计算机导航在骨科手术中的应用

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如何理解计算机导航系统在骨肿瘤手术中的作用

如何理解计算机导航系统在骨肿瘤手术中的作用

方案 , 主要体现在 : 1 基于肿瘤术前 C 、 R 等影像 () TM I
学检 查进 行精 准 的设 计 , 定 肿 瘤 切 除 范 围;2 采 用 确 () Mi c mi s等设计 软 件 模 拟 肿 瘤 切 除后 骨 缺 损 , 并进 行 重 建设 计 ;3 术 中图像 配准 以及 与 术 前 图像 进 行 融合 , ()
解 剖 变异或 各 种 原 因所 致 的解 剖 标 志 缺 乏 , 往 会 给 往
方案也很难做到完全 的统一, 计算机 导航辅助技 术在 某 种程 度上 可 以使 手 术 具 有 统 一 性 , 因为手 术 需 要 遵 循相同的标准, 中具有客观 的参数记录, 于术后评 术 便
价 和分 析 , 利于 类似 手术 的质 量控 制 。 有 由于计 算机 导 航 辅 助 技 术 需 要 术 前 计 划 , 中 需 术 要再注 册 , 以及 术 中 的 实 时监 控 , 于 手 术 医 师 , 论 对 不 是低 年 资还 是 高 年 资 , 可 以通 过 虚 拟 的 肿 瘤 三 维 结 都 构 与现 实解 剖 结 构 进 行 拟 合 , 时修 正 自己的 错 误 主 随 观 想法 。 因此 , 一 技 术 可 以使 低 年 资 医 师 更 快 地 意 这
术 前设 计进 行 , 有 偏 离 既定 的 术 前 计 划 。对 于 骨 肿 没 瘤 手术 , 由于肿 瘤 患 者 的个 体 特 异 性 和 手 术 医 师 的 经 验 和体会 不 同, 即使 是 在 同一个 骨 肿瘤 治疗 中心 , 术 手
肿瘤 的立体特征 , 确定手术部位。但是, 如果 患者存在
中华 临床 医师 杂 志 ( 子版 )02年 6月 第 6卷 第 1 电 21 2期
C i Cii as Eet ncE io )Jn 52 1 , o. , o1 hnJ l c n( l r i dt n , e1 , 2 V 16 N .2 ni co i u 0

骨科手术导航系统在椎弓根螺钉固定术中的应用

骨科手术导航系统在椎弓根螺钉固定术中的应用

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骨科手术导航系统在椎弓根螺钉固定术中的应用
作者:毋强华
来源:《中外医疗》2013年第19期
目前,随着计算机技术及精密机械自动控制技术的日趋成熟,使得医学影像设备质量不断提高,在医学图像处理、三维可视、空间三维定位导航、临床手术等方面取得了更为广泛的应用。

目前,由定量诊断、手术模拟及预测、立体定向导航等组成的计算机辅助外科手术系统已经成为生物工程与临床医学研究的重点课题。

骨科手术导航系统是计算机辅助外科手术系统的一个重要分支,它可以在不改变临床医师传统手术习惯的基础上,结合现代医学影像技术,立体定位技术、可视化技术等为骨科手术提供更全面的信息。

计算机辅助导航系统及其骨科应用

计算机辅助导航系统及其骨科应用

见 临床 应 用报 道 。它 允许 医 生在 机器 人 控 制 的安 全 且 可在 特定 位 置 夹住 或放 置 手术 器 械 ;缺 点 是术 中
范 围 内随 意移动 手 术 工具 ,但 如果 手 术超 越 此安 全 较 为笨 拙 ,施 加在 机 械手 上 的压 力 可使 数 据 发生 变
开 重要 的解 剖结 构 ,确 保 手术 的安 全 。 还可 以模 拟 导 航系 统 。该 系 统具 有 定位 精度 高 、处理 灵 活 的优
手术 器 械 的前进 和 后退 ,存储 手术 路 线 ,测 量植 入 点 ,但 其 红 外线 接 收装 置容 易 受术 中手 的遮 挡及 周 物 的角度 、长度及 直径 ,便 于 医生客 观地 进行 手术 。 围光 线或 金属 物 体镜 面 反射 的影 响 。 利用 C ANS可减少 术 中 X 线机 的使 用 ,进 而减 少患 1 2 2 磁 ( .. 电磁 场 )定 位 :利 用每 个 电磁产 生 的线 者及 手术 室 工作 人员 的 X线 摄人 ,维护 其健 康 。 圈 定义一 个空 间方 向 ,3 个线 圈确 定三个 空 间方 向 , 然后 再 根 据 已知 的相 对 位置 关 系 即可确 定 目标 的空 1 C N 的分 类及 其原 理 特点 AS 间 位置 。 电磁 定位 系统 定 位精 度 较高 , 属于 非接 触
研 、用 究应 。
1 2 按照 导航 信号 分 四类 .

