手术导航系统及其在骨科中的应用

导航技术被广泛应用于交通、探险、军事、勘探等许多领域。随着计算机技术的不断发展 ,特别是计算机图形技术的飞速进展 ,出现了计算机辅助外科 (computerassistedsurgery ,CAS)这一崭新领域。由于计算机辅助外科是将空间三维立体导航技术、计算机图像处理及三维可视化技术与临床手术结合起来 ,又被称作计算机辅助导航外科。简单地说导航技术可以利用信号传输和接收发射器的位置 ,通过计算机计算出各位置点的数据 ,得出所需的各种曲线和角度 ,使无形的和虚拟的人体各种参数转变成直接的和动画的图像 ,1986年美国的Roberts率先在神经外科应…     

超声导航及机器人系统在微创手术的应用研究进展

随着现代医疗技术和仪器设备的不断进步，微创手术(MIS)广泛应用于临床多个领域。超声因具有实时、便携、无辐射的优势，可用于MIS术中影像引导，以保证手术的安全性和有效性。由于气体和骨骼的遮挡，常规超声无法清晰显示人体某些组织结构，但超声导航技术可以通过空间定位、三维重建、多模态融合等新技术弥补常规超声的缺陷，实现实时、精准、无辐射的手术引导。借助超声导航技术的优势，机器人系统可以在超声引导MIS中实现安全有效的微创操作。本文综述了当前超声导航及机器人系统在MIS中应用的研究进展和发展前景。     

脑外科手术中机器人的应用

临床应用国产机器人系统辅助完成脑外科立体定向手术。方法：机器人系统主要由影像引导装置，三维定位软件和智能机械臂等部分组成。手术时，机器人系统通过识别贴附于患者头部的标志点，建立相应的三维坐标体系；智能机械臂按照手术规划自动地锁定，为术者准确导航并提供操作平台。     

计算机定位在髓内钉治疗胫骨骨折中的应用

目的:以医用机器人和计算机辅助定位在胫骨骨折闭合复位带锁髓内钉内固定手术中的应用为研究对象,总结该系统的临床应用经验,评价系统的临床应用效果,探讨远程操作的适用性。方法:在6例胫骨骨折闭合复位带锁髓内钉内固定手术中应用医用机器人复位骨折和计算机辅助定位远端锁孔,其中1例采用远程遥控操作。记录手术时间、X射线透视时间、远程连接和遥控操作时间。结果:6例手术均按照机器人及导航系统的预定程序,规划完成。总手术时间平均96m in,闭合复位X线透视时间11s,远端锁钉置入X透视时间3.1s,正侧位X线片传输耗时54s。所有远端锁钉均一次成功置入。结论:医用机器人和计算机辅助定位导航系统可以满足胫骨骨折闭合复位带锁髓内钉内固定在临床应用中骨折复位和远端锁钉置入,减少了术中X透视时间,远程遥控操作可靠方便,系统结构简单,易于掌握,对于指导创伤骨科未来的智能化、数字化、微创化有重要意义。     

机器人辅助三叉神经半月节的穿刺精度研究

目的:验证自主研发的穿刺机器人辅助三叉神经半月节穿刺的精确性及可行性。方法:使用仿真头颅模型作为研究对象,橡皮泥模拟软组织,术前对模型进行锥形束CT(cone beam CT, CBCT)扫描,将影像数据导入计算机的术前设计系统,分割卵圆孔作为目标点,选取“皮肤进针点”后生成穿刺路径。将模型固定于模拟手术床的实验台,使用点配准的方式完成系统配准,发送穿刺路径数据至机器人控制器,经过医生确认穿刺路径后,在导航引导下机器人系统自动完成穿刺手术操作。穿刺完成后导航仪获取针尖即刻位置坐标,通过配准矩阵转换,计算针尖点与设计靶点的几何距离对穿刺精度进行术中验证,将穿刺针从执行器末端松解,对模型进行CBCT扫描再次获取术后图像数据,将术前、术后头颅进行图像融合,选取术后图像中针尖坐标数据,经过配准矩阵转换,计算针尖点与设计靶点的几何距离进行术后精度验证。采用IBM SPSS Statistics 20统计软件,以配对t检验方法对术中导航验证精度与术后图像融合验证精度进行统计学分析。结果:20例穿刺手术均一次成功穿过卵圆孔,术中导航验证平均穿刺误差为(0.56±0.07) mm,术后图像融合验证平均穿刺误差为(1.49±0.14) mm,差异有统计学意义(P<0.001)。结论:机器人辅助三叉神经半月节穿刺手术高效、可靠,导航精度是影响机器人辅助穿刺手术的重要因素。     

