计算机辅助手术系统

计算机辅助手术是近年来在国际上发展迅速的一个领域 ,它对于确定病灶位置、制定最佳手术方案和保证手术成功等都具有十分重要的意义。本文沿着计算机辅助手术的发展轨迹 ,从系统组成和临床应用两大方面详细介绍了计算机辅助手术系统 (CAS)的发展状态 ,并给出了目前商业化的导航系统。最后对计算机辅助手术的发展作了展望。     

计算机辅助手术向远程手术方向的发展

本文对计算机辅助手术(CAS)系统的关键技术:医学图像三维可视化、多模医学图像配准进行了全面的探讨,进一步讨论了在计算机网络中通过共享医学图像的各种分析处理结果,来完成计算机辅助手术向远程手术的转化.对计算机辅助手术向远程手术发展所必须解决的问题;三维医学图像传输环境下的医学图像实时三维可视化、协同分布式并行计算环境、基于Web的交互式可视化进行了设计分析.     

医用机器人与计算机辅助手术MRCAS进展

综述了医用机器人与计算机辅助手术（MRCAS）技术在计算机辅助手术、医用机器人和遥操作手术三个方面的发展历程。首先,根据图像模式的不同,总结了计算机辅助手术在CT/MRI导航、透视导航、无图像导航以及其他一些导航手术中的研究进展。然后,按照医用机器人的发展历史,阐述了基于工业机器人平台的外科机器人、专用外科机器人和小型模块化机器人三个发展阶段。接着,根据临床应用特点,介绍了遥操作手术在本地遥外科和远程遥外科中的应用。最后,讨论了MRCAS的未来发展趋势。     

外科手术计算机辅助导航技术

外科手术计算机辅助导航即利用计算机图形图像技术对放射影像学资料进行处理 ,重建二维或三维的医学图像模型 ,同时结合各种空间定位技术 ,在医师的双眼、手术工具及患者的头部之间建立一个实时的环路 ,实现手术过程中器械位置的实时或准实时显示。我们综述了外科手术计算机辅助导航系统的发展历史和研究现状 (重点阐述了其系统结构和关键技术 ,包括空间定位技术、图像处理与显示技术、系统配准技术、头部定位技术等 (最后给出了手术导航系统的发展趋势     

计算机辅助技术联合3D打印模板在脊柱畸形矫正手术中的应用研究

目的　探讨计算机辅助技术在脊柱畸形手术中的应用价值。 方法　计算机辅助手术组：选择我科自2009年1月起至2011年6月32例脊柱畸形患者,通过计算机辅助技术结合3D打印完成手术,术后随访12~60个月。对照组：对照我科同期27例常规手术治疗的脊柱畸形患者,通过对二组的各项指标进行对比并行统计学分析,论证计算机辅助技术的优越性。 结果　计算机辅助手术组与对照组相比,手术时间、术中出血量、置钉成功率、术中X线照射次数、 Cobb角纠正率均较对照组改善,对比均有统计学意义（P<0. 05）。 结论　计算机辅助技术能显著提高脊柱畸形外科手术的准确度及安全性,缩短手术时间。     

计算机辅助外科手术系统技术进展和应用

计算机辅助外科手术（ＣＡＳ）系统是一种全新的神经外科、整形外科和矫形外科手术的模拟仿真系统及术中导航系统。本主要介绍了计算机辅助外科所需的支撑技术及其进展。利用三维坐标测量技术、体素处理技术、以及各种医学图像的伪三维显示技术，可进行术前的手术模拟、治疗计划的制订，手术中的手术路径的查找，术中的治疗控制。然后，给出了应用例子。最后，讨论了计算机辅助外科手术系统的发展趋势。     

计算机辅助模拟耳科乳突根治术的实验研究

目的：通过CT三维重建从影像学的角度探讨颞骨内部特殊结构的形态学特征及采用计算机辅助模拟手术的可能性。方法：6人（12侧）应用GE Hispeed CT/i，按照合适的螺旋扫描参数对面神经、内听道、耳蜗、半规管、乙状窦、后颅窝底板和颈静脉窝结构进行三维重建，将重建的结构还原于颅骨的位置，用计算机辅助进行模拟乳突根治手术。结果：重建的组织结构精确、形象、直观。进行乳突根治的模拟手术，步骤明确，与常规的手术有极相似特性。结论：应用计算机辅助的CT三维结构重建并进行模拟手术，对制定耳科手术计划有重要的意义。     