外 关节外 计算 科、 科 机
.. 红外 线 ) :该 导航 系统 是 目前 导航 辅 助骨科导 航技术 利 用计 算机 计算 出信号 传 输和 接 收 发射器 位 置 点 的 1 2 1光学 定 位 ( 数据 ,得 出所需 的各 种 曲线和 角度 ,使 无形 、虚 拟 系 统 中 的主 流定 位 方法 。 以 CCD 摄像 机 作 为传 感 的人 体参 数 转变 成直 接 的动 画 图像 。同 时可 使 手术 器 ,利 用 安装 在 手术 器 械上 的红 外发光 二 极 管 发出 器械 的位置 在术 中影像 上 实 时更新 显 示 ,让 医 生 随 的 红 外线 的 空 间位置 ,判 断 出手术 器 械 的位 置和 姿 时 了解 手术器 械 的位置 与 患者 解剖 结 构 的关 系 ,避 态 , 指导 医生 完成 手术 操作 , 德 国蛇牌 Orh plt 如 to i o

骨科手术导航系统的设计与应用

骨科手术导航系统的设计与应用

骨科手术导航系统的设计与应用随着医疗技术的发展,骨科手术的稳定性和精度越来越高,但作为医生却难免会遇到一些比较特殊的病例,有时需要直接对病人进行手术。

这时,手术导航系统的应用就显得尤为重要,可以有效提高医生的操作精度和手术成功率。

一、骨科手术导航系统的基本原理骨科手术导航系统是一种通过计算机技术和医学图像处理技术实现的技术手段,可以帮助医生在手术中更加准确地定位和操作手术部位。

一般而言,手术导航系统由以下三个部分组成:1. 感知装置:感知装置主要是指一些传感器和定位器,如声音、视频、磁场等,可以实时地判断病人当前部位位置和姿势。

2. 导航软件:导航软件是整个导航系统的核心部分,通过对先前拍摄的病人影像进行三维空间重建,可以实现对病人各个部位的定位和跟踪。

医生在手术操作时,系统会自动显示手术器械和病人内部结构的位置信息,方便医生对手术部位进行判断。

3. 显示器:显示器是将实时获取到的病人影像和手术器械的位置信息合并并直观地呈现给医生的装置,可以使医生更加直观地了解手术部位的情况,提高手术精度。

基于上述原理,骨科手术导航系统被广泛应用于医疗机构,特别是在复杂的骨科手术中,可以使医生在保证手术精度的同时,减少手术时间和术后并发症。

二、骨科手术导航系统的设计与构成骨科手术导航系统的设计,需要深入了解医学和计算机技术,掌握医学图像处理技术和3D建模技术,并在初始化设计阶段,围绕着病人影像处理、器械跟踪、手术指令和影像呈现等重要环节,确定完整的系统框架和技术实现路线。

在设计阶段,需要考虑到医疗设备的多样性和操作体验效果,同时特别考量设备的通用性,保证医疗生态的稳定性和持续性。

另外,还需要注意到设备的制造成本与开放性,并围绕着现有的医疗设备设计开放接口,方便不同设备间的数据共享。

三、骨科手术导航系统的应用场景骨科手术导航系统是一个综合性医疗设备,应用广泛。

特别适合在一些高难度的骨科手术中使用,例如骨折复位术中,骨臂修复手术中,脊椎手术中等。

智能导航系统在手术中的应用AI助力精准定位

智能导航系统在手术中的应用AI助力精准定位

智能导航系统在手术中的应用AI助力精准定位智能导航系统在手术中的应用:AI助力精准定位导言:随着人工智能技术的不断发展,智能导航系统在医疗领域的应用越来越广泛。

特别是在手术过程中,智能导航系统带来了许多便利和效益。

本文将探讨智能导航系统在手术中的应用,以及AI技术如何助力精准定位。

1. 智能导航系统的基本原理智能导航系统是基于人工智能技术开发的一种创新医疗设备,它利用高精度的传感器和智能算法,能够实时获取患者的解剖结构信息,并将其与医生的手术操作相结合,实现精准定位和导航。

