开展数字骨科技术提升骨科诊治水平

　　开展数字骨科技术提升骨科诊治水平

　　当今社会是一个数字化时代，数字化技术是计算机技术、多媒体技术以及互联网技术的基础。数字医学（digitalmedicine）是信息科学与医学结合的前沿交叉学科。随着计算机科学技术在医学领域的不断深入，形成了以数字诊断技术、治疗技术和检测技术为主要特征的前沿交叉学科。数字化时代的高科技成果极大地改变了传统医学实践模式。

　　2006年我们依据国内数字化技术在骨科领域开展的现状与实际，实时提出了"数字骨科学"（digitalorthopaedic）这一概念与理论，并于2011年11月经中华医学会批准正式成立了"中华医学会医学工程学分会数字骨科学组"、2016年4月成立了"SICOT中国部数字骨科学会"；学会的成立从组织上保证了数字骨科技术的有效开展，有力促进了这一前沿技术在骨科临床的推广应用。数字骨科学是计算机科学与骨科学相结合的一门新兴交叉学科,是骨科学派生出的一门新的分支学科。涉及到人体解剖学、立体几何学、生物力学、材料学、信息学、电子学、机械工程学等领域。数字骨科学将骨科的诊疗行为数字化，通过信息技术将其可视化、虚拟化、可操作化与智能化。数字骨科学理念与学科的建立，开辟了骨科新的研究领域与新的技术方向，为这全新的系统知识、前沿技术进行了理论的提升与体系的建立，极其有利于数字骨科技术在骨科的快速发展与广泛应用。数字骨科学的范围包括：骨科有限元分析、骨科数字解剖（三维重建）、骨科虚拟现实技术（virtualreality，VR）与增强技术（augmentedreality,AR）、骨科快速成型技术（3D打印）、CAD/CAM技术、计算机辅助导航手术、骨科远程手术及骨科机器人手术等10多个方面。

　　数字骨科学迄今已经经历了10年的发展历程，数字化技术已在我国骨科领域得到了快速的发展，涉及到骨科的各个亚专科，特别是3D打印技术更是形成了一股"骨科3D热"。目前骨科生物力学有限元分析、3D打印模型、导航模板、3D打印钛合金假体植入、CAD/CAM在骨科的应用、VR/AR技术、导航技术、远程医疗及骨科机器人技术等越来越引起人们的广泛关注，均在骨科临床得到了广泛的应用、并占据了主导地位。目前，已有多部有关数字骨科技术专著出版，由裴国献主编的《DigitalOrthopaedic》即将由Springer出版集团出版、全球发行；2017年1期本刊发表了"3D打印骨科模型技术标准专家共识"。上述有关数字骨科学专著的出版、重点刊的推出、学术会议数字骨科专场的交流及相关专家共识的制定等举措，均有力推动了数字骨科技术在临床的转化应用。本刊已先后组织了多期"数字骨科"重点刊；本期刊发的8篇数字骨科论著，涵盖了有限元建模、三维图像体积融合技术、3D打印骨折模型、3D打印导航模板、导航技术及骨科手术机器人技术等，从不同角度反映了目前我国数字骨科技术开展的现状与水平，值得临床骨科医生认真研读、借鉴应用。

　　许苑晶等撰写的"肩袖的有限元建模及其生物力学分析"一文介绍了所建立的有限元分析肩袖模型，适用于临床术前不同肩袖损伤的建模、以及肩袖手术模拟与修复效果的生物力学评估分析；认为该肩袖模型系统可以模拟肩关节的常见活动并获得对应的肩袖肌肉应力大小，可用于肩袖损伤模拟与手术方案仿真实验。贺宇等撰写的"四种内固定方式治疗耻骨联合分离生物力学特性的有限元分析"一文，介绍了应用所建立的耻骨联合分离有限元模型，按照标准手术方式将单重建钢板、双重建钢板、单空心拉力螺钉和双空心拉力螺钉4种内固定安装至模型，加载垂直和旋转负荷进行有限元分析，证实双空心拉力螺钉在耻骨联合分离治疗中具有生物力学优势。

　　3D打印技术是目前我国数字骨科技术在临床应用最为广泛的一项技术，也是数字骨科发展最快的一项技术。本期发表了3篇有关3D打印骨折模型和导航模板在骨科的应用文章。吴星火等介绍了个性化寰枢椎椎弓根螺钉导向器的研制及临床应用；董谢平等介绍了3D打印截骨导板辅助截骨治疗踝关节内骨折畸形愈合，均证实了其具有精确定位、精准截骨的特点；邬培慧等介绍了自主研发的计算机辅助设计软件/快速成型/髋臼定位器模拟臼杯假体精准置入的准确性和适用性。

　　骨科机器人手术具有微创、精准、减少术中透视及缩短手术时间等优点。黄晶焕等撰写的"一种新的计算机导航技术辅助术中矫正股骨干骨折的旋转畸形"一文，采用一种新的导航系统（VectorVisionSky,BrainLAB公司，德国）辅助治疗13例股骨干骨折旋转畸形，认为新的导航系统可以成为一种可靠的工具，术中精确地矫正股骨干骨折的旋转畸形。文章认为使用导航技术矫正股骨旋转畸形也会带来一些固有的风险，同时也额外增加了手术的时间。王军强等撰写的"基于损伤控制理论的骨科机器人微创手术治疗合并骨盆骨折的多发伤"一文，采用Ti-robot(北京积水潭医院与北京天智航医疗科技股份有限公司合作研发)骨科机器人手术系统治疗26例合并骨盆骨折严重多发伤（经皮螺钉内固定），取得了很好的治疗效果；认为机器人辅助骨科微创手术是利用手术机器人智能精的操作特点，在图像导航、机械臂精确定位下开展的微创手术，非常适宜图像导航经皮螺钉内固定治疗骨折。方国芳等撰写的"Renaissance脊柱机器人辅助手术系统在脊柱疾病中的应用"一文，介绍了在国内最先使用脊柱机器人手术系统辅助下开展了38例脊柱外科手术，包括椎弓根螺钉置入病例和椎体成形术病例；认为脊柱机器人辅助手术系统辅助脊柱椎弓根螺钉置入准确率高，安全有效；经皮椎弓根穿刺椎体成形手术时间短，射线暴露时间短。

　　数字骨科新技术的应用确为骨科高难度、复杂手术起到了"保驾护航"的重要作用，让骨科手术更为精确，拓展了手术范围、提升了骨科手术质量，有力促进了骨科的基础研究、诊断、教学、治疗与康复水平，提升了骨科学的整体技术与水平。个性化、微创化、智能化、远程化及精准医疗是现代骨科的发展方向，数字骨科学可大大促进骨科这一进程的快速发展，大大提升骨科技术的水准与手术质量。

　　数字骨科技术必将引领骨科发展的未来。