060),ACAN:(0.168±0.034),差异具有统计学意义(P<0.01)]。结论 Id1能够促进椎间盘细胞软骨特性分子的表达,细胞内Id1基因水平变化能够显著影响BMP-2诱导细胞分泌软骨特性因子,推测Id1是BMP-2维持椎间盘细胞软骨特性作用的关键因子。

摘要：目的采用有限元技术对比分析3种内固定模式固定骨质疏松患者股骨转子下螺旋形骨折的生物力学效应,为优化内固定模式提供依据。方法纳入10例因外伤致股骨转子下螺旋形骨折的女性骨质疏松患者作为研究对象,年龄65~75岁,身高160~170 cm,体质量60~70 kg。使用螺旋CT对其股骨进行扫描并通过数字化技术建立股骨三维模型,仿真构建采用近端髓内钉(proximal intramedullary nail,PFN)、股骨近端锁定钢板(proximal femoral locking plate,PFLP)以及二者结合(PFLP+PFN)3种内固定模式的计算机辅助设计模型。然后于股骨头处施加相同载荷500 N,比较分析3种内固定模式下内固定器应力分布、股骨应力分布及骨折固定后股骨整体位移情况,从而对其固定效果进行评估。结果PFLP固定模式下钢板应力主要集中在主钉道,钢板各处应力不均等,由头端至尾端逐渐降低;PFN固定模式下应力集中于PFN外侧中段靠上;PFLP+PFN固定模式下,钢板最大应力出现在下段第1、2颗螺钉之间,PFN出现在中段外侧处。PFLP+PFN固定模式钢板最大应力较PFLP固定模式显著升高,而PFN最大应力较PFN固定模式显著降低,差异均有统计学意义(P0.05)。3种内固定模式固定股骨转子下骨折后均在股骨头处出现最大位移。PFLP固定模式下股骨整体最大位移最大,PFN固定模式次之,PFLP+PFN固定模式最小,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论在静态受力情况下,PFLP+PFN固定模式相对于单一PFN和PFLP固定模式产生股骨整体最大位移最小,但其钢板最大应力大于单一PFLP固定模式,提示组合方式虽然具备更高稳定性,但钢板负荷更大,出现固定失效的可能性更大。

摘要：目的探讨计算机辅助全髋关节置换术前模板测量方法的准确性。方法使用LINK Preop Plan^TM计算机辅助设计系统对2008年3月-12月30例初次单侧全髋关节置换术患者（男11例，女19例；年龄42～85岁，平均56岁）进行术前模板测量，分析术前计划与术中实际使用假体型号之间的符合情况，并比较术前与术后双下肢长度差异。结果术前计划与实际使用的假体型号有良好的符合率：髋臼假体完全符合19例（63％），相差1号8例（27％），相差≥2号3例（10％）；股骨假体完全符合19例（63％），相差1号9例（30％），相差〉12号2例（7％）。股骨假体中骨水泥型相差在1号以内的16例（89％），非骨水泥型相差在1号以内的12例（100％），骨水泥型和非骨水泥型股骨假体的符合率差异无统计学意义（P〉0．05）。比较术前计划与术后双下肢长度差异：术前影像学测量为（9．0±8．5）mm，术后影像学测量为（1．1±2．4）mm，术后双下肢不等长明显纠正（P〈0．01）。结论术前计划对于全髋关节置换术的顺利实施有重要意义，计算机辅助术前模板测量可准确预测假体型号，有利于纠正双下肢不等长。

摘要：目的:为暴露髋臼前内侧壁提供一种新的手术入路。方法:在尸体上作解剖,观察髂区、骨盆、腹股沟区、股三角的重要血管、神经与髋臼前内侧壁的关系,提出新的手术入路,并应用于临床。结果:经骨盆、腹膜外,保护好髂外血管、股神经等重要结构,髋臼前内侧壁、髂骨翼、耻骨上支可以得到良好的暴露,由此设计出经腹股沟韧带髂股切口新手术入路,并在临床应用中取得良好的效果。结论:经腹股沟韧带髂股入路是暴露髋臼前内侧壁的理想手术入路。

摘要：目的探讨钢缆钉与张力带钢丝治疗髌骨横行骨折的疗效。方法钢缆钉组28例,平均随访8个月。张力带钢丝组30例,平均随访16个月。比较2组手术时间、骨折临床愈合时间、术后半年膝关节屈曲活动范围。采用成组设计t检验及t’检验进行统计学分析。结果钢缆钉组在骨折临床愈合时间、术后半年膝关节屈曲活动范围方面明显优于张力带钢丝组(P<0.05)。结论钢缆钉治疗髌骨横行骨折具有操作简单、固定可靠、骨折愈合快、愈合率高、膝关节功能好的优点,符合生物力学要求,疗效满意,有临床推广应用价值。