2. 智能导航系统在手术中的应用2.1 神经外科手术中的应用神经外科手术是一种高风险且具有复杂性的手术,需要医生对患者的神经解剖结构有着精准的了解。

智能导航系统通过实时扫描患者的大脑结构,能够提供精确的数据,帮助医生在手术中定位和导航,最大限度地减少手术风险。

2.2 骨科手术中的应用骨科手术需要医生准确地找到患者的骨骼结构,然后进行手术操作。

传统手术方式下,医生需要依靠自己的经验和观察来进行定位,容易受到人为因素的影响。

而智能导航系统可以根据预先扫描的患者骨骼结构图像,为医生提供准确的位置信息,使手术操作更加精准。

2.3 心脏手术中的应用心脏手术是一种高风险的手术,对医生的要求非常高。

智能导航系统可以通过监测患者的心脏结构和功能,为医生提供实时的数据反馈和引导,帮助医生准确定位手术部位,并提供最佳的手术路径,大大提高手术的安全性和成功率。

3. AI技术助力智能导航系统人工智能技术是智能导航系统的核心驱动力。

通过深度学习算法和大数据分析,AI技术可以比医生更快速、精准地识别和定位患者解剖结构,从而为手术过程提供更为高效和准确的导航。

此外,AI技术还可以根据手术历史数据和文献资料,为医生提供最新的临床指导和决策支持,进一步提高手术的精确性和安全性。

4. 智能导航系统的优势和挑战4.1 优势智能导航系统能够提供实时的准确导航和定位信息,帮助医生更加精确地进行手术操作,减少手术风险,提高手术成功率。

骨科手术导航技术的现状与未来

骨科手术导航技术的现状与未来
背景
随着医疗技术的不断发展,骨科手术 对精准度和安全性的要求越来越高, 传统的手术方法已经难以满足需求, 因此骨科手术导航技术应运而生。
技术原理
原理
通过计算机系统将患者的医学影像资料(如CT、MRI等)与实际手术位置进行 匹配,利用图像处理技术进行三维重建,实现手术部位的精准定位。
技术流程
获取患者医学影像资料→建立三维模型→注册配准→导航定位→手术操作。
临床应用范围
01
02
03
脊柱手术
导航技术可辅助医生进行 脊柱肿瘤、脊柱侧弯、脊 柱骨折等手术,提高手术 精度和安全性。
关节手术
导航技术广泛应用于髋关 节、膝关节、肩关节等关 节置换手术,提高假体植 入位置的准确性。
创伤手术
对于骨折复位、骨肿瘤切 除等创伤手术,导航技术 有助于减少手术创伤和并 发症。
医疗成本
手术导航技术的成本较高,可能会增加患者的经济负担,需要关注 其经济影响。
医疗质量与安全
手术导航技术的应用可以提高手术的精确性和安全性,但也可能导致 过度依赖技术,忽视医生的专业技能和经验。
政策建议与展望
加强监管
政府应加强对骨科手术导航技术的监管,制定相应的法规和标准, 确保技术的安全和有效性。
交叉学科融合与应用
医学影像技术
01
与医学影像技术相结合,利用影像学数据为手术导航提供更加
精准的定位信息。
生物力学
02
与生物力学学科相融合,深入研究骨骼、关节的生物力学特性,
为手术导航提供更加科学的依据。
神经生理学
03
与神经生理学相结合,研究神经生理机制,提高手术导航的安
全性和舒适性。
未来临床应用前景
骨科手术导航技术的现 状与未来

