一、脊柱导航系统的临床应用现状与展望（论文文献综述）
李东泽[1]（2021）在《基于微型超声探头的骨内超声导航关键技术研究》文中指出超声具有无电离辐射、无电磁干扰、费用低廉且便于携带的优点;但是起初认为由于其分辨率较CT低,且分辨率和穿透力成反比,因而并不适合在骨组织中应用。20世纪80-90年代,超声探头技术有了重大发展,双功率多普勒和彩色血流成像的出现以及腔内超声探头的成功研制和应用,显着提高了超声成像的空间分辨力,极大地拓展了临床应用范围,提供了利用超声解决骨内导航问题的可能性,对降低脊柱椎弓根手术中螺钉误置率、手术风险具有重要意义。本文主要针对用于骨内超声导航的微型换能器性能优化、微型超声探头对不同尺度骨钉道孔径识别能力研究和微型超声探头测试系统研制这三项关键技术进行深入研究,旨在进一步验证超声骨内导航的可行性,改善超声在骨内环境中的成像质量。针对为缩小换能器体积而减小背衬层厚度,导致换能器工作时存在背向和侧向回波,引起的空间指向性问题,提出利用高声阻抗材料包裹换能器的方法。首先,对镍、钽、钨和泡沫镍四种常见的高声阻抗材料进行超声穿透测试研究,验证解决方案的可行性。其次,测试包裹这四种高声阻抗材料对换能器背向和侧向回波的抑制效果,经比较确定最终的包裹材料为钨箔。最后,设计可一次性完成换能器压接工序与包裹工序的新型夹具,方便工程化生产推广,保证产品的一致性,测试包裹钨箔是否会对换能器的其它性能产生影响。针对超声在骨科领域内应用的极限分辨率、可识别的极限孔径大小尚不明确;在极近距离内成像效果差;孔径识别依靠人工经验判断等问题。首先,进行了超声可识别的骨片极限孔径研究,得到原始图像。其次,运用振铃信号消除的方法、高通滤波、希尔伯特变换、灰度映射方法对得到的原始图像进行处理,通过对结果的分析,直径2mm的孔是超声在骨科领域的识别极限,进一步验证了超声解决骨内导航问题的可行性。最后,运用图像融合分割技术（分水岭算法、聚类算法、阈值分割法）和边界提取方法（罗伯特算子、索贝尔算子、坎尼算子等边缘检测算子）结合小波图像融合技术,实现对骨板上孔径边界的勾勒,辅助人工判断,提供预警信号。针对超声探头测试、超声离体测试以及后续量化工业化生产微型超声换能器时质量监控的需求,研制了一种三维多角度双脉冲发射的微型超声探头测试系统。微型超声探头测试系统由三部分组成,分别进行研究。首先,研制了测试准直系统,利用三维旋转控制平台结合多种特制夹具,实现水听器与探头之间的快速精确对准。接着,研发了高频脉冲发射装置及接收水听器,设计研制高频宽带脉冲发射器,外购定制了专用的水听器。最后,进行了去离子除气水制备系统研制工作,有效满足超声测试对去离子除气水的需求;搭建控制系统,使系统能够满足一体化、自动化的设计需求,节约了实验中的时间成本;并通过设置反冲洗系统,降低了设备的日常维护成本。
庄晓军[2]（2021）在《二维计算机导航辅助与传统常规透视在胸腰椎椎弓根螺钉内固定中的临床对比分析》文中提出目的:通过比较二维计算机导航辅助与传统常规C臂机透视在胸腰椎椎弓根螺钉内固定手术中的临床应用疗效,分析二维计算机导航辅助在胸腰椎螺钉内固定临床应用中的优劣势。方法:采用回顾性病例对照研究收集分析2019年9月—2020年9月就诊福建省立医院创伤外科且应用椎弓根钉螺钉内固定治疗胸腰椎疾病的88例患者的临床资料,其中胸腰椎骨折50例,腰椎间盘突出23例,腰椎管狭窄9例,腰椎滑脱6例。根据不同的手术方式分组,其中传统常规C臂机透视下置钉55例（透视组）,二维计算机导航辅助下置钉33例（导航组）。