計算機導航輔助TKA和個性化截骨工具輔助TKA短期療效比較

1、遵義醫(yī)學院碩士學位論文開題報告 （專業(yè)學位） 課題名稱 計算機導航和個性化截骨工具輔助TKA短期療效比較 學 號 2014280 專 業(yè) 骨 外 科 研究方向 人工關節(jié)置換 研 究 生 李文廣 指導教師 彭 笳 宸教授 遵義醫(yī)學院研究生院 2015年 12月 16 日 開題報告總體要求1.選題要求廣泛閱讀近年文獻資料，特別是選題相關文獻，了解國內(nèi)外在本領域的研究現(xiàn)狀和最新研究成果，并結(jié)合經(jīng)濟建設、社會發(fā)展和科技進步的任務確定研究題目。2.課題設計和研究設計 明確研究方案、具體措施、進度及預期結(jié)果、可能存在的問題及解決問題的辦法、完成論文的時間。3.開題報告（1）重點就課題設計和研究中的以下問題

2、說明：說明課題的來源;說明課題在國內(nèi)外的研究情況;完成課題所具備的基本條件;論文的預期目標和主要創(chuàng)新點;擬采用的研究方案和實驗條件;可能遇到的問題、困難和解決問題的辦法。（2）組成“研究生開題報告”評審小組，由二級或三級學科相關專業(yè)的副高以上的3名以上專家組成。開題報告結(jié)束后，由評審小組對課題進行論證評價，并提出是否同意開題。（3）開題報告由各學科組織進行，要求在第三學期結(jié)束前完成。碩士研究生開題申請報告 李文廣 已全部通過課程考試，成績合格，完成了培養(yǎng)計劃中的預實驗，擬進行開題，經(jīng)指導教師研究同意，定于 月 日 時，舉行開題報告會。開題報告名稱：開題報告會地點： 開題報告會時間：導師意見：(

3、簽字)開題報告委員會成員：姓名 單位 職 稱開題報告記錄人：教研室意見（負責人簽字）：二級院系研究生教育管理部門審查意見： 年 月 日碩士研究生學位論文開題報告課題名稱計算機導航輔助TKA和個性化截骨工具輔助TKA短期療效比較課題來源1、 立題依據(jù)（包括課題提出的理由、研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析和主要參考文獻）： 膝關節(jié)骨性關節(jié)炎是一種老年人常見的關節(jié)疾病，危害十分嚴重，呈慢性進行性關節(jié)退變，主要的臨床表現(xiàn)有膝關節(jié)的疼痛、腫脹、僵硬、活動受限，嚴重者出現(xiàn)關節(jié)畸形1，膝關節(jié)骨關節(jié)炎伴內(nèi)翻畸形臨床常見，造成膝內(nèi)翻畸形的原因包括內(nèi)側(cè)脛骨近端骨贅形成 2 以及因應力改變而導致的脛骨近端適應性結(jié)構(gòu)重塑

4、 3等，最終導致膝關節(jié)功能喪失，近些年來，本病發(fā)病率在不斷上升，主要是由于我國人口的不斷老齡化導致的，目前其發(fā)病率大約為7%4。其臨床上的治療方式主要有外科手術治療以及非手術治療，有報道指出，保守治療有80%以上的失敗率5.6。 全膝關節(jié)置換術(total knee arthroplasty ，TKA)目前已成為外科治療終末期膝骨性關節(jié)炎安全有效的方法7-9，能夠有效緩解患者膝關節(jié)疼痛、恢復下肢生理力線及改善膝關節(jié)功能10。有研究報道，TKA近期臨床療效較好，長期隨訪優(yōu)良率可以達到8595”11。TKA術中準確的下肢力線、假體位置是影響術后膝關節(jié)功能和假體使用壽命的重要因素12-13。研究表明

5、，下肢力線偏差在3度以內(nèi)的假體10年生存率可達到90，超過3度則降為7314。來自美國的Lombardi醫(yī)生15等通過收集了2010年到2012年在6個中心進行TKA術后行翻修術的884例患者。研究結(jié)果顯示，TKA術后至行翻修術的平均時間為5.9年，其中有35.3%的患者在術后2年內(nèi)需行翻修，60%的患者在術后5年需要翻修，還有29%和10%的患者分別在術后5-15年和15年后行翻修手術。其中無菌性松動是TKA手術失敗的主要原因。隨著這一手術的逐漸普及,其術后的成功率和假體的使用壽命成為了患者以及骨外科醫(yī)生關注的焦點16,17。TKA術后的效果及假體使用壽命與多種因素有關,如術者的技術和經(jīng)驗、

