基于术中 X 射线导航的髋臼周围截骨骨块位姿估计

目的：当前最先进的骨盆截骨导航系统采用带外部基准点的光学系统。我们提出使用 X 射线导航对髋臼周围骨块进行无基准点位姿估计。方法：开发了一种 2D/3D 配准流程以恢复骨块位姿。该流程通过广泛的仿真研究和 6 例尸体手术进行了测试。利用透视图像中的截骨边界，对术前计划进行细化以更准确地匹配术中形状。结果：在仿真中，当计划骨块与术中骨块一致时，平均骨块位姿误差为 1.3°/1.7 mm；当计划未更新以匹配真实形状时，为 2.2°/2.1 mm；当术中估计骨块形状时，为 1.9°/2.0 mm。在尸体实验中，使用实际骨块形状、术前计划和术中细化计划进行配准时，平均位姿误差分别为 2.2°/2.2 mm、3.8°/2.5 mm 和 3.5°/2.2 mm。在仿真和尸体实验中，所有骨块形状的外侧中心边缘角平均误差均小于 2°。结论：所提出的流程能够准确报告处于临床确定的长期关节存活范围内的股骨头覆盖率。意义：人工解读骨块位姿具有挑战性，且通常局限于绕单一解剖轴的旋转。所提出的流程提供了相对于所有解剖轴的刚体位姿的术中估计，与微创切口兼容，且不依赖外部基准点。