对两组在手术时间、术中出血量、切口长度、术后引流量、住院天数、置钉准确性、术后并发症等方面进行统计学分析。结果:在手术时间上,透视组为182.6±58.3min,导航组为209.4±49.9min,其中P=0.031<0.05,二者之间差异有统计学意义。在术中出血量上,透视组为187.3±146.5ml,导航组为224.2±150.5ml,其中P=0.260>0.05,二者之间差异无统计学意义。在切口长度上,透视组为9.6±2.5cm,导航组为10.7±2.9cm,其中P=0.062>0.05,二者之间差异无统计学意义。在术后引流量上,透视组为179.5±108.6ml,导航组为168.0±111.2ml,其中P=0.688>0.05,二者之间差异无统计学意义。在住院天数上,透视组为10.6±8.9天,导航组为13.2±5.3天,其中P=0.128>0.05,二者之间差异无统计学意义。在术后并发症上,透视组有9例,导航组有5例,其中P=0.880>0.05,二者之间差异无统计学意义。在置钉准确性上,透视组右侧椎弓根的轴线与椎体上终板夹角（即α角）为4.5°±1.3°,左侧α角为4.2°±1.1°,各椎体节段双侧α角差异均无统计学意义。导航组右侧椎弓根的轴线与椎体上终板夹角（α角）为3.2°±0.6°,左侧α角为3.8°±0.4°,各椎体节段双侧α角差异均无统计学意义。透视组双侧椎弓根钉轴线的交角（即β角）为3.1°±1.3°大于导航组的β角（1.9°±0.3°）,P=0.023<0.05,差异有统计学意义。透视组置钉准确率为85.8%小于导航组置钉准确性（92.6%）,P=0.036<0.05,差异有统计学意义。结论:在置钉准确性上,二维计算机导航辅助是优于常规C臂机透视的,能提高置钉准确性。但导航组在手术时间上却是往往多于透视组,我们认为主要与导航系统自身的不足如器械准备校对时间、术中遮挡问题,另外与术者的经验和助手的配合程度也有一定关系,以及导航辅助手术存在一定的学习曲线。其余,在术中出血量、切口长度、术后引流量、住院天数、术后并发症等方面,二维计算机导航组与传统常规C臂机透视组之间无显着性差异。总体而言,二维计算机导航辅助系统在胸腰椎椎弓根螺钉内固定手术中具有积极的作用,值得推广。
王干[3]（2021）在《天玑骨科手术机器人辅助导航与传统股骨颈骨折中空钉内固定的早期疗效比较》文中研究说明目的:比较天玑骨科手术机器人辅助导航与传统中空螺钉内固定治疗股骨颈骨折的早期疗效。方法:回顾性分析2018年9月至2020年9月我院收治的行中空螺钉内固定术治疗的股骨颈骨折患者的各项资料,根据是否使用天玑骨科手术机器人辅助导航置钉分为实验组和对照组,实验组行天玑骨科手术机器人辅助导航下股骨颈骨折闭合复位中空螺钉内固定术,对照组行人工股骨颈骨折闭合复位中空螺钉内固定术。收集实验组及对照组病例的以下数据:①手术时间;②术中出血量;③术中透视次数;④术中的导针调整次数（钻孔次数）;⑤导出术后第二天复查X线片,测量各螺钉间的角度、螺钉与股骨颈长轴的夹角;⑥住院天数;⑦住院期间有无并发症,如内固定物松动、下肢静脉血栓、肺栓塞、血管神经损伤,伤口愈合不良、感染等等;⑧术后门诊复查的X线片。结果:共48例患者纳入研究,其中实验组24例,男性9例,女性15例,年龄为29～72岁,平均（55.31±5.26）岁,其中Garden Ⅰ型4例,GardenⅡ型20例,对照组24例,男性8例,女性16例,年龄为32～69岁,平均（54.17±5.18）岁,其中GardenⅠ型3例,GardenⅡ型21例。