数字骨科学:计算机辅助技术与口腔颌面外科

○计算机辅助技术是近年来研究和发展最为活跃和迅速的领域之一。近10年随着计算机辅助系统在医学领域的广泛应用,其在口腔颌面医学中也已显示出重要的价值。○颌骨缺损修复和颌面畸形整复是口腔颌面外科的研究重点,计算机辅助设计/计算机辅助制造三维实体模型,能更直观和深刻制订手术方案,提高了手术的精确性,缩短了手术时间,具有良好的辅助作用。○计算机辅助牵引成骨技术已被广泛应用于颌骨的先天发育不全、外伤后颌骨畸形的治疗。○应用三维螺旋CT扫描结合CAD,制定手术方案,为准确诊断、确定治疗方案提供指导,实现手术导航和下颌骨缺损的精确修复重建提供仿真平台。○近年来CAD/CAM辅助的种植体植入和修复在国外广泛使用,这种技术通过精确模板植入种植体,并即刻接入预先制作的最终修复体,使手术更加精确、安全,减少并发症的发生。     

计算机辅助外科手术中立体定位技术的研究进展

分析了计算机辅助手术中采用的各种定位技术，重点介绍了光学立位定位方法。最后指出计算机辅助手术中立体定位技术的研究和发展方向。     

计算机辅助外科手术系统技术进展和应用

计算机辅助外科手术（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－ａｓｓｉｓｔｅｄｓｕｒｇｅｒｙ简称ＣＡＳ）系统是一种全新的神经外科、整形外科和矫形外科手术的模拟仿真系统及术中导航系统。本文主要介绍了计算机辅助外科所需的支撑技术及其进展。利用三维坐标测量技术、体素处理技术、以及各种医学图像的伪三维显示技术，可进行术前的手术模拟、治疗计划的制订，手术中的手术路径的查找，术后的治疗控制。然后，给出了应用例子。最后，讨论了计算机辅助外科手术系统的发展趋势。     

视觉透视技术在计算机辅助手术领域的研究综述

视觉透视技术在计算机辅助手术领域的应用是目前一个研究热点。文中首先介绍了视觉透视技术的概念,以及在计算机辅助手术中应用的必要性;再就视觉透视技术在计算机辅助手术领域的国内外研究现状进行了系统阐述;再后从医学成像数据配准、透视模型参数估计和深度感知等3方面,对视觉透视技术的研究内容进行了详细阐述;还介绍了两个基于视觉透视技术的典型系统;最后就技术、人因学和临床应用等3个角度的分析,指出进一步研究和发展的方向。     

机器人辅助全膝关节置换技术的应用与前景

背景：目前用于全膝关节置换的机器人系统设计的基本原理是将三维手术规划、术中危险区预警、实时数据反馈及机械臂辅助截骨等技术相结合，以实现全膝关节置换的精准化、个性化，这也恰好是它最大优势所在，因此近年来成为关节外科领域热点话题，备受关注。目的：文章将从机器人辅助全膝关节置换在关节外科领域的发展现状及其与传统全膝关节置换优劣势对比进行概述，此外，还将对机器人辅助全膝关节置换技术未来的发展进行展望。方法：应用计算机检索Pub Med、中国知网、万方和维普数据库的相关文章，英文检索词：“robot OR robotic OR robotics OR robotically OR computer,total knee arthroplasty OR total knee replacement,TKA OR TKR”，中文检索词：“机器人辅助，计算机导航，全膝关节置换术”，最终纳入64篇文献进行综述分析。结果与结论：(1)用于辅助全膝关节置换的机器人系统根据其自由度分为主动式、半主动式和被动式。半主动式系统是目前使用最为广泛的机器人系统，该系统有效提高了全膝关节置换手术的精准性和个性化程度，但...     

基于生物力学信息数字化机器人辅助手术系统

目的 建立一套数字化机器人辅助手术系统再现真实手术过程,并通过仿真系统与外部力反馈设备的结合实现对虚拟环境中机器人的控制和力觉反馈。方法 系统的设计包括：基于生物力学理论的人体组织建模、基于有限元方法人体组织生物力学模型的计算、外部力反馈设备的设计、控制算法设计等。通过多层次模型、系统集成等方法,实现基于生物力学信息并具有交互特性的虚拟机器人辅助骨折牵引复位手术平台。结果 当主手控制系统和虚拟环境生成机通过局域网连接成功后,该系统完成了闭环信息传递过程。结论 该系统可以实现对虚拟环境中手术机器人的主从控制、视觉反馈和力觉反馈。该项研究为数字化模拟外科手术相关技术的发展起到推进作用,模拟手术在提高手术成功率、新医生的培训方面具有很强的优势。     