骨科手术中的导航技术应用与操作指南

骨科手术中的导航技术应用与操作指南

骨科手术中的导航技术应用与操作指南导航技术的应用在骨科手术中发挥了重要作用,它可以帮助医生准确地定位和导航手术切口、骨折修复、关节置换等过程中的关键步骤。

本文将介绍导航技术在骨科手术中的应用以及操作指南。

导航技术是一种借助计算机辅助设备的技术,在手术过程中通过实时的图像导航为医生提供准确的位置指引和解剖结构信息。

它可以用于导航手术切口位置、确定骨折修复位置、辅助关节置换手术等,有助于提高手术的精确性和安全性。

在骨科手术中,导航技术的应用主要包括以下几个方面:1. 骨切口导航:传统的手术切口定位依赖于医生的经验和手动测量,存在一定的误差。

而借助导航技术的帮助,医生可以通过预先标记的参考点或特定软件来确定切口位置,有效降低了手术切口的误差。

2. 骨折修复导航:导航技术能够提供高精度的三维解剖定位信息,为医生在复杂的骨折修复手术中提供准确的导航指引。

通过导航系统的实时影像显示,医生能够直观地了解骨折的位置、角度和关系,从而更好地规划手术方案,减少手术时间和创伤。

3. 关节置换导航:在关节置换手术中,导航技术可以提供关节的解剖信息以及手术切口和假体定位等指导。

通过导航系统的引导,医生可以在手术过程中实时调整手术方案,确保假体与周围组织的高度适配和稳定性。

导航技术在骨科手术中的操作指南如下:1. 前期准备:在手术前,医生应根据患者的病情和手术需求选择适合的导航系统,并对系统进行充分的了解和熟悉。

同时,需要对患者进行影像学检查,获取患者的三维图像数据,以供导航系统使用。

2. 导航系统设置:在手术现场,医生需要将导航系统与手术器械和影像设备进行连接,并进行系统校准。

校准过程中,医生需要准确标定参考点,以确保导航系统的准确性。

3. 手术过程中的导航操作:手术过程中,医生通过导航系统的实时影像显示和定位指引,可确定手术切口位置、骨折修复位置等关键步骤。

医生可以通过系统提供的功能调整影像的方向、角度和放大倍数,更好地观察和导航手术区域。

计算机导航全膝关节置换术在创伤后股骨干严重畸形患者中的应用

计算机导航全膝关节置换术在创伤后股骨干严重畸形患者中的应用
Biblioteka ・临 床 论 著 ・
( 华 扶他 林 杯 征文 ) 诺
计算机导航 全膝关节置换术在创伤后股骨干 严 重 畸形 患者 中 的应 用
王诗 军 赵 宇驰 张树 栋 马卫 华 王 雏光 赵 中原 刘 克贵 孔 刚
【 摘要 】 目的
中 的应 用 。 方 法
介绍计算机导航辅 助全膝关节置换术 ( K 在伴 有关节外 股骨严重 畸形患者 T A)
中华 关 节外 科杂 志 ( 电子 版 )o 1 l 2 l 年 2月第 5卷第 6期
C i J o t ug Eet n dtn ,ee br 0 1 V 15 N . hn i r( lcoi E io )D cm e 1 , o. , o6 Jn S r c i 2
.2 . 5
【 关键词 】 外科手术 , 机辅助 ; 关节成 形术 , , ; 畸形 计算 置换 膝
Na i a e 0 a n e a t r p a t n p t n t e e e e t a a t u a e r ld f r t W v g t d t t lk e r h o l sy i a e t wih s v r x r ・ r i l r f mo a e o miy i s c ANG S i n,ZH u c i ZH NG S u 如 , h AO Y —h , A h 一 MA We— u i a,WA i u n ZH o g y a ,L U K — h NG We— a g, AO Zh n — u n I e g
【 bt c】 0 jcv T e e u xe ec i c pt — st t neahol t A s at r bete or i o eprne n o u r ss dta ke r r a y i vw r i m e a ie o l t ps

计算机导航系统在椎弓根螺钉固定中的应用

计算机导航系统在椎弓根螺钉固定中的应用

计算机技术、 虚拟现实技术、 医学影像技术、 图像处理技 术及机器人外科技术与外科手术技术相结合, 产生了计算机 辅助外科技术。 计算机辅助外科技术是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
解剖, 制定手术方案, 并确定每个椎弓根螺钉的理想植入轨 迹、 长度和直径( 见图 1 ) ~2 。随后可用携带示踪器的椎弓根
3 讨 论
大大降低了手术的失误率 ;) c导航仪提供了可以从存储于计 算机上的三维影像资料上模拟测量钉道长度、 角度及椎弓根
直径的功能, 便于选择最佳长度与直径的椎弓根钉。使椎弓
自 15 年 B nhr 99 oce 采用长螺钉经椎板、 椎弓根达椎体 固定腰骶关节取得成功以来, 经椎弓根脊柱内固定技术已在 世界范围内广泛应用。 椎弓根螺钉可以固定到脊柱的前中后 三柱, 固定了椎问盘和两侧关节突关节三个活动部分 , 通过 短节段内固定装置上的椎 弓根钉与纵向连接杆( 之问的 板) 撑开、 加压作用 , 提供三维矫正和坚强的内固定, 恢复脊柱的
图 1 三维导航影像 系统 采集的术区 图像
置于术者对面, 术前将计算机导航三维影像系统与 c型臂 x 线机连接, 并调至工作状态, 手术床与体位垫均能透过 x线。
手术采用传统后正中入路显露椎体后路结构, 将动态参考架 固定于需椎弓根螺钉固定节段的上一椎体棘突根部, 随后采
用装有校准靶的c型臂, 动等中心旋转 10收集手术区域 自 9。 三维影像资料( 采集 26 5 帧二维影像图片, 经计算机处理重 建三维影像图像, mn 采集完毕后将影像资料传输至计算 2 i) 机导航三维影像系统工作站 。 导航检测仪上显示手术区域的 模拟三维影像, 医生在此基础上 , 可以详细研究手术部位的

计算机辅助手术在骨科的应用

计算机辅助手术在骨科的应用

sse t o a dc S r e y,C it d 0rh p e i u g r AOS) 。CAOS技 DRB) 、校正 装 置 ( lb a i n i t r ) Cai r to fx u e 、发 射器
术从 9 0年代 初 在欧 洲和北 美 问世 发展 十分 迅速 。现 ( a s te ) Tr n mitr 、接 受器 ( cie )等 。软件 主要 Re ev r 就 其在 骨 科 的应 用情 况做 一 介绍 。 是指 计 算机 的操 作 程序 :包 括 图像 的处 理 、 匹配算 法 、工 具注 册 、定 位 、角 度 、距 离 的测 量等 操 作系 1 CO A S基 本概 况 统 。其 中 图像 处理 涉及 三维 重 建 ,图像 分割 , 图像融
航 的出 现为 上述 问题提 供 了重 要 线索 ,其设 计 原理 术前 采集 图像 ,即病人 术前 有 关的 x线片 、C T、
来 自全 球 卫 星 定 位 技 术 。 计 算 机 辅 助 外 科 手 术 MRI 的图像 信息 输入 CAOS系 统 的电脑 ,通过软 件 ( AS)最 早起 源于 神经 外科 的立 体定 向技 术 ,空 间 包 的处 理 进行 三 维 构建 ,根 据 病 人 的解 剖信 息 医生 C 定位 技术 经历 了机 械手 定 位法 、光学 定 位法 、和不 可 以制 定术 前计 划和 模 拟手术 ,确定 内植 物 的大小 , 受 光 线遮挡 的 电磁定 位法 。 由于空 间定位 技术 的发 植入 的路 径 ,精 确 位置 。进 入手 术 室后 在 C型臂 的 展 其设 备对 手 术 的影 响 越来 越 小 ,逐渐 被 应 用于 脊 影像 增 强 器 上安 装 校 正 装置 , 臂 的视 频 光缆 连 接 C 柱 外科 的手 术 。随着 医学 影 像 技术 、计算 机 技术 的 导航 ,在 病 人 身上 固定 发射 器 ,连 接 发射 器 ,接 受 快速 发 展 ,CAOS经历 了初 期 基于 术 前 C 图像 引 器 于 导航 系统 。 节 C臂与病 人手 术部 位 的距 离 , T 调 获