48例患者均采用三枚平行中空螺钉内固定手术,所有患者住院期间未发生内固定物松动、下肢静脉血栓形成、肺栓塞、血管神经损伤,伤口愈合不良、感染等并发症,手术时间:实验组短于对照组（P<0.05）;实验组术中出血量少于对照组（P<0.05）,实验组在术中透视次数和导针调整次数都明显少于对照组（P<0.05）,两组患者的住院时间差异无统计学意义（P>0.05）,实验组和对照组的螺钉平行度以及螺钉与股骨颈长轴平行度的差异具有统计学意义（P<0.05）。结论:使用天玑骨科手术机器人辅助导航三枚中空钉内固定术治疗无移位型股骨颈骨折可缩短手术时间,减少创伤出血,减少医患双方的放射线暴露,减少医疗操作对股骨头、颈的破坏,使螺钉的位置更佳。
李亮,闫亮,陈伯华,丁文元,陈其昕,朱悦,邓忠良,贺宝荣[4]（2020）在《机器人导航系统联合3D打印技术辅助经皮椎体成形术治疗Kümmell病的疗效》文中研究指明目的比较机器人导航系统（天玑机器人系统）联合3D打印技术与传统C形臂X线机透视辅助经皮椎体后凸成形术（PKP）或经皮椎体成形术（PVP）治疗Kümmell病的临床疗效。方法采用回顾性病例对照研究分析2017年12月— 2019年2月西安交通大学医学部附属红会医院收治的40例Kümmell病患者临床资料,其中男12例,女28例;年龄42～71岁,平均56.4岁。观察组20例,采用机器人导航系统联合3D打印技术辅助行PKP或PVP治疗;对照组20例,采用传统C形臂X线机透视辅助PKP或PVP治疗。比较两组手术时间及手术并发症发生率,术前、术后1 d和术后3个月视觉模拟评分（VAS）、Oswestry功能障碍指数（ODI）、Cobb角和椎体前缘高度。结果患者均获随访3.5～8.6个月,平均6.7个月。对照组手术时间为（32.2±5.8）min,观察组手术时间为（26.7±3.6）min （P<0.05）。观察组骨水泥渗漏发生率为0%（0/20）,对照组骨水泥渗漏发生率为5%（1/20） （P>0.05）。术后1 d观察组与对照组VAS分别为（2.1±0.3）分、（3.7±0.8）分,ODI分别为14.3±1.8、25.5±5.7,Cobb角分别为（20.6±1.2）°、（22.4±0.6）°,椎体前缘高度分别为（21.2±0.8）mm、（17.6±0.7）mm,均较术前有明显改善（P<0.01）。术后3个月观察组与对照组VAS分别为（1.8±0.4）分、（2.8±0.8）分,ODI分别为12.3±1.5、21.6±2.3,Cobb角分别为（18.1±0.8）°、（20.5±1.6）°,椎体前缘高度分别为（20.1±1.8）mm、（16.8±1.3）mm,与术后1 d比较,差异均无统计学意义（P>0.05）。术后1 d和术后3个月观察组VAS、ODI、Cobb角、椎体前缘高度与对照组比较,差异均有统计学意义（P<0.01）。结论应用机器人导航系统联合3D打印技术较传统C形臂X线机透视辅助PKP或PVP治疗Kümmell病能更有效减轻患者疼痛、改善生活质量、恢复椎体前缘高度,实现个体化精准治疗。
李倩倩[5]（2020）在《正颌外科手术机器人视觉导航与轨迹规划》文中研究指明手术机器人发展至今已经有近四十年历史。然而长期以来,受到技术、伦理、制度等各种因素限制,手术机器人的自主作业能力及其在临床应用领域的推广一直发展缓慢。另一方面,在医学临床领域,口腔颅颌面外科一直是数字化外科技术应用的先驱和领军力量,尤其是手术方案较为量化的正颌外科,已经广泛实现了计算机辅助设计和手术导航等数字化技术在临床上的推广应用。引入机器人技术来解决数字化设计在术中的执行问题,成为数字化正颌外科手术当前的迫切需求。