6、患者的自身情況、人工假體的匹配程度以及工具的選擇等18,而在TKA手術過程當中合理、精確的截骨對于手術效果及術后假體的使用壽命至關重要19。T K A 術中截骨力線不良會導致術后肢體力線恢復不良、伸直或屈曲位非對稱性失穩(wěn)；而截骨量不當會影響膝關節(jié)屈伸間隙平衡或術后膝關節(jié)對稱性失穩(wěn) 20。膝關節(jié)假體的使用壽命以及功能取決于手術后假體的正確力線21。其中精確截骨是恢復下肢力線重要環(huán)節(jié)。人工關節(jié)置換手術的首要目標之一是恢復下肢機械力線，使髖關節(jié)旋轉(zhuǎn)中心、膝關節(jié)中心和踝關節(jié)中點在冠狀面上位于一條下肢力線上，正確的截骨是術后獲得良好下肢力線的基礎。目前臨床上人工膝關節(jié)置換術中最為常用的傳統(tǒng)截骨定位方法是

7、股骨髓內(nèi)定位技術及脛骨髓外定位技術。傳統(tǒng)的機械定位系統(tǒng)，由于主觀性強，即便是有經(jīng)驗的醫(yī)生有時也會因為諸多因素影響手術的精確度，膝關節(jié)具有復雜的三維解剖特點，傳統(tǒng)機械定位系統(tǒng)術中確定股骨頭旋轉(zhuǎn)中心、踝關節(jié)中心以及通髁線均為手術醫(yī)師的目測和主觀判斷，因而出現(xiàn)誤差的可能性較大，還有股骨機械軸無法精確確定，使得有一定比例的患者不能恢復軸線而臨床效果差22-23?？梢娎硐氲墓ぞ咴谙リP節(jié)置換中至關重要，計算機輔助導航定位技術和3D打印個性化截骨導板定位技術成為了醫(yī)師的關注焦點。為在TKA中實現(xiàn)更加準確的截骨，在冠狀面和矢狀面實現(xiàn)準確的對合，使其垂直于力線軸，股骨旋轉(zhuǎn)截骨準確，獲得更好的下肢力線，許多學者做

8、了諸多方面研究和嘗試，計算機導航應運而生，近年來，很多應用計算機導航技術的全膝關節(jié)置換研究顯示，假體會獲得更好的力線24-25，提高手術的準確性。計算機導航系統(tǒng)可克服肉眼判斷及機械定位工具的局限性，通過準確的數(shù)據(jù)導航，使截骨精度大幅提高，從而可以幫助正確的重建下肢力線，使人工關節(jié)假體定位精度提高。無需擴髓，減少了術后脂肪栓塞的風險。目前計算機導航人工全膝置換術在歐美已廣泛用于臨床 ，至今使用已超過5萬例26。近年來，國內(nèi)一些學者也開始在TKA手術中采用這一技術27-28。對于計算機導航技術，個性化截骨工具輔助TKA將術中定位注冊等工作轉(zhuǎn)移到術前完成，TKA個體化模板是術前進行CT或MI掃描和三

9、維重建，然后在計算機軟件上進行預演和術前設計，根據(jù)膝關節(jié)的解剖結(jié)合所使用假體的數(shù)據(jù)，確定使用假體的型號、股骨遠端后髁截骨量、外旋角度及脛骨截骨量，這些數(shù)據(jù)信息和手術預演方案由工程師和手術醫(yī)師溝通討論，最后術者根據(jù)患者存在的畸形、軟組織攣縮及韌帶功能進行最終修改，然后廠家利用快速反轉(zhuǎn)成形技術制作個性化的截骨模板2930。是一種應用于術前規(guī)劃、模擬截骨和術中操作的新的膝關節(jié)置換方法，具有提高TK A截骨精確性、簡化手術步驟、縮短手術時間、減輕手術損傷等優(yōu)勢。利用專業(yè)的3D建模軟件對膝關節(jié)MRI掃描數(shù)據(jù)進行處理，在膝關節(jié)3D重建中較CT具有明顯優(yōu)勢，從而保證了截骨定位模板的精確性。2006年，H a