人工智能在创伤骨科中的应用

人工智能在创伤骨科中的应用

人工智能在创伤骨科中的应用摘要:随着人工智能技术的不断发展,其在医疗领域的应用也越来越广泛。

创伤骨科是一种非常复杂的临床学科,其治疗流程和手术操作具有一定难度并存在不确定性,因此需要新颖的解决方案来提高治疗效果和手术成功率。

本文的研究宗旨在探讨人工智能技术在创伤骨科领域的应用,并通过实验数据和案例分析,验证人工智能技术能够在该领域中提高手术过程的准确性和治疗效果。

本研究首先回顾了目前创伤骨科领域的现状和挑战,然后深入分析了人工智能技术在该领域中的应用,包括其在手术前、手术中和手术后的各个环节。

接着通过采集和分析实验数据和案例,评估了该技术在手术操作中的准确性和效果。

通过实验数据和案例分析,本文发现人工智能技术在创伤骨科领域中的应用能够显著提高手术过程的准确性和治疗效果,同时也能够大幅降低手术风险和不确定性。

因此,该技术在该领域中的应用有着广阔的前景和潜力。

研究结果表明,人工智能技术在创伤骨科领域中的应用有着巨大的潜力,可以帮助医生更加科学、精准地进行手术操作和治疗。

未来,我们将继续深入研究和发展该技术,在创伤骨科领域中取得更有意义的进展。

关键词:人工智能;创伤骨科;医疗辅助技术;医学图像处理1绪论1.1 研究背景随着人工智能技术的不断发展,其在医疗领域的应用也逐渐得到了广泛关注。

骨科作为医学的重要分支之一,也在不断探索人工智能技术在其领域中的应用。

目前,人工智能系统已经能够模拟医生的临床诊断思维,针对骨科疾病进行诊断,并制定相关的治疗方案。

同时,数字骨科技术也为创伤骨科教学带来了新的机遇。

然而,在实际应用中,一些复杂的骨折仍然是创伤骨科教学的难点。

传统的X线、CT平扫、MRl等检查方法难以对这些骨折进行直观、形象、深刻的认识。

此外,传统创伤骨科手术的创伤大、并发症多,需要更好的路径和方法。

因此,计算机导航技术的发展为创伤骨科手术操作提供了更好的选择,其在骨盆骨折中的应用已经得到了广泛关注。

微创技术作为一种新型的治疗手段,对于创伤骨科临床治疗也带来了新的机遇。

骨科手术中的导航系统设计与实现

骨科手术中的导航系统设计与实现

骨科手术中的导航系统设计与实现近年来,随着医疗技术的不断提高,骨科手术中的导航系统也越来越成为一种常见的手术方式。

导航系统能够帮助医生更加准确地定位手术部位,提高手术成功率,减少手术风险。

本文将介绍骨科手术中的导航系统设计与实现。

一、导航系统的设计原理导航系统是一种基于图像处理和计算机技术的手术导航系统。

其设计原理是将患者的影像资料通过计算机处理后,生成一个三维坐标,使医生能够通过监视器精确定位手术部位。

导航系统可以准确显示患者骨骼、软组织及手术器械在三维空间的相对位置,从而帮助医生更加精确地操作。

导航系统的核心技术包括地标识别、三维模型重建、三维坐标计算、图像配准等。

地标识别是指通过一些固定的点来建立一个坐标系以及相应的定位系统。

三维模型重建是指利用影像学技术将患者的骨骼和软组织转化为三维模型。

三维坐标计算是指通过计算机处理得到三维坐标,使医生得以在三维空间中准确定位。

图像配准是指对患者的影像资料进行处理,使其与实际手术中所见的情况相符合。

二、导航系统的优点导航系统有许多优点。

首先,对于复杂的手术操作,导航系统可以帮助医生更加精确地定位手术部位,提高手术成功率。

其次,导航系统减少了手术风险,避免了手术偏差和不必要的损伤。

最后,导航系统可以帮助医生更好地了解患者的病情,更好地制定治疗方案,提高了手术的效果和质量。

三、导航系统的应用范围导航系统广泛应用于骨科手术领域,包括关节置换术、关节镜手术、骨切开术、脊柱手术等。

导航系统在关节置换术中的应用,可以准确地测量骨质缺损的大小和位置,选择合适的假体以及合理地安置假体。

在关节镜手术中的应用,可以准确地定位手术器械的位置,避免损伤周围组织。

在骨切开术中的应用,导航系统可以辅助手术医生更加精确地进行切口,从而减少手术时间和切口长度。

在脊柱手术中的应用,导航系统可以帮助医生更好地了解患者的脊柱结构和病变情况,制定更加有效的手术方案。

四、导航系统的发展趋势随着医疗技术的不断发展,导航系统也在不断完善和改进。

计算机辅助导航系统在骨科手术中的临床应用

计算机辅助导航系统在骨科手术中的临床应用

u ei i i S.n ciia o t o a dc, s e il h s et fs ie s ia c r ,on ug r n r u t s ci C I l c l rh p e is ep c l i t ea p cso pn ,pn l od j its r ey a d ta mai n n n ay n c
s ge y, N ur r CA S ha ly d a m p t ntr l W ih d v lp n fs inc s CA sp a e n i ora oe. t e eo me to ce e , N S i u et i c d ra ss r o fnd mu h wi e p— pl a insi l c . i t c o n ci s ni
