三维骨折地图构建技术在Pilon骨折分型与手术规划中的应用与效能验证

摘要

目的 探讨三维(3-dimention, 3D)骨折地图在提升Pilon骨折国际内固定研究学会(Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen, AO)/骨创伤学会(the Orthopaedic Trauma Association, OTA)分型一致性及优化术前手术规划中的临床应用价值。方法 本研究为单中心回顾性队列研究，纳入2022年1月至2024年12月期间河北医科大学第三医院创伤急救中心收治的60例Pilon骨折患者。所有患者均接受术前计算机断层扫描(computed tomography, CT),采用3D Slicer软件进行图像标准化及骨折线与碎片的专家手工分割标注。基于金标准模型提取3D骨折线，将所有病例的骨折线点云配准至统一标准胫骨模型，统计空间位置骨折频次构建3D概率热力图，并采用空间聚类算法分析骨折高发区域。由三位骨科医师分别在传统CT和3D骨折地图辅助下完成AO/OTA分型与术前规划，评估准确性、耗时、医师间一致性及规划时间、方案修改次数、主观评分等。结果 3D骨折热图显示骨折线主要集中于胫骨远端前外侧和后内侧区域，平均热区数量为(4.2±1.1)个，骨折线覆盖率为(78.3±5.6)%,平均聚类区域数量为(3.5±1.0)个。3D骨折地图辅助下的分型准确率为(88.0±5.0)%,显著高于传统CT的(75.0±8.0)%(P=0.001);分型耗时为(10.4±2.5) min,明显少于CT组的(15.2±3.1) min(P<0.001);Cohen’sκ值由传统CT的0.68±0.05提升至3D地图组的0.82±0.03(P=0.002)。术前规划方面，3D地图辅助组的平均规划时间为(15.8±3.2) min,明显少于传统CT组的(22.5±4.3) min(P<0.001);方案修改次数为(1.5±0.7)次，少于传统CT组的(3.2±1.1)次(P<0.001);主观评分为(8.9±0.9)分，高于传统CT组的(6.8±1.2)分(P<0.001)。结论 本研究构建的3D骨折地图能够准确反映Pilon骨折的空间分布特征，辅助骨折分型和术前规划，提高诊断准确性和医师间一致性，提升术前规划效率，具有重要的临床应用价值。

关键词

Pilon骨折 / 3D骨折地图 / 骨折分型 / 配准 / 3D重建 / 手术规划 / 效能评估

基金资助

河北省财政厅2024年政府资助临床医学优秀人才培养项目(ZF2024093)