为什么机器人会用于临床

大家知道,外科机器人技术与系统是机器人技术、计算机控制技术、数字图像处理技术、微机电系统、传感器技术、生物制造与临床     

框架式计算机辅助胫骨髓内钉远端锁定手术导航系统的初步报告

目的研制框架式计算机辅助胫骨带锁髓内钉远端锁定手术导航系统,观察并评价其临床应用的可行性、规律及效果。方法系统由计算机(普通PC机)、自动机械臂导航框架、小腿固定托、定位器械(定位弓、定位套筒、定位手术刀柄)组成。自行研发的导航软件可完成手术所需要的X线图像的注册、定位工具的遥操作实时导航。临床应用于21例闭合胫、腓骨骨折带锁髓内钉内固定手术的远端锁定操作(42个锁孔)。患者平均年龄31岁。记录远端锁孔图像注册、“C”型臂X线机对位和两幅X线图像的获取并传输至电脑所需要的时间,计算机辅助钻孔的时间,获取两幅X线图像的时间。结果42个锁孔,除1孔第一次锁定失败外(2.38%),其余均一次成功,其中9例钻头触及锁定孔道(21.95%),但未损毁髓内钉及钻头,无副损伤。每对远端锁孔锁定所需X线透视平均时间为(2.23±0.31)s。结论系统设计合理、简单,导航工具不影响现有手术空间,符合医生的操作习惯,易于术者掌握、维护,设备消毒方便。导航定位精度高,可作为计算机辅助骨科手术中精确立体定位的技术平台,锁定过程中只需要两幅计算机校准的X线影像,术中X线照射时间显著减少。系统研发成本较低,适用于各厂家、各型号的髓内钉,具有通用性,便于推广。     

远程外科机器人辅助胫骨髓内钉内固定系统的初步应用

目的探讨基于国内现有网络通讯技术的机器人辅助胫骨髓内钉内固定系统应用于远程手术的方法及可行性。方法自主研发基于ASDL／ISDN网络平台的主仆式远程外科机器人辅助胫骨髓内钉内固定手术系统进行异地远程手术操作，在经过严格训练和成功完成模型骨、尸体模拟实验的基础上，自2005年5月至2006年3月，选取7例闭合胫腓骨骨折患者（石家庄市1例，延安市6例；男5例，女2例；平均年龄37．5岁，受伤至手术的平均时间为3．5d），开展北京-石家庄、北京-延安异地远程胫骨骨折闭合复位、带锁髓内钉内固定手术。手术主控制端在北京，从手术端分别位于石家庄和延安。记录远程外科机器人辅助手术系统的建立时间、远程手术过程中医学图像及手术操作规划的数据指令传输时间、手术操作时间。结果7例手术均顺利完成，无并发症发生。系统建立时间平均为19．5min，在远程手术中医学图像传输时间平均为2．8min，手术操作规划的数据指令传输时间平均为2.3min，手术时间平均为2．4h。结论自主研发的远程骨科机器人手术系统安全有效，不同于全程非间断的实时手术视频传输远程操作，可避免网络延时、带宽限制，为远程外科机器人在创伤骨科中的应用搭建了实用、安全的技术平台。     

股骨颈骨折手术空心钉内固定的生物力学综合分析

目的 复位和三枚空心钉内固定是目前治疗股骨颈骨折的常用方法,利用有限元方法对空心钉内固定手术进行力学综合分析,可以找出一种符合生物力学规律的内固定治疗方法.方法 采用材料力学理论计算,分析了人单足站立时,骨折面所承受的螺钉预紧力和髋关节作用力所产生的轴向压、垂直分力和由此引起的弯距对骨折面与螺钉的综合力学效果.结果 获得了三颗空心钉内固定手术后,由各种力的综合作用所产生的螺钉及骨折面产生的内应力,并与许用应力值进行了比较.结论 从力学角度看,用空心钉内固定治疗股骨颈骨折手术是安全可靠的,术后病人可以快速复原,而且三枚空心钉的倒三角布局力学效果优于正三角布局.     

无框架脑立体定向手术

目的:在脑立体定向手术中,研究采用无框架定位方法,取代传统的定向仪框架的效果。方法:CT扫描确定脑内病变及头部标志点,计算机建立与靶点对应的三维坐标体系和手术规划,智能机械臂为术者提供准确导航和操作平台。结果:临床成功完成无框架定位脑手术42例,手术种类包括脑肿瘤内放疗28例、脑内病变活检6例、小型脑瘤切除2例、脑脓肿抽吸2例、脑内血肿排空2例、金属异物取出2例。结论:采用无框架定位脑手术,具有减少病人痛苦、方便术者操作、扩大手术范围、提高手术安全性等优点。     

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。     

医用机器人的发展方向

医用机器人已成为机器人研究领域研究热点之一。重点介绍了医疗外科机器人、康复医疗机器人、医院服务机器人在国内外的研究及应用现状,并探讨了今后的发展方向。     

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。     

医用机器人及计算机辅助导航手术系统在胫骨髓内钉手术中的设计与应用

目的以胫骨骨折闭合复位、带锁髓内钉手术为研究对象，开发医用机器人及计算机辅助导航手术系统，总结该系统的临床应用经验，优化系统的结构设计，评价系统的临床应用效果。方法应用机器人双目视觉空间定位技术，进行医用机器人的模块化、小型化、实用化结构设计，开发医用机器人及计算机辅助导航手术系统；对胫骨骨折进行机器人辅助复位、计算机辅助导航定位髓内钉置入；临床应用于30例闭合胫、腓骨骨折（胫骨中1／3骨折8例、胫骨中下1／3骨折17例、胫骨远1／3骨折5例；其中斜螺旋骨折16例，蝶形骨折5例，粉碎、多段骨折9例）。受伤至手术的平均时间为36h。记录总手术时间、系统连接建立时间、骨折闭合复位所需X线透视时间（C型臂透视次数）、每个远端锁定螺钉置入所需要的透视时间（C型臂透视次数）。髓内钉型号大小8／310～11／330。结果30例手术均按照机器人及计算机导航系统的预定程序，规划完成，但关键的操作（髓内钉入点置入、远端锁钉锁孔）是在机械臂精确定位的辅助下，由术者亲自完成。总手术时间平均为77min（46～110min）；系统连接建立时间5min（3～7min）；骨折闭合复位所需X线透视时间10．1s（7．0～18．0s），C型臂透视次数12次（9～21次）；每个远端锁定螺钉置入所需的透视时间2．9s（2．2～6．9s），C型臂透视次数7次（5～16次），并且所有远端锁孔均一次锁定成功。结论医用机器人及计算机辅助导航手术系统设计合理，系统的基本功能可满足胫骨带锁髓内钉手术中骨折闭合复位、锁钉准确置人、患肢牢靠固定的要求；系统结构安装简便、易于掌握，人机接口方便、安全，对于未来在创伤骨科发展智能化、微创化、数字化手术具有重要意义。     

机器人辅助微损伤神经外科手术系统的研究及其临床应用

本文介绍了机器人技术在微损伤神经外科手术中的应用,系统的研究包括图形规划,微损伤和无损伤空间映射、机器人辅助手术和遥操作放射性同位素植入。在大量的实验式和实际手术模拟实验的基础上,系统已成功应用于临床手术。