古往今来，，，，，，每一次高新手艺的生长都在推动着医学领域一直的前进与开拓立异，，，，，，回首骨科学的生长历程,前后概略履历了显微外科、微创外科及数字骨科3个阶段。。。。。。。显微外科手艺使临床外科医生能够战胜人的自然视力限制,更细腻地剖解、切开缝合各级组织，，，，，，显著提高了外科手术质量，，，，，，推动了外科学整体水平的前进。。。。。。。20世纪末，，，，，，微创外科手艺的问世是现代外科学生长史上的一个里程碑，，，，，，一次重大的突破，，，，，，微创外科手艺目今在临床获得了普遍的应用，，，，，，其中最突出的代表即是内镜手艺,使外科手术越发微创化同样是目今医学领域的主要偏向［1］。。。。。。。近年来，，，，，，数字骨科手艺在骨科领域展现出了强盛的生命力，，，，，，彰显出了重大的生长远景和临床应用价值，，，，，，其中在人工智能(artificial intelli?gence, AI) 手艺和3D打印手艺的推动下爆发了诸多新型诊疗思绪，，，，，，具有极大生长潜力。。。。。。。本文对近年来AI手艺和3D打印手艺在骨枢纽领域的应用和研究希望举行综述。。。。。。。

1、 AI手艺在枢纽领域的应用希望

AI是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、要领、手艺及应用系统的一门新的手艺科学，，，，，，该领域的研究包括机械人、语言识别、图像识别、自然语言处置惩罚和专家系统等。。。。。。。“人工智能”一词最早泛起于20世纪50年月,最初仅仅是机械展示人类智能的简朴理论霍在当今这个手艺快速前进、超大数据集(“大数据”)呈指数级增添的时代,AI已经抵达了亘古未有的规模并从纯粹的理论过渡到现实应用,已经扎根于社会的方方面面［3］o新手艺生长的同时，，，，，，也为医学领域注入了新的生命力，，，，，，现阶段,AI手艺在枢纽领域展示出重大的生长与应用潜力。。。。。。。

1.1 AI手艺辅助枢纽外科临床诊断

进入21世纪后种种形式的数字成像在医学和医疗保健领域变得越来越强盛和不可或缺,X线、CT、MRI等影像手艺成为了骨科医生临床诊断中主要的辅助工具，，，，，，可是临床医生经常因事情忙碌、压力大而造成漏诊、误诊的危害。。。。。。；；；；；；贏I的子领域一机械学习(machine learning, ML)与深度学习手艺作为AI的主要研究偏向,在骨科领域得以普遍应用，，，，，，可替换人类

医生大宗的重复性事情,减轻事情压力，，，，，，协助提高诊断率、降低误诊率、镌汰漏诊［4-5］。。。。。。。Karnuta等问设计出一种基于X线片诊断骨枢纽炎的手艺，，，，，，该手艺通过ML的一种展望算法,剖析图像中的像素并识别骨枢纽炎的相关特征,将所有相关信息划分为一个模式,将其与已知的骨性枢纽炎模子相匹配,在遇到未知图像时即可做出诊断性决议。。。。。。。髓枢纽骨性枢纽炎是中晚年人群的常见病,古板上，，，，，，髓枢纽骨性枢纽炎的诊断是通过人工评估X线图像,Xue等［7使用深度卷积神经网络模子(convolutional neural network , CNN )在 420 张髓部X线图像上举行测试,以自动诊断髓枢纽炎,效果显示该CNN模子具有95.0%的高迅速度和90.7%的高特异性，，，，，，以及92.8%的准确性，，，，，，该模子的性能堪比一个10年履历的主治医师。。。。。。。Norman等[8]使用DenseNets模子对膝枢纽骨性枢纽炎举行评估和诊断，，，，，，该神经网络的效果准确反应了骨枢纽炎特征，，，，，，可以资助放射科医生作出更准确和准确的诊断。。。。。。。