10、fez等31首次提出基于CT數(shù)據(jù)制作個體化截骨模板在TKA中的應用，并在尸體標本上進行實驗，取得了較好的效果。該 TK A 個體化模板技術雖然擺脫了傳統(tǒng)TKA對廠家提供器械的依賴，為膝關節(jié)置換中精確截骨提供了一種新的理念。提高了截骨的準確性，對關節(jié)畸形患者具有特殊價值。個性化截骨工具在理論上有明顯的優(yōu)勢，如手術操作較常規(guī)手術簡化，學習曲線短；術前進行三維重建并模擬手術，完成手術計劃，可預見手術結(jié)果；由于股骨側(cè)無需開髓，可減少失血量，降低脂肪栓塞風險；縮短手術時間，從而降低麻醉、出血、感染以及止血帶并發(fā)癥發(fā)生的風險。參考文獻1 Annane D,Bellissant E,Boliaert PE,

11、et al.Corticosteroids in the treatment of severse sepsis and septic shock in adults:a systematic review J.JAMA,2009,301(22):2362-2375.2 Chang CB, Koh IJ, Seo ES, et al. The radiographic predictors of symptom severity in advanced knee osteoarthritis with varus deformity.Knee,2011,18(6):456-460.3 Lo G

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13、 in knee or knee or hip osteoarthritisJ.Ann Intern Med,2013,159(12):JC85 Dhawan A,Mather RC,Karas V,et al.An epidemiologic analysis of clinical practice guidelines for non-arthroplasty treatment ofosteoarthritis of the kneeJ.Arthroscopy,2014,30(1):65-716Spahn G,Klinger HM,Hofmann GO.The effect of ar

14、throscopic debridement and conservative treatment in knee ostcoarthritis:Results of a 5-year follow-up and literature review J.Sportverletz Sportschaden,2013,27(4):226-2317 宋文泉，唐征宇，李寶林，等膝關節(jié)表面置換術治療重度膝關節(jié)骨關節(jié)病近期療效及影響因素分析 J解剖與臨床，2012，17(4)：2842 868 任姜棟 ，張曉 崗，曹力 ，等重度膝關 節(jié)外 翻畸形的全膝關節(jié)置換 術J中華 骨科雜 志 ，2014 ，34(6

15、)：645-6519 Yoon HS， Han CD ，Yang IH Comparison of simultaneousbilateral and staged bilateral total knee arthroplasty in terms ofperiopcrative complicationsJJ Arthroplasty，2010 ，25 (2)：179一l85 10 Vecchini E ，Christodoulidis A ，M agnan B ，eta1Clinical and radiologic outcomes of total knee arthroplasty

16、 using the Advance Media l Pivot prosthesisA mean 7 years followup JKnee，20 12 ，19 (6 ) ：85 1-855 11 Rasquinha VJ，Ra n awat CS，Ce ier i CL ，et a 1 The press-f it condylar modula r t0ta l knee system w ith a poster i or cruciate substituting designA concise follow-up of a previous repor t JJ Bone Joi

17、nt Surg Am ，2006 ，88 (5)：1006-101012 Rodficks DJ，Patil S，Pulido P，et a1Press-f it condylar design total knee arthm plastyFour teen to seventeen-year follow upJJ Bone Joint Surg A m ，2007 ，89 ( 1) ：89 -9513 Rand JA ，Coventry M B Tenyear evaluation of geometric total knee arthm plastyJClin Or thop Rel

18、atRes，1988，(232)：168173 14 Jef fer y RS ，M orris RW ，Denham R ACorona l a lignment after totalknee replacementJJ Bone Joint Surg Br，1991，73 (5)：709714 15 Lombardi AV Jr,Berend KR,Adams JB,Why knee replacements fail in 2013: patient, surgeon, or implant? Bone Joint J.2014 Nov;96-B(11 Supple A):101-4.

