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科技助力,让髋关节手术“更快、更准、更个性化”
——我院引进AI-HIP 人工智能髋关节置换术前规划系统

发布时间:2020.07.24 来源:关节外科 发布人:医院办公室 点击数:2436

导言:最先进的人工智能算法技术的AI-HIP 人工智能髋关节置换术前规划系统,可以帮助临床医生术前精准规划,规避手术风险并有效提升手术效果。近日,广州医科大学附属第三医院与长木谷公司和强生公司共同举办AI-HIP网上签约仪式,正式引进人工智能髋关节置换术前规划系统,用现代科技力量助力医疗,更好地为患者服务。


传统髋关节置换手术,常规的术前测量方式存在无法精准术前规划的缺陷,易导致术中和术后误差,而应用最先进的人工智能算法技术的AI-HIP 人工智能髋关节置换术前规划系统,可以帮助临床医生术前精准规划,规避手术风险并有效提升手术效果。近日,广州医科大学附属第三医院与长木谷公司和强生公司共同举办AI-HIP网上签约仪式,正式引进人工智能髋关节置换术前规划系统,用现代科技力量助力医疗,更好地为患者服务。

 

AI HIP网上签约仪式,让科技助力医疗

为促进医疗技术和现代人工智能的融合,进一步提升我院关节外科手术技术水平,充分借助现代科技力量造福患者,6月24日,我院与北京长木谷医疗科技有限公司、强生公司进行了三方的签约,标志着我院正式引进AI-HIP 人工智能髋关节置换术前规划系统。


网上签约仪式


签约仪式上,我院关节外科张弛主任、医务科冯智毅科长、放射科宋亭主任和医院办公室刘丹主任在发言中,纷纷对三方技术合作后对推动我院骨科技术实力、学科建设的提升表达了殷切的期望。强生公司项目负责人魏德厚介绍强生关节与AI HIP技术合作方式。长木谷公司CEO张逸凌博士详细介绍了AI HIP的技术实力及人工智能为患者提供的个性化手术方案的优势。

 

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广医三院关节外科张弛主任代表我院进行签约

说明: 微信图片_20200715092407

广医三院现场与会人员

 

AI-HIP 人工智能髋关节置换术前规划系统


AI-HIP系统是由临床医学研究中心牵头研发的全球首创人工智能辅助关节置换三维手术解决方案。该系统基于人工智能深度学习技术,可对CT影像智能分割,以实现骨盆和股骨的分离,结合股骨及髋臼的解剖形态,自动识别髋关节解剖位点,并智能匹配假体大小以及安放位置,实现术前精准规划定制,术中还可根据需要对股骨柄假体前倾角度、位置等进行微调,实现精准定制。

传统骨科关节手术受技术条件限制,许多重要的三维数据无法显示,医生在手术中往往需要进行多次试模操作,判断植入假体的系列、型号与安放位置,极其依赖手术医生的临床经验。由于术中假体选择变量多,病人个体差异大,病情复杂等因素,人工关节置换手术风险较大,手术的可重复性低,患者术后易出现长短腿、假体脱位、假体周围骨折等并发症。



AI-HIP系统能够有效解决以上局限。常规手工测量、二维规划等方式无法准确评估髋臼前倾角、髋臼形态、股骨前倾角等参数,而与常规三维规划软件(MAKO, MIMICS)相比,除可明确个体化三维解剖结构外,AI-HIP系统可实现快速规划实现最佳的假体安放效果。

AI-HIP系统不仅能对髋部外伤骨折手术具有准确定位的辅助作用,它还可以应用在股骨头坏死、髋关节发育不良、先天后天畸形等复杂的髋关节置换、翻修手术上。

 

七旬老人摔倒骨折,人工智能助力置换全髋关节,术后隔天下地行走

现年74岁的杨阿姨,平时有高血压、糖尿病、骨质疏松症、帕金森等多种基础病,2年前还发生过脑中风,之后左侧肢体乏力,平时行走分外小心,但6月下旬仍不慎摔倒,当时右髋部剧痛,无法动弹,家人立刻将她送入广医三院急诊,经X光检查显示其右股骨颈骨折,骨折明显移位,遂入院治疗。


