智能规划与导航技术辅助髋关节镜下盂唇缝合术1例及文献复习

Arthroscopic labral repair assisted by intelligent planning and navigation technology in hip joint: A case report and literature review

摘要

背景 髋关节镜下带线锚钉修复盂唇存在较高的软骨穿透风险。计算机导航技术可提升手术的精准性和安全性，但其应用于髋关节镜下盂唇缝合的报道较少。 目的 分析1例行计算机导航技术辅助髋关节镜下盂唇缝合病例的病例资料，评估该方法的安全性和准确性。 方法 1例28岁男性患者因凸轮型股骨髋臼撞击征(femoroacetabular impingement，FAI)伴盂唇损伤(labral tear，LT)及髋臼囊肿于2025年8月在解放军总医院第四医学中心运动医学科住院，采用自主研发的智能规划与导航系统进行术前三维规划和术中实时引导，术后通过CT评估锚钉置入位置，以“锚钉未穿透至关节软骨下骨或骨盆侧”作为安全性评价指标，以“锚钉实际置入距离和角度与术前规划的一致性”作为精准性评价指标。 结果 成功完成缝线锚钉精准置入与盂唇修复，有效避开髋臼骨内囊肿。共置入锚钉4枚，均处于术前规划角度范围内，实际置钉角度平均为(39.32±8.49)°。锚钉插入点至关节软骨下骨的平均距离(2.58±0.50) mm接近术前规划(平均2.05±0.14) mm。 结论 智能规划与导航技术辅助的髋关节镜下盂唇缝合术安全可靠，在髋臼前缘等高穿透风险部位优势显著，有助于降低穿孔风险，具有较高的临床推广价值和患者获益前景。

Abstract

Background Hip arthroscopic labral repair using suture anchors carries a relatively high risk of cartilage penetration. While computer navigation technology has the potential to enhance surgical precision and safety, reports on its application in hip arthroscopic labral suturing remain scarce. Objective To explore the clinical advantages of intelligent planning and navigation technology in assisting suture anchor placement during hip arthroscopy for labral repair, and evaluate its safety and accuracy. Methods In August 2025, a 28-year-old male patient with cam-type femoroacetabular impingement (FAI) accompanied by a labral tear (LT) and an acetabular cyst was admitted to the Department of Sports Medicine of the Fourth Medical Center of PLA General Hospital. A self-developed intelligent planning and navigation system was employed for preoperative three-dimensional planning and intraoperative real-time guidance. Postoperatively, CT was used to evaluate the position of the suture anchors, with "no anchor penetration into the subchondral bone of the joint or the pelvic side" adopted as the safety evaluation criterion, and "the consistency between the actual insertion distance and angle of the anchors and the preoperative plan" used as the accuracy evaluation criterion. Results The precise placement of the suture anchor and labral repair was successfully completed, effectively avoiding the intraosseous cyst within the acetabulum. A total of 4 anchor screws were placed, all within the safe angle range planned preoperatively. The average actual placement angle was (39.32±8.49)°. The average distance from the anchor insertion point to the subchondral bone of the joint was (2.58±0.50) mm, close to the preoperative planning (2.05±0.14) mm. Conclusion Arthroscopic labral repair assisted by intelligent planning and navigation technology is safe and reliable especially in high-risk areas such as the anterior acetabular rim, which helps reduce the risk of perforation and has high clinical promotion value and patient benefit prospects.

Graphical abstract

关键词

髋关节镜 / 计算机辅助手术 / 髋臼盂唇损伤 / 股骨髋臼撞击征 / 盂唇缝合术 / 锚钉置入

Key words

hip arthroscopy / computer-assisted surgery / acetabular labral tear / femoroacetabular impingement / labral repair / anchor placement

盂唇是环绕在髋臼边缘切面的三角状纤维软骨，其通过增强髋臼对股骨头的包容性，在维持关节稳定性、分散应力及保持关节液密封效应方面起重要作用^[1]。髋臼盂唇损伤(labral tear，LT)占所有髋关节疼痛患者的22% ~ 55%，最常见于股骨髋臼撞击征(femoroacetabular impingement，FAI)。髋臼LT后其解剖完整性与生物力学功能受损，会引起髋关节疼痛和功能障碍，进而引发早期骨关节炎^[2]。髋关节镜下带线锚钉缝合术是LT的首选手术方式^[3-4]。然而，髋臼呈不规则的圆凹形，前后壁较薄而上壁较厚，这种解剖结构导致关节镜下精准的钻孔/置钉操作成为手术中的主要技术难点。文献报道，髋关节镜下的锚钉置入的并发症包括软骨损伤^[5]、腰肌隧道穿孔^[6]、锚钉拔出^[7]及盂唇再损伤^[8]等，其中以软骨损伤最常见且后果最严重，穿孔率达4.0% ~ 18.2%^[9]，患者后期可能面临髋关节镜二次手术甚至关节置换术^[5]。计算机导航技术辅助骨科手术通过三维可视化手术区域与实时空间定位，能显著提升手术操作精准度和安全性，尤其是在进行一些精细的手术操作，如置钉、钻孔、截骨等^[10-12]。将其应用于关节镜手术，有望提升置钉准确性，降低术后并发症，但截至目前未见其在髋关节镜盂唇修复中的应用研究。本研究报道1例采用智能规划与导航技术成功治疗FAI伴LT及髋臼囊肿的患者，旨在阐述其技术流程并论证其临床价值。

本研究通过解放军总医院医学伦理委员会批准(编号：2025YL004-KS001)。在研究开始前，研究者向受试者详细说明本研究的目的、内容、潜在风险及可能获益；所有检查与评估实施前亦再次告知受试者，并征得其签署知情同意书。