19、 doi: 10.1302/0301-620X.96B11.34350.16Hayashi D, Englund M, Roemer F W, et al. Knee malalignment isassociated with an increased risk for incident and enlarging bone marrow lesions in the more loaded compartments: the MOST studyJ.Osteoarthritis Cartilage, 2012, 20(11):1227-1233.17Fu Y, Wang M, Liu Y,

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21、6.19Bankes M J, Back D L, Cannon S R, et al. The effect of component malalignment on the clinical and radiological outcome of the Kinemax total knee replacementJ. Knee, 2003, 10(1):55-60.20 Song IS，Sun D H ，C h on JG ， eta1Results of revision surgery and causes of unstable total knee arthroplasty CI

22、in Orthop Surg，20 14，6(2)：165-l7 221Gromov K,Korchi M,Thomsen MG,et al.What is the optimal alignment of the tibial and femoral components in knee arthroplastyJ.Acta Orthopadica,2014,85(5):480-487.22 obinson M，Eckhoff DG，einig KD，et al. Variability of landmark i-dentification in total knee arthroplas

23、tyJ. Clin Orthop，2006，442:5762.23 Mahaluxmivala J，Bankes MJ，Nicolai P，et al. The effect of surgeonexperience on component positioning in 673 Press Fit Condylar posterior cruciate sacrificing total knee arthroplastiesJ. J Arthroplasty，2001，16( 5) : 635 640.24 Stockl B ，N ogler M ，Rosiek R ，et a1Navig

24、ation improves accuracy ofrotational alignm ent in total knee arthroplastyJClin Orthop，2004 ，4 2 6 ：I8 0 1 86 25 A nderson KC ，Buehler KC ，M arkel D CComputer assisted navigationin total knee arthroplastyJJ A rthroplasty，2005 ，3 ：132 13826 Bathis H ，Shafizadeh S ，Paffrath I ，et a1Are com puter assis

25、ted totalknee replacem ent m ore accurately? A m eta analysis of com parative studiesJOrthopade，2006，10 ：1056 106527 李稗，裴循必，楊靜，等 計算機導航全膝關節(jié)置換系統(tǒng)的初步I臨床應用 J中 國矯形外科雜志 ，2006，1：25 2828 冷重光 ，趙江濤 ，陳崇 明，等 計算機導航輔助人工全膝關 節(jié)置換術J中華骨科雜志，2006，10：666 67029 Higuera CA，Deirmengian C. The new technologies in knee arthrop

26、lastyJ. J Clin heumatol，2012，18( 7) : 345 348.30 Hafez MA，Chelule KL，Seedhom BB，et al. Computer assisted total knee arthroplasty using patient specific templatingJ. Clin Orthop，2006，444: 184 192.31 Hafez MA ，Chelule KL ，Seedhom BB ，et a 1 Computerassisted tota l knee arthroplasty using patientspecif

27、 ic tem platingJClin Orthop R elat R es，200 6 ，444 ：184 192 2、 研究目標、研究內(nèi)容和擬解決的關鍵科學問題：研究目標：本課題旨在分析2015年8月-2016年8月期間，比較我院通過計算機導航TKA和個性化截骨輔助工具TKA截骨精度及術后患肢力線恢復情況。探討計算機導航輔助TKA相對個性化截骨輔助工具TKA的優(yōu)越性。為臨床研究提供參考依據(jù)，以及為患者提供更好的治療方案。研究內(nèi)容：術中測量失血量、手術時間；術前及術后雙下肢負重位（患肢內(nèi)旋20度），測量術后下肢機械軸線 ( 站立位髖膝踝角)、股骨角、脛骨角；術前及術后拍攝膝關節(jié)正側(cè)位片，測

28、量脛骨后傾角度；術后1月、3月、6月、9月、1年KSS評分。 擬解決的關鍵問題:1、 術后患者影像學測量相關指標及KSS評分是否計算機導航優(yōu)于個性化截骨導板輔助TKA。 3、 擬采取的研究方法、技術路線、實驗方案及可行性分析方法： 2015年8月至2016年8月我院接受初次全膝關節(jié)置換（total knee arthroplasty，TKA）的患者20例，年齡均大于60周歲。隨機分為兩組，每組10例。一組采用個性化截骨TKA手術（3D導板TKA組），另一組采用計算機導航輔助TKA（導航TKA組）。記錄兩組術中測量失血量、手術時間；術前及術后復查雙下肢負重位（患肢內(nèi)旋20度），測量術后下肢機械軸