1.2 AI手艺辅助枢纽外科手术

基于盘算机的手艺,包括软件和硬件在现在的外科手术方面施展着越来越主要的作用。。。。。。。骨科手术机械人成为推进微创、精准骨科治疗的焦点手艺与装备，，，，，，在临床中的应用愈加普遍。。。。。。。骨科手术机械人与AI团结,使微创化、智能清静化、精准化与个性化疾病治疗成为可能,在枢纽骨科领域取得了不错的临床效果化机械人辅助全膝枢纽置换术(total knee arthroplas?

ty, TKA) 与古板手术相比能镌汰软组织损伤，，，，，，提高假体植入物的准确度，，，，，，并降低术后疼痛感与全身并发症爆发率,从而增添患者知足度;机械人辅助单課膝枢纽置换术能够显著镌汰并发症的爆发率，，，，，，使患者获得更快的术后恢复速率并更真实自然地感知膝枢纽［10-11］。。。。。。。吴东等［12］研发出一套人工智能辅助全髓枢纽置换术三维妄想系统(AIHIP),在术前对拟行单侧首次全髓枢纽置换术(total hip arthroplasty, THA)治疗的60例股骨头坏死患者举行随机分组，，，，，，其中30例使用AIHIP系统、30例使用胶片模板丈量要领举行术前妄想，，，，，，效果显示AIHIP系统可实现对髓枢纽的周全三维评估，，，，，，与古板二维模板丈量要领相比,具有更高的准确性和有用性。。。。。。。随着云盘算、3D打印手艺、AI手艺、大数据等手艺的生长，，，，，，参照我国人群骨骼剖解设计的内植物设计正一直酿成现实,为患者提供最优化、个性化的内植物，，，，，，使枢纽外科手术提供了更多的选择,阻止了术后并发症的爆发[13]。。。。。。。

AI手艺辅助临床诊断，，，，，，提高了诊断效率,缓解了临床医生的压力,让有限的医疗资源能更好地分派到每一个患者身上。。。。。。。同时，，，，，，随着AI团结手术机械人等手艺在临床的应用愈发普遍,让手术历程变得越发细腻化、微创化,缩短了整个手术历程、镌汰了出血时间和并发症，，，，，，让患者能够早日获得康复。。。。。。。

2 、3D打印手艺在枢纽领域的应用希望

3D打印手艺又称为快速成型手艺，，，，，，是以一种数字资料为基础。。。。。。，，，，，凭证熔融沉积制造、光固化立体成型术等州差别的成型方法，，，，，，运用粉末状金属或塑料等粘合质料,通太过层加工、逐层堆叠累积等方法建设三维实体的新兴手艺网。。。。。。。近年来，，，，，，随着盘算机、大数据、数字影像等手艺的快速生长，，，，，，尤其是合金质料的应用,3D打印手艺在枢纽骨科领域中获得了普遍的生长,包括术前妄想、术中导航、个性化枢纽置换模子和假体的制作等，，，，，，深受医生和患者的青睐，，，，，，具有极大的生长潜力。。。。。。。

2.1 3D打印手艺在枢纽外科手术中的应用

古板的枢纽外科手术时,在螺钉置入和截骨时为了包管其准确性,阻止损伤血管、神经及周围主要脏器等结构,往往需要依赖术中多次透视及主刀医师的手术履历,造成手术时间过长,并保存螺钉松动的危害。。。。。。；；；；；；3D打印手艺制作的截骨导板在术前对CT等影像资料举行三维重修，，，，，，确定术中螺钉置入的位置、深度和偏向，，，，，，举行个性化手术设计，，，，，，可以镌汰术中透视次数,简化手术历程，，，，，，同时提能手术效率和精度叫Sun等购设计了一种3D打印专用髓内导向器,对纳入标准80例膝枢纽骨性枢纽炎患者实验随机分派，，，，，，并划分实验3D打印个体化辅助TKA和通例TKA,术后发明3D打印个体化组的髌骨运动轨迹更好，，，，，，可以更准确地辅助髓内指导，，，，，，具有更好的假体置入精度。。。。。。。王跃辉等切运用3D打印髓枢纽旋转中心定位器辅助举行THA,术后发明3D打印髓枢纽旋转中心定位器,可有用协助髓枢纽旋转中心的重修，，，，，，精准植入髓臼假体，，，，，，具有优异的手术精度。。。。。。。Wang等两为髓臼盆腔恶性肿瘤设计了一系列3D打印、定制的多孔结构半骨盆一体化内假体，，，，，，术后效果显示该定制一体化设计,准确并完整地植入骨盆,无假体脱位、假体断裂、假体无菌性松动或局部复发等并发症,为盆腔重修患者提供了可接受的早期效果。。。。。。。

