AI计算机辅助全髓关节置换术前规划与假体型号选择的研究

来源 :大连医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jbhjyh12345678
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目的:研究AI计算机辅助人工全髋关节置换三维术前规划技术假体型号的预测能力,比较术前规划与术中实际使用假体型号是否相符,并与主流的传统X线胶片模板二维规划法进行对比,分析影响假体型号规划的相关因素,为髋关节置换领域AI计算机辅助三维术前规划的普及与改进提供依据。方法:前瞻性纳入了2019年10月至2020年11月期间在大连医科大学附属第一医院关节外科进行患侧初次全髋关节置换术的80例患者,跟踪收集患者的一般资料(年龄、性别、体重指数、美国麻醉学学会分类、诊断、有无内科合并症)以及围手术期数据(手术左右侧、股骨近端髓腔形态Dorr分型、术中髋臼螺钉应用情况、术后股骨假体髓腔内位置情况)。术前对同一患者分别进行AI计算机辅助三维规划与传统二维X线胶片模板规划,比较规划型号与术中实际安放的假体型号,以两者一致为规划准确,分析AI术前三维规划与X线胶片二维规划的准确率,并探究其影响因素。80例患者中男性35例,女性45例,平均年龄为61.7岁(29岁-79岁)。股骨头坏死28例,髋关节骨性关节炎20例,股骨颈骨折18例,发育型髋关节发育不良14例。术前合并内科疾病(高血压和/或糖尿病)34例。左侧39例,右侧41例。股骨近端髓腔形态Dorr A型9例,Dorr B型61例,Dorr C型10例。术中测试假体稳定可靠,髋关节活动恢复良好。术后评估假体位置可以接受,早期未见松动与下沉,定期随访未出现不良结局。结果:(1)以术前规划型号与术中实际安放型号一致为规划准确,髋臼假体AI三维术前规划准确率为56.25%,二维X线胶片术前规划准确率为33.75%;股骨假体AI三维术前规划准确率为55.00%,二维X线胶片术前规划准确率为36.25%。AI三维术前规划预测假体型号的准确率高于二维X线胶片术前规划,二者准确率差异具有统计学意义(髋臼侧p<0.05,股骨侧p<0.05)。(2)两种方法在预测股骨侧假体型号时具备一定程度的一致性(p<0.05,Kappa系数=0.246)。两种方法在预测髋臼侧假体型号时一致性程度较差(p=0.388,Kappa系数=0.087);与实际应用型号比较,X线二维规划的ICC值为0.720(p<0.001);AI三维规划的ICC值为0.795(p<0.001),AI三维规划与实际应用型号一致性更好;但在AI规划不准确时,所规划型号较实际应用型号偏差较大(p<0.05)。(3)年龄是影响X线二维规划结果的危险因素(髋臼侧p<0.05,股骨侧p<0.05),随着年龄的增加,X线二维规划对于假体型号的规划准确性逐渐降低。股骨柄安放在非中立位置将更容易导致股骨柄实际应用型号与AI三维规划结果不符(p<0.05)。结论:AI三维术前规划在预测假体型号方面优于二维X线胶片规划,规划结果与术中实际应用型号更一致,髋臼侧优势更为显著。传统X线二维规划技术受年龄影响较大,年龄越大,规划与实际使用型号越易不符。AI三维术前规划技术展现出了更好的稳定性和可重复性,不受年龄、病因、肥胖等因素影响,可广泛推广使用。在规划准确率提升的同时,对医生手术技术的要求也随之提高,精准的安放将带来更好的结果。
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