29、線 ( 站立位髖膝踝角)、股骨角、脛骨角；術前及術后拍攝膝關節(jié)正側(cè)位片，測量脛骨后傾角度；術后1月、3月、6月、9月、1年KSS評分，評估并發(fā)癥的發(fā)生情況。采用SPSS18.0 統(tǒng)計軟件進行分析。計量資料以均數(shù)標準差表示，組內(nèi)手術前后比較采用配對t檢驗， 組間比較采用獨立樣本t檢驗；計數(shù)資料組間比較采用2 檢驗，等級資料比較采用秩和檢驗；檢驗水準=0.05。P小于0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。手術方法：導航組：手術均由同一名熟練掌握計算機導航技術的關節(jié)外科醫(yī)生(本文通訊作者)主刀完成。應用計算機導航系統(tǒng)?；颊呷⊙雠P位。采用膝前正中切口，髕旁內(nèi)側(cè)入路切開關節(jié)囊，顯露關節(jié)腔，向外翻轉(zhuǎn)髕骨。去除關節(jié)

30、邊緣骨贅并進行周圍軟組織松解。安裝股骨、脛骨示蹤器，進行截骨前注冊，在導航系統(tǒng)輔助下進行脛骨、股骨截骨。安放試模，滿意后常規(guī)放置后穩(wěn)定型旋轉(zhuǎn)平臺假體，骨水泥固定。 個性化截骨輔助TKA：腰硬聯(lián)和麻醉，患者仰臥位，膝關節(jié)前正中切口。逐層切開皮膚、皮下組織，由髕骨內(nèi)緣進入，外翻髕骨顯露膝關節(jié)。屈膝90，切除增生的滑膜組織、前十字韌帶及半月板，松解外側(cè)軟組織。咬除脛骨近端骨贅及關節(jié)軟骨，將3D打印的脛骨近端導板緊密貼合脛骨近端骨皮質(zhì)，完成脛骨近端截骨。清除股骨周圍骨贅及關節(jié)軟骨，將3D打印的股骨遠端導板緊密貼合股骨遠端骨皮質(zhì)，在導板指引下對股骨進行截骨，截骨角度及截骨量于術前由計算機計算，無需術中反

31、復測算。截骨過程中不打開髓腔。放置試模，復位膝關節(jié)滿意后取出試模。于脛骨近端打孔，脈沖式槍沖洗膝關節(jié)。截骨面鋪墊骨水泥，安裝膝關節(jié)假體及墊片，測量力線良好。研究對象：收集遵醫(yī)附院自2015年8月至2016年8月計算機導航輔助TKA及個性化截骨輔助TKA各10例納入標準：(1) 膝關節(jié)重度骨關節(jié)炎達到手術治療指征（2）既往無膝關節(jié)手術史；(3) 無嚴重骨質(zhì)疏松或者膝關節(jié)周圍骨折病史；(4)無活動性感染；(5)無腫瘤病史；(6)同意行下肢磁共振掃描配合截骨模具制作，并簽署知情同意書；(7)同意并配合接受隨訪工作。排除標準： 1)膝關節(jié)周圍或全身存在活動性感染病灶；既往有膝關節(jié)感染或手術史; 2)膝

32、關節(jié)肌肉癱瘓或神經(jīng)性關節(jié)病變 3)既往膝關節(jié)有嚴重創(chuàng)傷、骨折，功能不全，做過內(nèi)固定手術或關節(jié)置換過的病人； 4)存在疼痛應激過敏體質(zhì)等，無法遵醫(yī)囑進行康復鍛煉者。 5) 存在麻醉、手術禁忌證無法完成手術者; 6) 合并有脊柱、髖關節(jié)或踝關節(jié)疾病?？尚行苑治觯?、我院每年膝關節(jié)骨性關節(jié)炎患者多，病源可行；2、有計算機導航設備以及配合制作個性化截骨導板的廠家；熟練掌握該技術的醫(yī)師； 3、選擇參數(shù)可行。4、 本研究課題的創(chuàng)新之處：計算機輔助導航TKA和3D打印個性化截骨導板輔助TKA，將二者進行比較,研究二者在膝關節(jié)置換中的價值及優(yōu)越性，為治療膝關節(jié)骨性關節(jié)炎提供更好的治療方案；同時為醫(yī)師提供參考。 5、 年度研究計劃及預期進展：2015年 9月-2015年 12月 查閱資料2015年 12月-2016年2月 收集資料2016年2月-2015年 3月 整理資料2016年 4月-2016年 8月 撰寫論文6、 預期研究成果：1.導航組較個性化截骨組獲得更好的臨床效果；7、 已具備的實驗條件，尚缺少的實驗條件和擬解決的途徑： 我院已開展計算機導航下TKA，并即將開展3D打印個性化截骨