2.2 3D打印手艺在术前宣教、人工假体、骨枢纽损伤修复中的应用

通过3D打印制作出的1：1模子，，，，，，在枢纽外科术前相同中同样施展着起劲的作用,以膝枢纽置换为例子,通过所打印出的3D模子能够能够使患者越发直观地明确医学专业知识,实现有用的术前相同,让患者能够越发清晰地相识自身的病情情形,进而有用地镌汰医患矛盾的爆发。。。。。。。同时3D模子及术前的操作演示也有助于团队在体外完成手术预操作并有针对性地提出其中保存的危害和响应预案，，，，，，使整个手术计划越发成熟，，，，，，进而资助骨科医生缩短手术时间，，，，，，改善临床效果凹。。。。。。。枢纽假体与骨头的匹配度直接影响人工枢纽置换术的效果,枢纽假体若是不可较好地和骨与软组织匹配的话，，，，，，髓腔与假体之间可能留有间隙，，，，，，并可能此而爆发枢纽松动，，，，，，甚至导致假体滑脱影响疗效。。。。。。。

因此人工枢纽个体化的要求越来越高，，，，，，现在3D打印个性化设计假体在骨科临床上已获得普遍应用,凭证患者自身影像学数据设计出与其心理剖解相匹配且高精度的个体化假体可以显著提能手术乐成率，，，，，，镌汰术后并发症㈣。。。。。。。在骨枢纽损伤修复重修方面，，，，，，枢纽软骨再生能力较差,枢纽腔内血管漫衍较少,只能依赖滑膜渗透的滑液滋养，，，，，，因此软骨一旦损伤后,修复较为缓慢。。。。。。。3D打印手艺可接纳聚合物质料、生物陶瓷、自然质料等生物活性子料对重大组织超微结构举行仿生构建,并可通过对支架质料的力学性能调控及内部结构设计,构建适合细胞生长的微情形,若是该细胞支架切合软骨细胞生长的特点,细胞与滑液就能举行充分的接触,从而增进软骨细胞生长［21］。。。。。。。

3、 AI团结3D打印在枢纽外科的应用

膝髓枢纽置换术是治疗终末期膝髓骨枢纽炎的主要要领，，，，，，可恢复枢纽的形态、功效。。。。。。。据不完全统计,我国髓膝枢纽置换的手术量已由2011年的22万台上升到2019年的95万台,并以每年凌驾19%的速率增添,为数百万的患者解决了问题2］。。。。。。。只管近年来我国人工膝、髓枢纽置换手术水平取得了飞速生长。。。。。。。只管已经被以为是20世纪外科手术中最乐成、最主要

的手术，，，，，，但人工髓、膝置换术中仍保存许多尚未解决的问题。。。。。。。现在临床中枢纽置换手术妄想的制订多是凭证临床影像学资料，，，，，，难以准确、周全地反应病变枢纽的详细信息,尤其是截骨角度的掌握,大都依赖主刀医生的个体临床履历，，，，，，另外祸者知足度及远期假体生涯率的主要因素包括肢体不等长、枢纽不稳固、力线不佳、假体位置不良等,而造成这些问题的缘故原由除了手术医生的手艺外,还跟假体的设计精度及质料亲近相关㈤。。。。。。。为了能更好地解决这些问题，，，，，，抵达目今枢纽外科微创化、精准化、个性化的目的，，，，，，越来越多的数字手艺被应用到枢纽外科手术中。。。。。。。目今,AI团结3D打印手艺已经被应用于临床实践中,给临床事情带来了全新的思绪。。。。。。。

3D 打印辅助工具在术前凭证患者的病情定制化设计，，，，，，在术中作为医生的得力助手举行准确丈量，，，，，，辅助完成术中精准装置假体、截骨等操作，，，，，，镌汰手术时间和出血量，，，，，，使假体能够更好地贴合心理剖解结构。。。。。。。