计算机辅助外科手术(CAS)及其立体定位方法

计算机辅助外科手术是利用ＣＴ、ＭＲＩ、ＰＥＴ、ＤＳＡ等多模图像数据，帮助医生合理、定量地制定手术方案，进行手术模拟，并在适当的图像监视和定位系统下，利用一定的导引系统，进行手术干预。它对于选择最佳手术路径、减小手术损伤、提高肿瘤定位精度、执行复杂外科手术和提高手术成功率等具有十分重要的意义。在计算机辅助外科手术系统中，立体定位是整个系统的一个关键，它连接图像信息和手术目标，直接关系到整个系统的精度和计算机辅助手术的成败。目前主要有光学定位法、机械手定位法、超声波定位法、电磁定位法等。     

计算机辅助口腔种植手术实时导航系统的研究与实现

讨论了计算机辅助口腔种植手术实时导航系统IGOIS的几大关键技术,包括采用Marching Cubes算法与大规模三角网格简化算法实现医学图像三维重建;采用计算机图形图像学技术开发口腔种植手术规划软件模块;制作聚丙烯树脂模板,并采用ICP算法实现点对点转换的无创配准功能;采用Visual C 及VTK为开发工具开发完成IGOIS实时导航软件系统等.最后以一例患者的快速原型模型为实验对象,完成了口腔种植手术导航实验,结果表明该系统可指导临床医生在复杂条件下植入种植体,对于提高种植手术质量与精度,具有重要意义.     

计算机辅助耳鼻喉科(ENT)手术中的组合配准方法

本文提出了在计算机辅助手术中基于解剖结构的组合式配准新方法。该方法将手术前病人皮肤和骨骼表面的三维模型与手术中来自三维定位器的采集数据,依据各自的特性进行最配,并在耳鼻喉科手术中得到了精确可靠的结果。     

外科手术导航系统的研究现状及进展

作者在文中先给出了计算机辅助手术导航系统的工作原理及分类 ,并对其主要研究内容及关键技术进行了较全面的论述 ,分析了基于CT的导航系统、基于X线荧光透视的导航系统以及开放式的导航系统的功能特点 ,并指出了各类关键技术的临床适用范围。实验及临床证明计算机辅助导航系统在提高外科手术准确性等方面起到了很好的作用     

肝肿瘤热消融机器人定位导航系统的研究

目的 设计一种结合计算机辅助手术路径规划、电磁定位和机器人技术的肝肿瘤热消融机器人定位导航系统,利用机械臂将消融针精准定位在规划的进针路径上.方法 将介入热消融治疗的临床需求量化为多项约束条件,使用加权求和方法求解多目标优化问题,实现计算机辅助手术路径规划.导航定位系统中存在多个坐标系,使用基于成对点集配准的奇异值分解算法完成空间坐标转换,将规划的手术路径映射到机器人坐标系下.构建机械臂目标位置和姿态矩阵,利用运动学方法求解各关节角度,从而将机械臂定位在规划的进针路径上.最后以本文设计的导航系统作为穿刺实验组,常规穿刺方法作为对照组,利用腹部体模进行系统精度验证.结果 使用本系统进行穿刺的平均进针误差(1.11 mm)、平均进针次数(1次)、平均进针时间(11.4 s)都明显优于常规的穿刺方法(5.38 mm、4.6次、62.2 s).结论 基于图像处理、电磁定位和机器人技术构建的热消融机器人定位导航系统能够降低手术穿刺难度,提高消融治疗效率.     

立体定向脑外科机器人系统中的定位和空间映射变换

本文介绍了机器人辅助立体定向脑处科手术系统中计算机辅助靶点坐标测量和基于标记点测量的空间映射变换的实现,分析了映射测量误差对手术系统定位精度的影响。介绍了基于力控制的映射测量的实现,通过模拟和临床实验,证明系统的精度能够满足实际应用的需要。     

机器人辅助外科达芬奇手术系统Nissen在胃底折叠治疗中的Meta分析

背景：与传统腹腔镜技术相比,机器人辅助外科特别是达芬奇手术系统可以提供良好的三维成像技术、更好的人体生物工程学设计及更加精细的操作。 目的：通过Meta分析评价机器人辅助外科达芬奇手术系统Nissen胃底折叠在治疗胃食管反流性疾病中的安全性及可行性。 方法：运用计算机检索Embase、OVID及PubMed等数据库有关达芬奇系统辅助Nissen胃底折叠治疗胃食管反流性疾病的论文。根据数据类型不同,统计方法分别采用倒方差法和M-H法,并根据异质性分析结果分别采用随机效应模型和固定效应模型。 结果与结论：共纳入5篇文献,累计160例患者。Meta分析结果显示,除术中及术后并发症外,传统腹腔镜组与机器人Nissen胃底折叠组总手术时间、有效手术时间、术后吞咽困难发生率、中转开腹或中转为传统腹腔镜手术率、再手术率、住院时间及住院费用差异均无显著性意义(P > 0.05)。说明机器人Nissen胃底折叠在治疗胃食管反流行疾病时并不优于传统腹腔镜手术,因此应谨慎选择适应证。