达芬奇机器人手术护士培训的意义与现状

达芬奇机器人操作系统是全球外科领域应用最广的机器人辅助腹腔镜手术系统，其操作复杂、专业要求高，必须由多个学科的专业人员默契合作方能完成该手术系统辅助的外科手术。因此，该类手术的参与人员包括护理人员均须进行相应的培训，但目前护理人员的相关培训尚未受到重视。本文就传统腹腔镜手术系统与达芬奇机器人操作系统的差异、传统腹腔镜手术护士与达芬奇机器人手术护士工作内容的差异以及达芬奇机器人手术护士的培训现状等进行综述，以期为达芬奇机器人手术护士的培训提供参考。     

计算机辅助的虚拟透视技术及其在骨科临床上的应用

随着计算机技术的迅速发展及可视化技术的飞速进步,各种影像资料被直接应用于临床治疗过程中,出现了计算机辅助手术（computer assisted surgery,CAS,也称为影像导航手术）这一崭新的领域。CAS是一种基于计算机对大量数据信息的高速处理及控制能力,通过虚拟手术环境为外科医师的技术提供支援,使手术更安全、更准确的一门新技术。CAS在骨科手术中的具体应用称为计算机辅助骨科手术（computer assisted orthopedic surgery,CAOS）,也称骨科导航手术。它综合了当今医学领域的先进设备,利用CT、MRI、正电子发射断层摄影术（PET）、数字减影血管造影（DSA）等的图像信息,并结合立体定位系统,对人体肌肉骨骼解剖结构进行显示和定位,在骨科手术中利用计算机和医用机器人进行手术干预。     

微侵袭外科的重要组成——手术导航系统

影像导航是微侵袭外科的重要组成部分,是一种计算机辅助的手术系统.本文介绍了手术导航的基本原理和重要组成部分以及应用于导航的不同种类的手术器械.同时对于导航在各类临床手术中的应用做出了分类说明.     

301医院微创新技术创北京先例—机器人主刀胃癌手术

2011年9月,解放军总医院普通外科陈凛主任带领的医疗攻关团队,成功地实施了机器人辅助胃癌规范化外科根治术,填补了北京市在这一领域的空白。据了解,机器人辅助手术是微创外科的一个新领域,可将手术器械沿着事先规划好的路径,经过小切口送入病人体内进行操     

医用机器人辅助股骨带锁髓内针远端锁钉瞄准系统的实验研究

目的研制在骨折治疗中精确定位的机器人辅助远端锁钉瞄准系统。方法在以股骨髓内针远端锁钉植入手术中,采用模块化、小型化的并联机器人结构设计,应用机械臂空间定位技术,双目视觉、6自由度的机器人辅助髓内针远端锁钉瞄准系统。结合C型臂定位并实施导航控制进行远端锁钉植入。髓内针被分别置入塑料股骨(Swiss Sybone,5根,35孔)、人类干股骨标本(2根,12孔)、新鲜人尸体大腿(1具,6孔)。非扩髓型髓内针的尺寸范围从9/310到12/340。应用机器人辅助瞄准系统对上述髓内针进行远端锁钉植入,术中C型臂透视确认螺钉准确置入,记录锁钉植入过程的X线透视时间。结果所有远端锁孔被成功地锁定。在53个锁孔中,6例(11.1%)钻头触到锁定孔道,仍顺利穿过锁孔,没有对髓内针造成损伤。螺钉植入过程中需要的术中X线透视时间为1.8s±0.3s。结论医用机器人使仅应用两幅计算机校准的X线图像,不需要额外的术中X线透视来导航器械,手术过程中总的X线透射时间显著减少。人机交互功能操作易于掌握,可作为机器人辅助长骨治疗中精确定位和稳定操作的技术平台。     