[ yw rsC mptr sidoeai ; aiai yt O toadc Ke od] o ue—ase prtn N v t nss m; rhpei t o g o e s
计算 机辅助 骨 科手 术 ( mp tr sie r o o C ue s tdot — a s h pdc rey C S 即 利 用 各 种 影 像 设 备 如 C e i s g r, AO ) su T、 MRIP T、 S US等 结 合 导 航 系 统 , 人 体 骨骼 、 E D A、 对 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 , 术 中 进 行 操 作 干 预 的 一项 技 术 。 在 计 算 机导 航 系 统 ( mp tra i e a i t n ss o C ue s s dn vg i y— t ao tm A ) 空 间立 体 导 航 技术 、 算 机 图像 处 理 e C NS 将 计 及 可视化 技术与 临 床结 合 起 来 , 用计 算 机计 算 出 利 信号 传输和 接收 发 射 器位 置 点 的数 据 , 出所需 的 得 各 种 曲线 和角度 , 使无形 、 虚拟 的人体参 数转变成 直 接 的动画 图像。 同时可 使手术 器械 的位置 在手术 影 像上 实时显示 , 医生 可 以随 时 了解 器械 位 置与 解 剖 结构 的关 系, 确保 手 术 的安 全 ; 最 大 的优 势是 : 其 简 化了手 术操作 , 短 了手 术 时间 , 少 了手 术 创伤 , 缩 减

计算机导航辅助下转子间骨折的微创治疗

计算机导航辅助下转子间骨折的微创治疗
g t o y t m a in S se S HEN in, EN a g y a Z Ja W Lin — u n, HA0 in, t l Lil a e a
( ej g Ho p tIB in 1 0 3 Chn ) B in s ia , ej g i i 0 7 0, ia Ab tat Ob etv Usn o u e a iain s se h lst nmiet e iv so fitrr c a trcfa— sr c : jcie ig c mp trn vg t y tm ep O mii z h n a in o n e to h n e i r c o
t e ,r c ur a i e ss e om p e viaton s s e , n heot r nde go ou ie pr e h m f a t e w sfx d as it d by c ut rna g i y t m a d t he s u r ner tn oc dur Theop— e. e a i i e, l od l s, i e r y d i r ton tm b o os tm s ofX— a urng ope a i n a he sz ft ncso w e e c p e t e t e t r to nd t ie o he i iin r om ar d be we n h WO
摘要: 目的
利 用 计 算 机 导 航 定 位 、 导 , 现 股 骨 转 子 间骨 折 固定 手 术 的微 创 化 。 法 自20 年 8 至 2 1 年 9 引 实 方 06 月 00
月 , 院 共 收 治 了8 我 4例 股 骨 转 子 间 骨 折 患 者 ,9例 为新 鲜 外 伤性 骨折 。 中7 7 其 6例 采 用 透 视 下 闭 合 复 位 , 端 髓 内 固定 近 手术, 2 男 8例 , 4 女 8例 8岁 。 6例 中 2 7 7例 选 择 了术 中导 航 辅 助 下 内 固定 , 其余 4 9例 采 用 常 规 方 法 内 固 定 。 组 患者 均存 在 不 同程 度 的 骨质 疏 松 , 有 内科 并 存 症 。 比两 组 患 者 手 术 时 间 、 中显 性 出血 量 、 中 两 均 对 术 术 曝 光次 数 、 术 创 口 大小 。 果 两组 在 术 中 显 性 出血 量 、 中曝 光 次 数 、 术 创 口大 小 等 方 面 进 行 比较 , 手 结 术 手 导航 组 均 优 于 常 规 内 固定 组 , 异 有 统 计 学 意 义 ( 差 P< O 0 ) 结 论 闭 合 复 位 , 航 辅 助 可 以作 为 内 固定 手 术 治 疗 股 骨 转 子 间 骨 .5。 导 折 的 微 创 方 法 , 以使 手 术 定 位 准 确 , 固定 位 置 更 理 想 , 少 术 中失 血 及 x 线 的曝 光 次 数 。 可 内 减 关键词 : 算机辅助手术 ; 计 导航 系 统 ; 子 间骨 折 ; 固 定 ; 创 转 内 微

