简化骨科手术规划

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概述

在为特定患者制定的全髋关节置换术规划中,Corin 公司将 Simpleware 软件作为其优化定位系统(OPS)工作流程的一部分,致力于精简 OPS 工作流程,消除分割和标记的瓶颈。使用 Simpleware AI 技术自动执行这些步骤有助于节省大量资源,将每个案例的图像处理时间缩短了94%。

通过利用这项技术,Corin OPS 提供了一个快速、可扩展、临床精确的术前规划平台,目前已在全球 2 万多个全髋关节手术中得到应用。


亮点

  • Simpleware 软件能够为 OPS 系统处理三维图像数据
  • 在已部署 Simpleware 解决方案的最近更新中,通过 Simpleware 定制化模块的 AI 工具使得这个处理过程更精简和高效
  • OPS 技术已应用于 2 万余台手术

简介

过去十年来,包含患者个性化植入物、导板和手术规划在内的全髋关节置换术(THA)的数量迅速增加(参考:Haglin et al. 2016)。这种增长催生了更多患者需求,临床医生和医疗器械公司面临着越来越大的压力,要求他们快速、安全地交付和部署针对患者的个性化产品。在此背景下,为创建骨科切割导板、植入物和术前规划,需要用 MRI 和 CT 扫描获得的患者特定数据并创建三维模型。

优化患者特定工作流程的首要挑战就是在确保速度、效率和可扩展性的同时,保持临床准确性和合规性。在创建患者解剖结构的3D 模型时,通常需要由一组训练有素且很重要的生物医学工程师来完成此项任务;因此对于公司来说,部署一个高效且可扩展的流程,腾出工程时间、节约成本,从而更快地进入市场并保持最终产出的质量尤为重要。

Corin 公司基于 Simpleware 的优化定位系统(OPS)已经发展了十多年,开发并简化了 OPS 工作流程,优化全髋关节置换术的稳定性、寿命、生物力学和患者预后。最近,通过 Simpleware 定制化模块解决方案增加的基于机器学习 AI 技术,使 Corin 公司能够完全自动化地完成图像分割和标记的工作流程,从而实现了效率质的飞跃。这种自动化大大加快了工作流程,消除了分割和标记的瓶颈问题,使工程师能够专注于更高价值的任务。

Simpleware 的定制化模块的自动分割

对于 Corin 公司的用户来说,Simpleware 软件的典型工作流程起始于手术医师对髋部、膝关节和踝关节的 CT 扫描,将数据发送给 Corin 的 OPS 团队,由他们将其导入 Simpleware ScanIP 软件,Simpleware 定制化的附加模块即可自动执行分割和标记,速度要比手动快很多,通常只需要对结果进行非常小的校正。定制化模块工具在 ScanIP 中只需一键点击即可运行,也可以使用Simpleware ScanIP的命令脚本终端批量处理一组项目文件,最大限度地提高处理量。

定制化可节省大量时间

借助于 Simpleware 的脚本 API(C #和Python),Corin 公司能够在 Simpleware 软件平台上开发自定义插件,为他们的工作流程进一步精简和定制化软件。与没有定制化的现成软件相比,工作流程自动化减少了髋部、膝关节和踝关节(分割和标记)的处理时间。

与没有定制化的现成软件相比,典型的 Simpleware 软件对髋部、膝关节和踝关节联合的处理也能够节省时间。

  • 使用非 AI 脚本插件*:每例减少 65% 的时间
  • 使用原始的定制化模块插件:每例减少 80% 的时间,计算机时间(无人机交互)占2/3,其余为整理时间
  • 使用增强的**定制化模块插件:每例减少 94% 的时间,计算机时间(无人机交互)占2/3,其余为整理时间

*使用 Simpleware 的 C# 编辑脚本 API 开发插件

* *由于定制化模块解决方案的灵活性,Corin 公司也为 Simpleware 提供了额外的数据增强 AI 模型,覆盖的案例类型更丰富,使自动化工具产出更加稳健、高效的结果,从而进一步减少整理时间。

植入模板和临床影响

在患者应用方面,对图像数据处理之后,在 Corin 公司的 OPS Insight 在线规划平台上生成 3D 手术模板并通过 3D 打印制成。外科医生对手术规划进行审查和验证后,PSI 导板由 3D 打印出来,作为术中递送系统帮助外科医生实现植入定位的目标。

Corin 公司的 OPS 解决方案的应用在全世界范围内逐渐扩大,目前在 13 个国家推出,被全球近 280 名外科医生使用,目前每年大约有 6000 件手术案例,总量已达到 20000 余。OPS 技术也已成为 26 本同行评议刊物的主题,支持该项技术的临床现实意义和价值。

总结

随着患者个性化工作流程在器械设计和手术规划中的使用拓展到不同解剖结构和医疗设备应用中,获得灵活和可定制的端到端解决方案(如 Simpleware 的定制化模块)对于医疗器械公司未来的创新与增长至关重要。

展望未来,Simpleware 和 OPS 团队在优化患者特定数据和虚拟手术规划方面可能会遇到更多挑战,主要目标是在不影响质量和准确性的情况下尽量缩短方案生成时间。因此,Simpleware 通过与 Corin 公司的合作,提供更优越的解决方案,确保将关节健康和幸福托付给 Corin 的患者获得最佳治疗。


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