术前提示右股骨颈骨折明显移位

 

杨阿姨入院后,骨折处疼痛难忍,却拒绝手术。原来,杨阿姨两年前中风后,左侧肢体乏力,日常生活、行走主要靠右侧出力,而且平时身体不好,基础病多,非常担心手术后两条腿都不正常,将来会无法行走。而患者的情况如果不做手术,骨折难以自愈,长时间卧床更容易导致肺部感染、心衰、褥疮等并发症,同时作为脑中风患者,也容易导致血栓,手术迫在眉睫。

为了提升手术的精准度,缩短手术时间,打消患者和家属的顾虑,张弛团队使用了AI-HIP人工智能系统进行辅助术前规划。术前,在AI-HIP系统中输入杨阿姨的各项影像资料,系统很快对患者资料进行自动三维重建和精准分割,并根据医生要求自动匹配最合适的人工关节型号,规划最佳安装位置、深度和角度,制定了精准的手术方案。

6月28日,在将杨阿姨的身体调整到最佳状态并完善所有术前准备之后,张弛团队为她进行了手术。术中发现其股骨颈已经完全分离移位,而且患者的骨质疏松严重,所有操作必须十分小心,幸好有精准的AI-HIP术前规划,手术历时1个多小时就成功完成,全程出血不到50ml。术后第一天杨阿姨就能扶着助行器下地上厕所,术后一周已经可以基本正常行走。


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杨阿姨术后第一天可以下地锻炼行走,术后一周已可以正常行走和爬楼梯


术后复查照片,成功复制了术前AI计划的假体型号及安装位置

 

20分钟成功安装人工半髋关节假体,八旬骨折老人术后当天坐起

陈婆婆今年87岁,患有高血压、冠心病、慢性心力衰竭、重度骨质疏松、阿尔兹海默症、心脏起搏器植入术后等多种基础疾病。6月上旬不慎摔倒,右股骨颈骨折,疼痛难忍,在外院治疗两周,因并发肺部感染和褥疮,心力衰竭加重,无法手术,病情日益加重,辗转来到广州医科大学附属第三医院骨科就诊。

“对于老年髋关节周围骨折,只有让患者可以尽快坐起和站立,才能逆转各种并发症,这需要控制感染,尽快手术。”张弛解释说,“患者基础疾病较多,一般情况较差,难以承受长时间的麻醉和手术,手术必须准确而快速,运用AI-HIP人工智能髋关节置换术前辅助系统为患者制订精准的手术方案为手术创造了机会。”

在感染科和医院内科团队的会诊支持和关节外科护理团队的精心照料下,患者的肺部感染和褥疮迅速控制,为手术创造了条件。6月23日,张弛团队仅用20分钟就成功为患者安装了人工半髋关节假体,40多分钟缝合好皮肤返回病房。当天麻醉清醒后,陈婆婆就可以自己坐起吃饭,家人可以用轮椅推着她散步,术后一周顺利出院。

术后复查x光片(右)显示完美复制术前AI计划的假体型号及安装位置

说明: 图片11_副本

术后当天陈婆婆就可坐起

 

AI-HIP算出手术方案,解决凝血功能障碍患者手术难题  

   57岁的冯大叔6月底不慎摔倒,左股骨颈骨折,因其有多种基础疾病,肝硬化晚期,脾功能亢进,血小板低下,慢性肝功能衰竭,凝血功能障碍,曾因门脉高压消化道出血行门静脉支架植入,手术风险较大,外院不敢手术,遂转诊至广医三院骨科治疗。

患者体内植入的血管支架清晰可见

术前CT提示股骨颈骨折显著移位

 