计算机导航系统在腰椎及股骨颈骨折内固定手术中的应用

计算机导航系统在腰椎及股骨颈骨折内固定手术中的应用

16例均获得 随访 , 0 随访 时间为 6 1 月 , 均 1 — 3个 平 0个
月。 骨折愈合判定标准 :优 : 行走正常 , 复原功能 , 恢 无疼痛 ,
图 2 腰椎骨折计算机导航术后应用 C臂拍片
本组 7 9例 ; 行走轻度跛行 , 良: 功能基本 正常 , 活动多时有疼
维普资讯
进行各类骨科导航手术 16例 .并以最短的时问完成 手术 , 0
手术一次性成功率达 10 0 %,同进有效地 降低 了术后的并发 症。
1 临 床 资 料
1 一般资料 . 1
本组患者 16例 。男 6 0 9例 , 3 ; 女 7例 年龄
股 骨 相 对 位 置不 变动 , 否则 会 影 响 手 术 的 准 确 度 。 安 装 C型
张永庆 吴景 华 霍华春 许 兵 翟 照 (4 15医 院骨 科 , 南信 阳 4 4 0 ) 河 6 00
【 关键词】 骨科辅助手术导航
【 图分 类 号 】 R 8T 3 中 6 :P 9
立 体 定 位 技术
骨 科 微 创 技术
【 文献 标 识 码】 B
笔 者 所 在 科 自 20 — 9 2 0 — 0应 用 计 算 机 导 航 系统 040 ~07 1
1~ 6岁 , 均 4 48 平 7岁 。患 者 术 前均 经 x线 机 、 T造 影 检 查 , C
臂靶罩 , 同样足在取图前应使定位装置完全能追踪 到 C臂机 靶罩 及肢体示踪器 , 片并保存在计算 机 内, 常拍正 侧 2 拍 通 个位 置的图片 . 在图像 示屏上 显示 出来 , 手术示踪 器 并 在 指示下 . 以从图像上 观察 到当前手术器械所在 的位置及 深 可

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手术室护理人员使用计算机导航追踪定位技术配合骨科手术的方法

手术室护理人员使用计算机导航追踪定位技术配合骨科手术的方法

手术室护理人员使用计算机导航追踪定位技术配合骨科手术的方法作者:金永红朱方园来源:《护理实践与研究》 2014年第3期作者单位:214001无锡市南京中医药大学附属无锡市中医医院金永红:女,本科,副主任护师金永红朱方园摘要目的:使用计算机导航追踪定位技术配合骨科医师完成导航辅助骨科手术方法。

方法:对30例骨科患者实施计算机导航辅助骨科手术,手术室护理人员采用导航追踪定位,即导航设备的安装连接、导航定位的追踪、出现问题的处理及纠正等方法进行配合。

结果:手术过程顺利,30例骨科患者成功实施计算机导航辅助下的骨科手术。

结论:护理人员通过计算机导航追踪定位技术的学习与培训,不断开阔视野,更新观念,提高自身素质,能积极应对高难度及高新技术的开展。

关键词护理人员;追踪定位技术;计算机导航doi:10.3969/j.issn.1672-9676.2014.03.041计算机导航辅助骨科技术(CAOS)是使术者通过显示屏直观观察到所操作部位的解剖结构,通过可追踪的手术工具进行操作,提高了手术的质量和安全性[1]。

在计算机辅助骨科导航系统中,光学定位是目前手术导航系统中的主流定位方法,其作用就是实时测出手术器械的空间位置和姿态[2]。

手术室护理人员进行手术配合时除充分做好常规准备外,还应熟练掌握导航追踪定位技术,根据术中具体情况随时调整导航系统追踪定位状态,保证追踪定位的准确性,保证手术的顺利进行。

1临床资料我院手术室于2011年6月~2013年5月共30例在计算机导航辅助下行骨科手术,其中男6例,女24例。

年龄60岁以下13例,61~80岁13例,80岁以上4例。

全髋关节置换术2例,人工股骨头置换术1例,全膝表面置换术1例,股骨颈闭合复位空心钉内固定术4例,腰椎椎弓根钉内固定术10例,股骨粗隆闭合复位内固定术9例,肱骨近端切开复位内固定术2例,其他手术1例。

