数字化微创骨科矫形新技术

骨科畸形矫正对骨科医生是一项很有意义又极具挑战的课题，既往在手术治疗骨及关节畸形时，由于缺乏客观、具体的实施标准，只能靠医生的临床判断。手术方案的制定主要依据医生的经验，即是很有经验的矫形外科医生也很难给患者一个详尽的规划和解释。

国家康复辅具研究中心附属康复医院骨科陈建文近年来随着高科技的应用和对肢体畸形矫正理念的更新发展，在欧美等发达国家，数字化微创骨科矫形技术已经取代了既往靠医生经验的传统矫形外科模式，主要表现为：

1、术前对患者的畸形特征进行数字化采集、模拟、分析。参照正常肢体、骨关节的形态、关节线走行方向、肢体机械轴线及骨的解剖轴线，提出矫形目标及治疗计划、制定手术方案，再进行手术和治疗过程的模拟，预测最终的治疗结果。极大地避免了单纯依靠经验治病的盲目性。

2、应用智能化的外固定矫形器（计算机辅助的空间外固定支架―矫形机器人），可以对整个治疗过程实施数字化的监控及预测，精准化、稳步实现医生、患者共同制定的肢体畸形矫正目标。能够同步矫正四维畸形（成角、移位、旋转、短缩），其矫正的理论误差＜0.7°和2mm，是其他任何手段及矫形器械都无法达到的。

3、数字化、智能化手段的应用，实现复杂畸形的同步矫正，缩短了治疗周期，简化了手术操作过程。使得复杂骨关节畸形的治疗简单化、精准化，真正体现了骨科矫形的微创化。

数字化肢体畸形矫正，主要是以泰勒空间外固定支架（Taylor Spatial Frame TSF）为代表的，计算机辅助的空间外固定支架―矫形机器人技术的临床应用，同时结合Paley的成角旋转中心（Center of rotation of angulation CORA）理念，使得任何复杂的畸形均能获得完美的矫正。泰勒空间外固定支架由两个全环或部分环，应用6根可伸缩的支撑杆，通过特别的通用关节联接组装而成。一个特定的成角和移位复合畸形，仅仅通过调整支撑杆的长度，应用同样的框架，就可以获得矫正。

应用TSF矫正骨关节畸形时，需要设定参照骨段和参照环，通常以近侧骨段及近侧环作为参照。同时需要设定起始点和对应点，John E.Herzenberg 和Dror Paley以成角旋转中心CORA作为起始点，并命名这类方法为CORAgin和CORA-sponding。Shawn C.Standard 增加了虚拟铰链的规划方法。J.Charles Taylor提出了“最接近的线”（Line of Closest Approach LOCA）规划方法。LOCA是一个决定截骨位置的方法，可减小畸形矫正期间的骨端移位。

目前有关畸形矫正有五种规划方法：

（1）骨折方法；

（2）CORAgin方法；

（3）CORAsponding方法；

（4）虚拟铰链方法；

（5）LOCA。对于骨折方法，外科医生要分别选择起始点及位于对侧骨折端的对应点，这些认定的点应当代表两骨折端相匹配的点。对于CORAgin方法，外科医生选择CORA作为起始点，从而再找出对应点。对于CORAsponding方法，医生要先在CORA选择对应点，再找出起始点。对于虚拟铰链方法，起始点及对应点均位于CORA，在畸形骨凸侧的边缘。

通过预先设置参照骨段及参照环，术中遵守环式外固定支架的穿针固定原则，将六连杆装置的空间骨外固定系统依照程序安装于畸形的肢体之上。术后依据标准的X光片分析畸形状态（正位、侧位及轴向成角，前后、侧方及轴向移位），测量支架的安装参数（相对于起始点及参照骨段，在正位、侧位、轴向、旋转方向参照环的偏移距离）；将畸形的成角数值、安装参数，以及参照环的内径值、6根支撑杆的安装长度等，分别输入软件程序，程序会计算出畸形完全矫正后各支撑杆的最终调节长度；在设定调整的天数后，程序会给出每天各支撑杆的调节刻度，实施缓慢的牵伸，使畸形得到精确完美的矫正。

辅助以计算机程序的空间外固定支架，实施的六轴空间运动，同步矫正四维畸形（成角、错位、旋转及短缩或分离）；在矫正过程中不需变换框架，其框架结构使得固定更可靠；从而实现复杂畸形的矫正的简单化、微创化、精准化。