醫(yī)學(xué)圖像的可視化研究，一直是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域非常關(guān)注的一個重要方向。見所未見，是醫(yī)學(xué)進(jìn)步的一個巨大推動力。
雖然人體的電生理信息是不可視的，但是通過電信號記錄儀器，可以把電信號記錄下來并實現(xiàn)可視化，于是便有了腦電圖、心電圖、肌電圖等，使我們對疾病的認(rèn)知和診斷能力有了很大進(jìn)步。借助這些檢查結(jié)果，對于疾病的類型、嚴(yán)重程度及治療效果都可以進(jìn)行評估。
X 線的出現(xiàn)，使我們擁有了對人體進(jìn)行透視的能力；解剖學(xué)的發(fā)展使我們對人體的內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)有了進(jìn)一步的了解。隨著CT、MR 等影像設(shè)備的出現(xiàn)，我們的這種能力得到進(jìn)一步加強(qiáng)，因為可以借助影像設(shè)備獲取人體的二維斷層圖像。
二維醫(yī)學(xué)影像是當(dāng)今醫(yī)學(xué)信息最主要的信息載體，當(dāng)我們走進(jìn)一家醫(yī)院，會看到很多患者都拎著裝有X 線、CT、MR 膠片的手提袋，醫(yī)師也在電腦屏幕前或閱片燈上查閱分析各種醫(yī)學(xué)影像資料。以二維影像去反映三維的人體結(jié)構(gòu)，會存在一些信息丟失，在醫(yī)學(xué)上可能會給臨床治療操作的安全性和精準(zhǔn)性帶來一定的隱患。畢竟人類是生活在三維空間的，如果能夠在三維空間對醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行三維立體的展示和觀察，我們對疾病的認(rèn)知會更加準(zhǔn)確，對手術(shù)方案的制訂與實施也會更加精準(zhǔn)和安全。
通過對CT、MR 二維圖像的三維重建，可以在二維屏幕上看到三維的醫(yī)學(xué)圖像，使我們對疾病的認(rèn)知得到進(jìn)一步的提升。有經(jīng)驗的醫(yī)師可以通過觀看二維醫(yī)學(xué)影像資料，在自己大腦中重構(gòu)出三維結(jié)構(gòu)，但是這需要長時間的專業(yè)訓(xùn)練，而且每個人的三維認(rèn)知能力和三維重建能力是不一樣的，此外，人類大腦的三維重建能力也并不是無限的。舉個例子，我們看到一個完整頭顱CT 平掃的二維斷層影像，是否可以在自己大腦中重建出這個患者的面部信息？也就是說，觀看患者完整的頭部CT 平掃圖像，通過所有的二維斷層信息，我們是否可以判斷出這個人是張三還是李四？答案是基本不可能，原因是我們的大腦將二維信息重建出三維模型時，實際上會丟失很多細(xì)節(jié)。如果我們在計算機(jī)上進(jìn)行三維重建，然后在二維的電腦屏幕上顯示，就可以知道這是張三還是李四，甚至患者進(jìn)行CT 檢查時的表情也會一目了然。維度越高，越接近事物的本質(zhì)。
骨折分型也是如此，傳統(tǒng)的骨折分型通過對骨折部位正、側(cè)位各拍一張X 線片，來確定骨折類型。直到今天，這些分型仍然是全球骨科醫(yī)師治療骨折時使用的金標(biāo)準(zhǔn)。以二維信息反映三維的骨折，一定也會有很多細(xì)節(jié)丟失。而一些丟失的細(xì)節(jié)，可能對于決定手術(shù)的效果，甚至是手術(shù)的成敗產(chǎn)生重要影響。以脛骨平臺骨折為例，Schatzker 分型應(yīng)用最廣，但由于該分型是基于二維的X 線片，不涉及脛骨后側(cè)平臺，因此極易忽略對于脛骨后側(cè)平臺骨折的診斷。而在對脛骨后側(cè)平臺骨折的三維大數(shù)據(jù)分析中發(fā)現(xiàn)，在高能量損傷所導(dǎo)致的脛骨平臺骨折中，脛骨后側(cè)平臺骨折塊在所有脛骨平臺骨折患者中的出現(xiàn)率為66.7%，由此可見，高維度的醫(yī)學(xué)影像能夠使我們對骨折的認(rèn)知更加全面，這就是我們編寫本書的初衷。我們希望對三維世界的骨折進(jìn)行三維立體展示，讓骨科醫(yī)師了解骨折更多的三維信息，讓骨折的治療變得更加精準(zhǔn)、更加安全。
本書從立意、立項到編寫完成，歷時4 年，用的是結(jié)硬寨、打呆仗的編寫方法，真正是啃骨頭活，充滿艱辛，完成后也充滿成就感。小說《三體》里提到降維打擊，而我們做的是升維。在三維分型方面，我們也是新手上路，經(jīng)驗非常有限。本書的編寫盡管耗時4 年，但仍然覺得時間不夠用，加上能力欠缺，錯誤實在難免，衷心希望讀者多多批評指正，我們在再版時一定認(rèn)真改正，并根據(jù)讀者的意見對三維分型進(jìn)一步充實完善。
我們將本書作為骨折三維分型觀測的開始，因為骨折分型升維后，可能會給骨折的教學(xué)培訓(xùn)、手術(shù)器械設(shè)計、治療方案制訂、手術(shù)操作等方面帶來無限可能。
華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院骨科 葉哲偉
2022 年11 月于武漢