计算模型可以改善膝关节植入物的对准

德克萨斯农工大学的一名博士生与一家创新的手术导航和机器人公司合作进行运动捕捉研究，该研究可能会改善膝关节置换手术期间的植入物对准。

亚伦·亨利 (Aaron Henry) 是一名四年级博士生。多学科工程系跨学科工程哲学博士课程的学生。他曾在Caira Surgical工作，这是一家手术导航和机器人整形外科手术公司，专注于简化工作流程和开发技术系统以协助关节置换。Henry 的研究重点是验证 Caira 专有的计算膝关节模型，该模型可以帮助外科医生在膝关节置换手术中更好地定位植入物。

2020 年，进行了超过 100 万例全膝关节置换术 (TKR)，其中 20% 的患者对结果表示不满意，包括植入物对准不良和生物力学不良等。

在之前的术前计划过程中，外科医生在放置植入物之前尝试根据韧带拉伤的诊断来估计正确的位置。然而，这种方法并不完全足够，因为患者有时会遇到需要通过额外手术进行修复的问题。

医生现在可以使用计算模型来检查植入物的方向以获得最佳精度，并在最终放置之前评估任何潜在的错位，而不是纯粹根据经验或视力来定位植入物。他们还可以进行模拟，以显示植入物如何与患者的解剖结构相互作用，并预测手术后膝盖运动的细节以及活动能力的任何可能的重大变化。

该模型的初步验证涉及创建物理 3D 打印膝盖模型，Henry 将其与使用运动捕捉的计算模型进行了比较。比较表明，计算模型合理地预测了物理模型在现实世界中的性能。

Henry 最近在今年4 月 17 日至 19 日在明尼阿波利斯明尼苏达大学举行的医疗器械设计会议上发表了他的研究论文“TKR 植入物植入计算膝关节模型的实验验证”。

这项研究发表在机械工程学会 (ASME) 数字合集中。

安德鲁·罗宾斯博士是德克萨斯农工大学工程医学院和多学科工程系的研究助理教授，也是亨利的顾问之一。“与我们在 Caira 的合作伙伴的合作提供了一个机会来影响大量需要关节置换的人，”他说。“亚伦的工作为不久的将来临床实践的重大改进奠定了重要的基础。”

除了罗宾斯之外，Caira Surgical 的两名成员与亨利一起参与了这篇论文：研发副总裁戈登·古德柴尔德 (Gordon Goodchild) 和联合创始人兼首席执行官乔恩·格林沃尔德 (Jon Greenwald)。其他贡献者包括纽约大学 Langone Health 的整形外科医生 Morteza Meftah 博士，以及 Henry 的第二位顾问兼德克萨斯农工大学 J. Mike Walker '66 机械工程系副教授 Michael Moreno 博士。