计算机辅助创伤骨科手术机械臂导航定位方法的研究

目的探讨创伤骨科手术中计算机辅助机械臂导航定位方法的可行性。方法随机抽取计算机辅助创伤骨科手术规划系统软件(CAOTS)系统规划实施的85例创伤骨科术中定位的307组靶点的三维坐标数值(24例模型骨手术、21例尸体骨手术、40例临床手术),引入蒙特卡罗方法进行误差计算测定,应用SPSS2·0统计学软件对测定结果进行方差分析。结果计算机辅助机械臂导航定位方法精确可靠,靶点的空间标准差σ为0·1568±0·0696。靶点的三维坐标有效精度范围,即定位精度为±0·6792。偏差数值统计学范围为0·0408mm±0·4578mm。结论CAOTS能够在创伤骨科手术中精确定位,通过相关的人机交互软件及定位手术器械,临床医生可以方便地掌握CAOTS,显著提高手术中定位操作的精确性和安全性。     

骨科冲击波治疗的智能化发展现状及趋势分析

体外冲击波治疗以其安全无创的临床优势在骨科得到了广泛应用,但传统治疗手段普遍存在的主观经验决策和手动长时操作等问题限制了该方法的推广和进一步发展。智能技术已经开始进入骨科冲击波治疗领域,并发展迅速。本文总结了计算机导航、机器学习和机器人三类智能技术在骨科冲击波治疗中的研究现状及应用特点,表明：现阶段,计算机导航可以有效辅助医生完成冲击波探头的准确定位,机器学习方法能够辅助实现冲击波治疗能量参数的自动预测;机器人已经表现出了显著的潜在临床效能,尤其是能够大幅降低医师操作强度;三类技术分别从“眼”“脑”“手”的角度,为提升骨科冲击波治疗智能化水平提供全面支持。在此基础上,本文从临床治疗机制与量效关系、方案规划智能化与临床适宜性、治疗操作自动化与机器人辅助等方面,展望了未来发展趋势。     

微创外科手术机器人—da Vinci S手术系统

达芬奇机器人是目前最先进的机器人手术辅助系统,最早由Intuitive Surgical Inc.公司研发,为微创技术的较高阶段,其仅通过4～6个钥匙孔样操作通道行手术精细操作,是新一代微创外科技术的代表.该系统为智能化机械臂辅助及高清3D显像系统等设备,融合诸多新兴学科,实现了外科手术微创化、功能化、智能化和数字化程度.自2000年通过美国FDA认证后,全世界已有33个国家、800多家医院成功开展了60多万例机器人手术,手术种类涵盖泌尿外科、妇产科、心脏外科、胸外科、肝胆外科、胃肠外科、耳鼻喉科等学科.     

