计算机导航在骨科手术中的应用与进展

计算机辅助骨科手术（Computer assisted orthopedics surgery,CAOS）即利用各种影像设备如CT、MRI、PET、DSA、US等结合导航系统,对人体骨骼解剖结构及手术器械进行显示和定位,通过计算机制订手术计划,在术中进行操作干预的一项技术.最早应用于神经外科领域的立体定位,肿瘤切除化疗等.其最大的优势是：简化了手术操作,缩短了手术时间,减少了手术创伤,减弱了术中放射线的照射,使骨科手术变得更安全、更准确、更微创。     

计算机辅助导航骨科手术及医用机器人技术在创伤骨科的应用

本文介绍了计算机辅助导航骨科手术(CAOS)及医用机器人技术在创伤骨科应用中的主要进展、当前在临床应用中存在的主要问题和相关对策,并对其未来的发展趋势进行了预测,同时简要介绍了北京积水潭医院创伤骨科在计算机辅助导航骨科手术及医用机器人技术方面的研究进展。当前骨科手术导航定位所应用的医学图象导引系统已经由使用单一的C型臂、CT等传统影像设备向应用三维C型臂、多模态图像处理系统等新型影像设备转变,基于多模态图像的导航系统将有可能成为导航手术的主流。医用机器人已经在自动化程度和人机交互模式方面,有了长足进展,摆脱了原有工业机器人的结构模式。医学图像后处理技术及其它相关信息技术极大地丰富了导航和机器人外科,只有在不断完善光学定位技术的同时,加大对其它定位方法的研究,才能够提高定位精度;要对相关设备进行开放式结构设计,使不同导航系统的注册软件能够互相兼容,手术器械能够通用,降低设备成本。骨科医生要正确认识计算机辅助导航骨科手术及医用机器人技术,在充分了解CAOS的技术特点、基本原理、操作程序的基础上,对要实施的手术具有深刻的理解,才能开展CAOS手术。目前,迫切需要建立CAOS技术标准、临床适应证和手术操作规范,进行CAOS产品之间的技术比较和评估,便于医生选择合适的CAOS产品。伴随快速发展的信息技术,数字化手术室、智能化微创导航手术系统、医用机器人辅助的远程医疗将有可能成为未来CAOS技术的主要组成部分。     

计算机导航全膝关节置换系统

医学影像技术，计算机技术和空间示踪技术的发展与结合产生了计算机辅助骨科手术（computer assisted orthopaedic surgery,CAOS），该技术亦被称为计算机手术导航，计算机导航极大地提高了人工全膝和全髋关节置换手术的准确性和可重复性。近两年，计算机导航人工全膝关节置换技术在欧美得到了较为广泛的开展；从其初期的应用报告提示该系统可以极大地改善术中，术后下肢的力学对线，辅助术中软组织平衡调节，改善术后关节的活动范围，取得了很好的近期临床效果。     

计算机辅助手术在脊柱外科的应用现状

计算机辅助手术（computer-assisted surgery，CAS）是综合当今先进的成像设备（如CT，MRI）、计算机技术、空间定位技术等进行图像三维重建及融合。术前充分评估患者的情况，规划手术路径、方案，模拟手术，术中追踪手术器械，引导手术，确定手术范围，从而使外科手术更精确、安全、微创的综合性技术。计算机辅助手术在骨科的应用称为计算机辅助骨科手术（computer-assisted orthopaedic surgery，CAOS）。CAOS技术从20世纪90年代初在欧洲和北美问世以来发展十分迅速。笔者就其在脊柱外科的应用情况做一综述如下．     

计算机辅助骨科手术的应用和进展

计算机辅助手术(CAS)是近年来在外科手术领域发展最为迅速的一个领域。CAS在骨科手术中的具体应用被称为计算机辅助骨科手术(CAOS)。CAOS的含义是利用当今医学领域的先进成像设备如计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)、数字血管减影(DAS、超声成像(US)以及医用机器人(MR)所得到的多模图像数据，在计算机的帮助下，对医学图像信息进行处理并结合立体定位系统，对人体骨骼的解剖结构进行显示和定位，并由计算机规划手术路径，制定合理、定量的手术方案，进行术前手术模拟，在适当的图像监视和立体定位系统下，利用一定的导引系统，在骨科手术中使用计算机和医用机器人进行手术干预，为骨科医生提供强有力的工具和方法。CAOS在提高病灶定位精度，减少手术损伤，执行复杂外科操作，提高手术成功率方面有卓越的表现，配准和定位是CAOS的核心技术。CAOS已应用在脊柱外科、人工关节置换术、创伤骨科、骨肿瘤治疗中。     