2操作方法2.1连接设备(1)把设备连接到计算机辅助导航系统,连接状态会自动显示,绿色实线表示确认已连接,桔色虚线表示连接未得到确认。

骨科手术导航中2D--3D医学图像配准的应用研究

骨科手术导航中2D--3D医学图像配准的应用研究
硕士研究生:罗博博 指导教师:冯前进教授


在外科临床手术中,骨科手术是一类风险较大的常见手术。传统地,临床 医生在手术中主要凭借以往临床经验或依赖患者术前MRI、CT影像或二维X线 透视片评估病人的解剖信息。此时,医生需要通过该影像于大脑中构建具有三 维形态的人体器官和手术过程,尽管这种方式能对临床手术起到一定的辅助作 用,但手术的成功率很大程度上依赖于外科医生的临床经验,整个手术操作过 程缺乏客观科学的影像依据。如果采用临床X线图像进行术中实时引导,临床 医生和患者都须接受较大剂量的辐射,他们的身体将被严重伤害。因此,骨外 科手术导航技术应运而生,它是临床医学影像技术、电子和计算机技术共同发 展的结果。手术过程中,它以MRI、CT等影像数据为基础,将病人术前医学影 像数据和手术床上病人的解剖结构准确对应,定位追踪器将手术器械的相对位 置在病人解剖影像上以虚拟探针的形式实时更新显示,使骨外科医生实时掌控 手术器械相对病人解剖结构的精确位置,从而实现骨科手术的引导。骨科手术 导航在临床应用中可以提高手术的精确度和成功率,同时也减少了患者的创伤, 即成为目前计算机集成外科辅助治疗领域的研究热点。 骨科手术导航技术中,医学图像配准为其中重要的一环。医学图像配准是 指将来自不同形式或不同时间的探测器的医学图像(如MRI,CT,X线图像等),利 用计算机技术实现对于一幅医学图像寻求一种或者一系列的空间变换,使它与
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Referencing
Automatic compensation of patient and camera motion.
Reference coordinate system is attached anywhere on patient.
Matching
The transformation between the patient world and the CT image world is found
easy setup, mobile, only 80 x 80 cm each
Surgical instruments are tracked by a camera
Camera Infrared
LED Shield
Best tracking technology
• High precision
针,十字韧带重建等。
(二).二维X线依赖的导航
• C臂现在已经成为骨科手术的基本设备。其最 大的特点是实时迅速的显象,无须术前模拟。在 手术器械上和传感器上安装两套光发射二级管( LEDS)通过显示屏来配准(11)。其配准过程包 括X线的建模和补偿由于C臂转动带来的图象变形 。示踪器安放在C臂上,可以计算控制功能参数 ,最先被Hofsteterr使用(12)。通过C臂的转 动获得图象,是一对多的图象,相当于使用了多 个C臂,这是2维显象的一个优势。另一个优势是 图象可以更新,随时可以获得最新的图象,有利 于复杂骨折的复位。现在2维依赖的导航已经广泛 应用于关节置换、锁式髓针,DHS,十字韧带重 建中。
Tool Set Spine
Tool Set Pelvis
• 4 chisels • Pelvis • Fragment • Calibration • Pointer • VK
Simultaneous tracking of 9 tools!
Tool Set Hip Prosthetics
SurgiGATE® Components
计算机导航在骨科手术中的应用
一.基本概念

CAOS即利用各种影象设备如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,
• long and compact tools
• Many objects tracked • multiple tools and bones
• Large Field of View (FOV)
• needed for C-Arm and other applications
三个条件:
• 1.校准(calibration):对于描述骨骼的几何形 状校准是必需的。即在操作器械上安装跟踪器, 是提高图象配准精度及定位精度的第一步。 2.配准(registration):其目的是在VO和术前图 象的基础上对手术器械定位,提供相对应的定位 显象。 3.参照(reference):动态参照系统(dynamic reference bases,DRB)可以弥补由于导航仪和 骨骼位置的移动带来的误差。
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,使骨科手术变的更安全、更准确
、更微创。
Basic principle
基本设备:
• 不同的导航系统有不同的设备,但其中最基本的 设备是一致的。大概有以下三种分类: (1)SO(surgical object):手术操作实体,在 骨科领域,主要是骨骼及相关联的组织结构。 (2)VO(virtual object)成像设备。现在常用 的CT,X线,MRI ,PET,DSA 等影象设备,可 以实时准确地提供图象及数据。 (3)NAV(navigator):导航仪。即在SO 和 VO 之间的连接装置。获取操作器械在人体的定 位和方向。
Define Landmark in Image
Find Landmark on Patient
Matching methods
Methods:
• Paired-Point Matching • Surface Matching
Digitization of points
Surgical Navigation
Step 3: Navigate
Action Image
OR Setup
三.基本类型
• (一)CT依赖的导航系统

最早应用于神经外科,目前在骨科应用比较广泛,最
早应用于脊柱椎弓根螺钉固定系统(6)。目前典型的系
统有DiGioia(7)等开发的Hipnav系统,Langlotz(8)等开
发的脊柱导航系统。术前将获得CT扫描图像,并将患者的 模拟仿真数据导人计算机中;术中,通过定位跟踪器获得 手术工具与解剖结构之间的空间位置关系,并与术前的CT 图像进行配准,在计算机中实时显示手术工具在仿真模型
中的位置关系,以指导医生实施手术操作。配准是其最关
键的技术,有过去的点匹配(9)和现在的面匹配(10) 。该导航最大的优点是可以获得良好的三维图象,有利于 术前计划和模拟。其缺点是,需要严格的配准和参照才能 获得更好的图象,而且无法实时显象,图象无法更新。,
现在已经广泛应用于全髋置换和全膝置换,DHS,锁式髓
.控制手术器械到达要求的部位,从而实施相
应的手术操作。
Step 1: Placement of the Reference Base
Reference coordinate system is attached anywhere on patient.
Step 2: Shoot images
Image stored in the computer
PatientLeabharlann Image二.工作模式

医生通过术前或术中x线/CT/MRI对人
体手术部位进行显示,定位,然后规划模拟,
术中手持装有跟踪器的操作器械对患者实施操
作,手术工具的空间立体定位及瞄准过程均在
跟踪器的实时控制之下,跟踪器能够精确地给
出术中解剖部位与多模图像之间的位置关系,
经过相应坐标转换(平移、旋转等)的配准过程
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