考虑到患者基础疾病较多,凝血功能障碍,一旦手术,出血量必然较多,术前规划精准、缩短手术时间非常关键。张弛团队与患者家属充分沟通后,运用AI-HIP人工智能髋关节置换术前辅助系统为患者制订了精准的手术方案。

患者术前血液检查结果肝功能、凝血功能几乎没有一项正常的指标,考虑到术中出血可能较多,而疫情期间用血困难,因此术前充分与输血科罗冰主任沟通,在困难的情况下为患者约到宝贵的400ml红细胞和200ml新鲜冰冻血浆。

7月7日上午手术开始,由于患者凝血功能障碍,电凝开到60功率仍然无法止住创面和骨面的渗血,张弛主任全程在血泊中操作,幸好术前AI-HIP系统已经提前制定好手术细节,假体安装位置和型号都已经提前确定,节省了大量时间,即使术野不太清晰,也不妨碍顺利完成手术。术后第一天患者就能下地行走,患者和家属对手术效果十分满意。

患者术后复查影像(下),与术前AI模拟(上)几乎一模一样

 

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冯大叔术后第一天即可下地行走

 

广医三院关节外科是广州市荔湾区唯一一家集临床、科研、教学为一体的关节专科中心。目前编制床位26张,年门诊量万余人次,收治病人一千余人,关节手术近千例。病区拥有专科医师6人,其中正高级职称2人,副高级职称4人,有3人获博士学位,2人获硕士学位。护理团队拥有专科护士21人,全部为本科以上学历,2人获硕士学位,其中主管护师4人。

科室技术骨干具有丰富的临床经验及先进的治疗理念,多人先后赴美国、澳大利亚、日本、印度及国内知名骨科中心进修深造。承担国家级、省部级科研项目多项。医院关节外科硬件设施完备,医院拥有国际标准的百级层流手术室,配备先进的高清数字化关节镜系统、虚拟关节镜培训工作站、AI-HIP、AI-KNEE人工智能辅助关节置换方案终端服务器、高清C形臂、肩关节手术牵引架等关节外科专业器械。学科技术力量雄厚,学术梯队合理,致力于骨关节疾病的预防、诊治和康复以及相关基础研究工作,在手术理念及手术技术方面与国际接轨,并达到国内领先水平。

2020年医院成为国家级临床项目AI-HIP人工智能辅助关节置换的签约单位之一,为华南地区为数不多的几家AI-HIP项目的骨科基地之一。AI-HIP技术引进以来,医院已经成功帮助数名患者进行髋关节置换、翻修手术,不但有效提升了手术的精准度,缩短了手术时间,也减轻了患者的痛苦,得到患者的高度认同。人工智能规划系统的“加盟”,能够更好地实现精准医疗,造福广大患者。

 

专家介绍:

说明: 张弛 工作照

张 弛,医学博士,副主任医师,广州医科大学附属第三医院关节外科学科带头人及行政负责人,广州医科大学再生医学与3D打印技术转化研究中心独立项目负责人,澳大利亚国际肌骨研究所(IMRI)培训医师,印度Ganga骨科中心培训医师,美国宾夕法尼亚大学医院访问学者,广东省医师协会关节青年学组委员、骨科快速康复学组委员,广东省创伤学会运动损伤学组委员、肢体重建学组委员。曾供职于广州市第一人民医院及广州市正骨医院,从事骨科及关节外科临床工作十余年,并不断学习国内外先进技术,擅长运动创伤和中老年人关节疼痛、畸形的诊治,通过微创及快速康复的手术方案,治愈大批髋膝关节炎、关节畸形、肩周炎、股骨头坏死的患者,深受患者及家属信赖。专攻膝、髋、肩人工关节置换手术,关节镜下肩袖修补、交叉韧带重建手术以及成人和小儿关节畸形矫正手术。主持或参与多个国家级、省级科研项目,在国内外期刊发表学术论文十余篇,获国家级专利一项,参译著作一部。主持广医三院AI-HIP人工智能辅助关节置换、ARF自体再生因子治疗关节炎等前沿项目。

出诊时间:周一上午,周五下午。


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