1 病例资料

28岁男性患者，因“运动导致右髋疼痛、活动受限30个月”于2025年8月14日收入解放军总医院第四医学中心运动医学科。曾多次因右髋疼痛、活动受限在当地医院就诊并予镇痛、理疗等保守措施，效果欠佳，其间症状反复。

2 临床发现

右侧大转子叩击痛(-),右侧腹股沟中点压痛(+)，右侧“4”字试验(-)，滚动试验(-)，屈曲内收内旋试验(+)，过屈试验(+)，屈髋外旋试验(-)。右髋关节被动活动度:屈/伸：95°/10°；内收/外展：30°/30°；内旋/外旋：20°/20°。术前疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale，VAS) 6分，改良Harris髋关节功能评分(modified Harris hip score，mHHS)55分。

X线、CT及MRI提示凸轮型FAI，伴前上髋臼盂唇损伤及相邻髋臼囊肿形成(图1)。

3 术前诊断

右侧凸轮型FAI、LT及髋臼囊肿。

4 治疗

经患者充分知情同意后，决定采用自主研发的智能规划与计算机导航系统进行髋关节镜盂唇缝合修复术。

4.1 术前规划

将患者术前薄层CT(层厚1 mm)的DICOM数据导入导航系统。系统采用基于深度学习的自动分割算法实现对骨盆、股骨头等关键结构的快速自动分割，再结合其手动勾画功能，可精确重建包含囊肿的髋关节三维虚拟模型。术者在模型上为盂唇撕裂区域预先规划置钉位置及角度，确保钉道完全位于骨质内并避开囊肿(图2)。

4.2 手术过程

患者仰卧于牵引台上，采用全身麻醉。常规消毒铺单，范围包括手术区域及对侧髂嵴区域。将光学参考架经皮固定于对侧髂嵴，将红外线追踪相机(加拿大NDI Polaris系列)摆放在患者头端位置，确保影像注册器、参考架均在相机视野范围内且无遮挡(图3A)。在术中通过C臂机采集包含影像注册器在内的正位及侧位X射线透视图像(图4)，系统利用红外线追踪相机获取患者参考架以及影像注册器的空间坐标，继而通过自主研发且经过验证的配准算法，将术前三维CT与术中透视图像完成解剖结构的空间对齐(图4)，配准精度≤1 mm。系统确定配准结果无误后，进入导航界面。按无会阴柱牵引技术牵开髋关节^[13]，透视验证髋关节间隙达8 ~ 10 mm，建立标准前外侧入路(anterolateral portal，AL)和中前侧入路(mid-anterolateral portal，MA)。在两入路间横向切开前关节囊，探查中央间室，确定盂唇撕裂范围与术前核磁所示一致。用射频刀清除盂唇附近的软组织，暴露髋臼骨，用球形磨钻进行髋臼骨质磨除，为盂唇修复准备骨床。在AL入路远端5 ~ 7 cm处建立远端前外侧入路(distal anterolateral portal，DALA)，用于盂唇缝合和带线锚钉置入。将另一参考架安装至套筒上，在红外线追踪相机视野内通过标定工具进行手术器械的校准注册，以确保系统能精确识别其尖端在空间中的实时位置(图3B、C)。通过DALA入路置入套筒，术者根据导航界面的反馈，将导向套筒调整至规划位置，随后使用2 mm限深导钻钻孔并置入2.3 mm带线锚钉(Smith & Nephew 2.3 mm)进行盂唇缝合(图5)。完成受损盂唇修复后，探查清理其他中央区病变。之后缓慢松开患肢的牵引。将关节镜从AL入路置入，通过DALA入路使用射频刀沿股骨颈轴线纵向切开前关节囊，直至股骨头颈交界处的凸轮型骨赘完全暴露。使用磨钻去除凸轮型骨赘，并进行股骨头颈成形术。通过关节镜观察确认撞击完全解除。对切开的关节囊进行侧对侧缝合。缝合手术切口后，手术结束。手术历时110 min，出血约20 mL。

4.3 术后处理

术后冰袋冷敷手术区域24 h。术后第1天，指导患者行被动屈髋屈膝活动，加强股四头肌等长收缩和踝泵功能锻炼，并口服吲哚美辛50 mg 2次/日，预防异位骨化。术后康复训练按4个阶段逐步加强锻炼^[14-15](表1)，以实现完全的体育活动恢复。

5 随访评估

患者术后次日复查CT显示，4枚锚钉均完全位于骨质内，无任何关节内或骨盆侧穿透(图6)，于术后第3天顺利出院。置钉位置按国际通用的髋臼钟面法，以髋臼横韧带中点为6点钟方向(髋臼正下方)，髋臼横韧带中点正对髋臼缘上方为12点，3点钟方向为髋臼前方，9点钟方向为髋臼后方^[16]。角度测量在斜矢状位上进行(图7B)。安全角度范围规划参考Lertwanich P等定义的髋臼边缘角^[17]，以锚钉起始点向髋臼骨质两边分别延长20 mm所形成的夹角。实际置钉角度由通过锚钉起始点的两条线组成，一条线为通过锚钉的方向，另一条线为从起始点延伸20 mm到与髋臼软骨下骨相切的点的连线。术后锚钉置入的角度和距离均与术前规划接近(表2，图7)。在术后约3个月的临床随访中，患者主诉疼痛明显缓解，VAS评分降至2分，mHHS评分提升至80分。

基金资助

北京市自然科学基金(L252061)