AI手艺可在术前举行三维重修、人工智能识别和支解、人工智能矫正和丈量、假体预安排,并在此基础上个性化定制3D打印辅助工具，，，，，，为枢纽置换手术的整个历程举行周密和准确的个性化术前妄想。。。。。。。刘帅［24］将3D打印个性化截骨导板与盘算机设计手艺相团结辅助TKA,效果显示3D打印个性化截骨导板与盘算机辅助手艺相团结能够提高假体精准度,具有优异的临床适用价值，，，，，，提供精准的个体化手术计划。。。。。。。吴东等㈤将3D打印手艺与盘算机辅助手艺相团结，，，，，，使用盘算机辅助手艺导入患者术前影像学检查数据,在此基础上获得个性化的三维重修手术妄想，，，，，，并使用3D打印手艺提供精准的手术定位导航,效果显示此全新的个性化定制THA手术导板能够越发贴合患者的心理剖解,降低THA手术难度,提能手术精度,经临床证实后，，，，，，具有优异的有用性和清静性。。。。。。；；；；；；葜菔腥嗣褚皆汗强仆哦邮褂谩叭斯ぶ悄+3D打印手艺+直接前方入路”三合一手艺,乐成完成了海内首例三合一手艺全髓枢纽置换术，，，，，，术后当天患者即可下地运动,获得了令人知足的临床疗效。。。。。。。三种手艺配合使用的目的是让手术的创口更小、让枢纽置换的历程更准确、让患者在术后能获得与假体更好的匹配度，，，，，，更恬静地行走。。。。。。。另外,AI团结3D打印在年轻医生的教学事情中同样施展着主要的作用,医学操作自己具有侵袭性，，，，，，在当今社会中患者自我；；；；；；ひ馐肚炕⒁交脊叵得糇饔谩⑹质跏易试从τ镁】赡茏畲蠡呐渚跋拢，，，，，以患者为工具举行直接临床手艺操作教学的古板教学模式已经逐渐被镌汰,膝髓枢纽置换对许多年轻的外科学员来说，，，，，，手术设计和恒久的培训获得履历的时机有限，，，，，，培训难度较大。。。。。。。有研究批注西，，，，，，模拟教学能够提高年轻医生的临床操作信心，，，，，，这对年轻医生的生长至关主要，，，，，，使用机械人系统和3D打印爆发的逼真仿真举行训练的团结手术设计的混淆模子，，，，，，可以降低年轻医生的生长周期,提高医学教育水平,为患者提供清静、有用的治疗[27]。。。。。。。

4、小结

高新手艺的生长为临床骨科的诊疗事情带来了众多的新型诊疗思绪，，，，，，给古板骨科的诊疗模式带来了重大的厘革和生长。。。。。。？？？？？萍记敖戳嘶狄泊戳颂粽剑，，，，，首先，，，，，，临床大数据是AI生长的主要基石,可是怎样将非结构化数据和大数据集变得直观可视化，，，，，，最终转化为通用性工具供医护职员在临床中使用至为主要，，，，，，基于AI算法的应用通；；；；；；岬贾轮卮笫莸谋ⅲ，，，，，

这些数据的处置惩罚与融会需要跨科相助,开发团队势必重大，，，，，，需要多个学科配合配合。。。。。。。其次前期的数据录入与机械投入相对较高,医学数据的多样性、不完整性、隐私性，，，，，，以及当医学数据泄露后可能涉及的伦理等问题同样需要解决。。。。。。。3D打印也保存着相关问题,如枢纽软骨修复现阶段仍停留在动物实验和体外阶段，，，，，，其临床有用性与清静性仍需要继续研究，，，，，，实物模子泯灭贵,相关执法文件仍有待完善,缺乏切实可行的政策性文件,关于现有的前期应用尚缺乏具有说服力的恒久随访数据,未来仍有待开展更多高证据级别的临床研究。。。。。。。数字骨科蓬勃生长的同时虽然也保存着局限性，，，，，，可是古往今来每一次高新手艺的前进都为医学领域带来了亘古未有的生长，，，，，，信托随着骨科临床医生、骨科科研职员以致机械工程师等的配合起劲,智能骨科时代很快就会来临。。。。。。。

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