临床治疗三叉神经痛迈入“机器人时代”

本刊讯近日,北京彭胜医院等单位联合研发的能够辅助医生治疗三叉神经痛的智能机器人首次与社会公众见面。神经外科专业人士认为,这标志着我国临床治疗三叉神经痛已经迈入“机器人时代”。我国疼痛医学专家、全国三叉神经痛研究中心主任彭胜介绍,“智能机器人三叉神经3D导航技术”是由北京彭胜医院专家团队基于计算机辅助外科机器人CASR系统,与国内多所科研机构联合研发的、专门应用于三叉神经痛临床治     

应用三维立体导航外科技术治疗颌面部骨纤维异常增殖症

目的：探讨三维导航系统应用于口腔颌面外科中骨纤维异常增殖症手术的临床精确性和可靠性。方法：回顾性分析南京医科大学附属口腔医院口腔颌面外科自2012年10月—2017年12月基于立体导航系统引导下的6例骨纤维异常增殖症手术,所有病例术前完善锥体束计算机断层扫描（CBCT）,导入AccuNavi?A2.0软件系统后采用镜像技术进行手术方案设计。术中在外科导航系统辅助下按术前设计完成手术。术后随访比较CBCT数据,记录患者面容情况。结果：6例手术顺利完成。术后患者随访和影像数据结果均比较满意。结论：数字化导航技术能够提供最优化的手术方案,术中可视化导航大大提高了操作精度,使微创化手术成为现实。通过三维导航系统实施骨纤维异常增殖症手术是精确可靠的。     

机器人冠状动脉旁路移植术研究进展

机器人手术系统作为一种全新的手术工具已逐步应用于微创外科领域。机器人冠状动脉旁路移植术是微创冠状动脉搭桥的前沿技术,具有创伤小、操作精细等优点,常见的术式为：机器人下内乳动脉游离、机器人辅助下冠状动脉旁路移植术和全机器人冠状动脉旁路移植术。     

计算机导航精确度及其在骨科中的应用

随着计算机辅助手术技术的发展，计算机导航越来越多地被应用到骨科的各个领域。计算机辅助手术的目标总体上来说主要是提高手术的准确性、减少手术中放射线的照射量、达到微创的目的以及使手术简单化。然而，由于不同的导航系统有不同的操作程序、系统需要不同的影像支持以及医生的操作习惯不同，因此找到一种适合骨科医生自己需要的导航系统是非常重要的。     

计算机导航技术在全膝关节置换中对下肢力线重建的作用

在人工全膝关节置换术中重建良好的下肢力线是手术成败的关键,传统手术在定位、截骨过程中多凭借医师的经验,易出现术后下肢力线的偏差,而计算机辅助导航全膝关节置换术后通过录入下肢的解剖标志,从而生成直接的线条图像,以指导术者更精确地截骨,从而确保下肢力线的准确性。在此就计算机导航技术和传统手术在重建下肢力线方面进行比较及总结,并对其优缺点和存在的争议进行阐述。     

计算机3D导航技术在脊柱肿瘤外科治疗中的应用

脊柱肿瘤外科治疗在过去几十年经历了诸多科技变革,包括手术方式、内植入物、生物制剂及计算机辅助下导航技术应用等,特别是实时影像引导和3D影像重建为脊柱肿瘤精准定位和切除提供了理论与技术支撑。术中计算机辅助导航技术已被广泛应用于脊柱疾病的外科治疗中,如椎弓根螺钉置入、骨盆骨折固定等,并取得较好的疗效。导航技术平台的应用也极大提高了脊柱肿瘤微创治疗和精准切除效果,同时降低了术中辐射暴露损伤。本文综述了计算机辅助导航技术在脊柱肿瘤手术切除中的有效性、安全性及发展前景。     

计算机辅助三维重建技术在正颌外科应用中的初步研究

选择6例颌面部畸形的患者,通过螺旋CT扫描获得所有颌面部畸形患者的影像资料,通过三维重建,采用计算机辅助测量、分析、手术模拟,最后确定手术方法.计算机辅助三维重建技术为6例颌面部畸形患者术前提供相对准确的诊断,通过辅助三维重建技术获得的图像弥补了普通X线及二维CT轴位图像不足,可以全面立体地显示病变,在正颌外科的术前诊断、手术计划制定及手术后效果评价中具有重要临床应用价值,可作为颌面常规的影像学检查方法,也是口腔计算机辅助外科的数据基础.