数字化医学技术与脊柱外科的临床应用☆

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杨波，，等. 数字化医学技术与脊柱外科的临床应用

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progress and development. Computer navigation technology works using digital image information through the

medium of the body to enter a computer workstation. The reconstruction of three-dimensional model of the image after operation processing and related software through high-resolution display observed from all directions to the surgical approach as well as a variety of parameters completed the minimally invasive surgery. Minimally invasive spinal surgery uses a tiny incision or puncture channel, with special equipment or device in imaging instrument under the surveillance. The analysis of medical image as information science and technology-based cross-disciplinary research, clinical diagnosis and observation of spinal surgery has a reference value. Digital medicine with high-efficiency, high-precision, three-dimensional understanding of the distribution of the disease, the morphology, structure, minimizing surgical trauma, spinal has broad prospects.

Yang B, He JM, Fang SB, Song L, Yin B, Wang L, Xie JK, Wan SY. The application of digital medical technology in spinal surgery.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2012;16(44): 8348-8355.

Department of

Orthopedics, The 3rd Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou

510150, Guangdong Province, China; 2

Department of Orthopedics, Sun Yat-sen Memorial Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou

510120, Guangdong Province, China 0 引言

数字化医学是20世纪后期兴起的一项

信息技术和医学学科互相交叉、综合发展起来的世界前沿性研究领域，它将人体断面数据在计算机里整合、重建成人体数字化三维立体结构图像，构成人体数字信息研究平台，广泛应用于疾病诊断、新药开发、外科手术方案[1-2]。数字化医学与数字化骨科技术充分的体现在医学影像处理、三维重建与可视化技术，临床计算机辅助设计与计算机辅助制造技术、手术导航与机器人辅助技术等方面，随着研究的深入，有限元、计算机导航技术、微创技术以及医学影像技术的应用，展示了数字化人体脊柱的良好前景。

有限元方法广泛应用于力学试验研究，临床主要用于骨科及口腔科生物力学试验。有限元模型最大的优势在于可以反映集体内部的应力变化情况，有限元分析应用于医学生物力学后，取得了很大的进步与发展。脊柱的有限元模型的建立可以有效解决现在标本少的问题，而且可以解决很多实体实验无法检测的难题，如椎体内部的应力改变，椎体内部松质变形，微骨折等，同时也可以对内固定的有效性进行评价，并对内固定物进行有效的改造，为临床作出一定的指导。

计算机辅助手术导航系统一般由手术导航工具、位置跟踪仪、监视器、工作站4个部分组成，依据不同的分类标准，有不同的分类形式。导航技术在骨科的所有领域几乎均有应用，尤其在骨科材料置入准确度和稳定性方面具有更多的优势。

脊柱外科相对较新的微创技术有显微内

ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH

窥镜椎间盘切除术、胸腔镜手术和椎体后凸成形术。随着医学水平的提高，脊柱外科手术治疗效果已显著提高，并发症明显

降低。但对于微创技术，手术效果和并发症仍需要进行仔细评价、长期随访，以更好的评估其安全性和有效性。

医学影像的三维重建软件、分子影像、生物芯片等技术的飞速发展，脊柱、脊髓、椎间盘、脊神经等分子水平三维图像定位、重建与显示将会成为可能，临床一般根据CT、磁共振成像等影像学资料进行人体数字化三维重建，但是由于磁共振成像对骨骼重建比较困难，一般采用CT对病变区域骨骼进行三维重建和显示，对脊柱疾患诊断与治疗将产生更深远的影响。

文章概述数字化医学技术在脊柱外科中的应用，着重论述有限元模型、计算机导航技术、微创技术以及医学影像在脊柱外科中的应用。

1 资料和方法

1.1 资料来源 检索数字化医学技术在脊柱外科中应用的相关研究文献[3-4]，检索词分别为“脊椎，腰椎，颈椎，数字化，脊柱外科，数字骨科学，有限元模型，计算机辅助设计，微创技术，三维重建，CT，磁共振成像，计算机仿真，内窥镜，椎间盘，经皮内窥镜激光椎间盘切除术”和“spine, lumbar, cervical, digitization, spinal surgery, digital orthopedics, the finite element model, computer assisted design,

minimally invasive technology, three

Yang Bo☆, Doctor, Professor, Chief physician, Master’s supervisor, Department of

Orthopedics, The 3rd Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou

510150, Guangdong Province, China yangbom333@vip.

Corresponding

author: Xie Jing-kai, Resident physician, Department of

Orthopedics, The 3rd Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou

510150, Guangdong Province, China

Supported by: Science and

Technology Planning Project of

Guangdong Province in 2008, No.

2008A030201015*; Science and

Technology Planning Project of Guangzhou in 2011, No. 2011J4100052*

Received: 2012-04-07 Accepted: 2012-09-22

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