计算机辅助骨科技术的现状与未来

近年来，计算机技术在外科领域应用日益广泛，计算机辅助骨科技术(CAOS)在神经外科导航的基础上发展迅猛，成功地应用到越来越多的骨科疾病中。它是在计算机技术支持下进行的骨科手术，包括了医学图像数据的获取、术前计划和模拟、配准、术中导航和机器人系统。它的应用提高了手术的准确性，减小了手术创伤，更好的进行手术计划和模拟，并且减少了射线的暴露量。章评述了CAOS的发展现状，提出了未来研究的设想。     

计算机辅助技术在骨科手术中的应用进展

随着近十年来人工智能技术的飞速发展,计算机辅助骨科手术(Computer assisted orthopedic surgery,CAOS)在临床手术中的应用已经较为成熟,但是相对于发达国家,其在国内的发展还处于初级阶段;CAOS最早应用于脊柱手术中,现已经逐步完善了在关节、创伤、运动医学及骨肿瘤等方面的应用.CAOS在骨科手术中的应用具有手术时间短、辐射量少、定位准确等优势,目前已经是骨科发展的重要方向.推动CAOS和自主研发的骨科手术机器人的发展,优化计算机导航技术将是骨科技术程序化、智能化和个体化的关键所在.本文针对CAOS的发展进程及未来的应用前景做一综述.     

计算机辅助骨科手术在创伤骨科的应用

目的讨论计算机辅助骨科手术（computer assisted orthopedic surgery，CAOS）在创伤骨科的应用及其意义。方法分析CAOS在创伤骨科应用的现状，总结其应用的价值及相关问题。结果目前CAOS在创伤骨科主要应用于脊柱、四肢骨折内固定物的植入和人工髋、膝关节置换以及膝关节交叉韧带的重建等，而在骨折复位方面的应用很少且技术不成熟，但已显示明显的优越性。在CAOS应用过程中应注意其缺点、临床医学评价、手术医生的地位、正确的微创观念等相关问题。结论CAOS在创伤骨科手术微创化进程中有重要意义和无可替代的价值，应处理好一些相关的问题，促进其更好地发展。     

计算机辅助骨科手术的临床医学评价方法

随着计算机技术和精密机械自动控制技术的日益成熟，医学影像设备成像质量的不断提高，把计算机医学图像处理及三维可视化、医用机器人、空间三维定位导航系统和临床手术结合起来，研制开发计算机辅助手术导航系统(computer assisted surgery，CAS)，正逐步被医生和工程人员所接受。由于骨科手术所涉及的骨骼、关节及其周围软组织     

发展中的国际计算机辅助骨科手术协会

国际计算机辅助骨科手术协会(CAOS-International)是目前致力于计算机辅助骨科手术(CAOS)临床应用和相关生物医学工程技术研究的国际性学术组织。协会通过每年举办学术年会,召集世界各地的骨科医生、工程师及医疗器械厂商探讨CAOS的应用现状和未来发展趋势。其深远目标是通过会议讨论,交换研究和临床信息,并通过计算机辅助系统帮助术前计划、术中操作和术后评估。协会的宗旨是促进骨科医生与技术人员间的合作,使CAOS系统成为临床日常应用的有利工具和有用技术。协会成立迄今已有5年历史,通过国际间的学术交流和各相关学科的技术融合,极大地推动了CAOS技术的发展和普及。中国的CAOS研究还处于起步阶段,积极参加CAOS-International的学术活动,了解有关信息,将有助于及时跟踪国际学术动态,推动相关研究。     

计算机辅助导航技术在骨科手术中的应用

影像导航技术问世之前，骨科医生在术中，凭借人体的骨骼解剖特点、术前患者的影像学资料（X线片、CT、MRI）和术中的X线透视进行定位。但是，解剖变异或解剖标志的缺乏等往往会导致术中的定位偏差。因此，手术者的实践经验就非常重要。然而，即使是非常有经验的骨科医生，用传统方法进行较精确定位的手术，也有出现偏差的可能性。临床和实验研究已经显示，用传统定位方法行腰椎椎弓根钉植入的失误率为20％-30％。然而，如果应用影像导航技术，椎弓根钉植入的失误率只有0～4％。近年来，计算机辅助影像导航系统用于术前制定手术计划和术中导航，在手术过程中跟踪手术器械，帮助骨科医生更精确和更安全地进行多种复杂手术。因此，该技术有许多不可替代的优越性，已被越来越广泛地应用于骨科手术中。     

计算机辅助骨科手术的概况与进展

随着信息科学技术的飞速发展以及生命科学技术的不断进步,综合当今先进的数字影像、计算机及空间定位技术等,逐渐形成了一门新的技术,称为计算机辅助外科手术技术（computer—assisted surgery,CAS）。它可以对图像进行三维重建和融合,术前充分评估患者的情况,规划手术路径、方案,模拟手术,术中追踪手术器械,引导手术,确定手术范围,从而使外科手术更加精确、安全和微创化。     

数字骨科技术在股骨颈骨折诊疗中的应用

<正>数字骨科是一门将计算机数字技术融入骨科临床实践的交叉学科,它依赖计算机进行数字处理和图像处理以解决骨科基础和临床中的问题。在过去10年中,数字骨科技术发展迅速,目前数字骨科技术主要涵盖的领域有:(1)骨科机器人技术。(2)计算机辅助骨科导航手术(computer assisted orthopedic surgery,CAOS)。     

基于超声图像配准的计算机辅助骨科手术

计算机辅助骨科手术( CAOS)已在临床骨科多个领域得到应用,但面临着手术时间延长、骨块漂移及增加X线暴露等缺点.近年随着对微创、实时及非X线暴露等要求的提高,超声在CAOS中的应用日益受到重视.CAOS中借助超声回波测距原理形成的超声骨点云轮廓与术前三维CT图像进行实时配准,并通过同步动力化技术实现对手术过程的监控....     

计算机辅助手术导航系统在脊柱外科手术中的应用进展

近年来脊柱外科手术得到了很大发展,但脊柱解剖结构复杂,毗邻重要血管神经,手术难度和风险性很高.同时脊柱手术趋向微创化、精准化,迫切需要更安全有效的技术措施辅助手术.自上世纪90年代以来,计算机辅助骨科手术(computer-assisted orthopedic surgery,CAOS)应运而生,旨在通过手术过程中应用机器人设备或者定位导航系统,从而提高术野的可视度和手术精度.自Nolte等[1]应用计算机辅助微创导航手术系统实施了第1例腰椎椎弓根螺钉内固定术后,计算机辅助手术导航系统逐渐发展,并在脊柱外科手术中广泛应用[2～7].计算机辅助手术导航系统又称图像引导手术导航系统(image-guided surgical navigation system)、图像引导外科手术(image-guided surgery)等.本文将近年来计算机辅助手术导航系统在脊柱外科手术中的应用进展综述如下.     

计算机辅助导航系统及其骨科应用

计算机辅助导航系统将空间立体导航技术、计算机图像处理及可视化技术与临床手术结合起来,使手术器械的位置在术中通过影像实时显示,从而确保手术的安全。因精确性、安全性及快速性的特点使其在临床逐渐得到广泛应用,在脊柱、脊髓、关节外科、创伤外科等方面也充分发挥了重要作用。随着科技的发展,计算机辅助导航系统将发挥更大的作用。     

骨盆骨折计算机辅助手术进展

计算机辅助骨科手术(CAOS)的发展使骨科手术发生了里程碑式的变化,已成功应用于骨盆截骨、简单髋臼骨折、骶髂螺钉固定等多种骨盆手术中。骨盆复杂的解剖结构,使得现有的空间配准技术对复杂的骨盆骨折存在较大局限,成为CAOS导航研究的难点所在。在传统的CT三维重建基础上进行虚拟手术规划,借助超声测距原理将术中超声图像与术前的多模态医学图像实时配准,通过同步动力化技术跟踪骨折复位情况、确认手术效果,可实现骨盆骨折手术的微创、实时、非X线暴露的三维导航目的。该文就CAOS应用于骨盆骨折的近期研究进展作一综述。     

骨科导航系统

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(computer assisted surgery,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何置点的数据,得山所需的各种曲线和角度。     

2007年中国骨科年度报告-创伤骨科

回顾2007年中国创伤骨科的发展,简单地说是处于发展的平台区.具有以下几个方面的特点: 一、计算机辅助骨科手术 近年来,医学影像技术、计算机图形处理技术以及外科机器人技术的进步和结合,极大地促进了计算机辅助骨科手术(computer-assisted orthopaedic surgery,CAOS)的发展.     

关节置换定位系统

近年来,一种新的系统应用于术前计划的制订和术中定位导航,即计算机辅助下骨科整形系统（CAOS）,或称之为图像引导系统（image guided system,IGS）。其定义为利用三维数据成像或储存多切面二维图像来制定手术计划和在术中即时导航。多应用在骨科创伤、全关节置换、脊柱手术中。IGS有两种设计,一种利用CT成像,另一种利用MRI成像。