本文结合正颌外科手术现有基础和临床需求,搭建了一套基于图像引导的任务自主型正颌手术机器人系统,并设计了机器人辅助正颌手术的工作流程,以提高系统精准性、安全性和自主作业能力为研究目标,针对基于术前设计数据的导航定位和轨迹规划方法开展了深入研究。本文先后在山东大学交叉学科、国家重点实验室基金、国家重点研发计划等项目的资助下,完成了以下研究内容:（1）正颌手术机器人系统设计和集成。在手术机器人系统的研发过程中,系统集成是工程技术领域需要解决的重点问题。本文首先在充分分析正颌手术临床需求基础上,通过解决多源三维影像配准、手眼标定、工具标定、数据传输等系统集成的关键问题,基于手术设计软件、三维影像导航装置和轻量化的六自由度机械臂,集成了正颌手术机器人实验系统平台;然后,结合现有的数字化正颌手术临床基础和机器人作业特点,设计规划了机器人辅助正颌手术的临床实施流程,并将机器人辅助截骨和辅助上颌骨就位两项任务作为本文研究的重点。（2）基于多尺度测量的正颌手术机器人导航方法。光学定位导航是目前手术导航的主流技术,其中基于红外光线的双目立体导航设备凭借实时性高、视场范围大等优势,已经被广泛应用于临床外科的多个领域。但由于正颌手术术区狭窄、目标体积和移动幅度都较小,仅依靠红外导航相机难以实现术区内解剖结构的定位和跟踪。针对这一应用难点,本文在红外导航系统基础上,提出引入基于灰度图像和三维数字图像相关算法（3D-DIC）的高精度测量方法,并结合正颌手术的实际应用需求,对原有3D-DIC系统的实时性和鲁棒性进行了优化,实现了术区范围内局部组织的定位跟踪。（3）基于非对称模板的术前-术中三维影像配准算法。目前,临床上多采取术前在病人体内植入标记点的方式来确保术前-术中三维影像配准的精确性。标记点的识别精度成为限制配准精度的主要因素。针对这一问题,本文提出了一种基于非对称模板的图像匹配算法,通过改进的区域生长算法将术前CT影像中的初始配准点扩散为局部点云数据,借助局部点云对配准结果进一步迭代优化,最终实现更加精确的术前-术中三维影像配准。实验环节中,本文通过一组随机噪声实验证明了改进后的算法能够显着提高术前-术中影像配准的精确性和鲁棒性,从而有效提升正颌手术机器人的系统精度。（4）基于视觉-力觉信息融合的正颌手术机器人末端碰撞位置检测算法。由于正颌手术术区暴露范围小,术区深部解剖结构复杂,机器人按照术前规划及导航信息把持上颌骨运动过程中,无法完全依靠视觉传感器检测到组织牵拉和碰撞等造成的就位障碍。针对这一问题,本文借助机械臂腕部安装的六维力传感器提出了一种基于视觉导航数据和力觉信息相结合的碰撞位置检测方法。改进后的算法不用依靠几何约束就能够实现复杂区域的碰撞位置检测,且实验结果证明,检测精度不受碰撞物体形状和碰撞部位的影响,能够满足正颌手术的临床需求,为提高正颌手术机器人的智能感知和自主作业能力奠定了基础。（5）基于术前三维影像设计数据的机器人辅助激光截骨轨迹规划方法。上颌骨截骨是正颌手术的核心步骤,但传统手术往往难以在术中精确复现术前设计的截骨路径。针对这个问题,本文设计了一套机器人辅助水激光截骨系统,结合术前手术设计方案和水激光截骨工具的特性,基于三次样条差值拟合方法完成了机器人末端工具在空间中的轨迹规划,并将规划轨迹映射到关节空间,分析了其连续性。此外,针对激光截骨刀这种非接触式的手术器械,设计了专门的标定辅助工具,建立了机器人辅助激光截骨系统的工具标定方法,提高了系统的整体精度。
吴俊龙[6]（2020）在《光、电磁导航技术在微创脊柱外科的应用与创新研究》文中认为背景:微创脊柱外科技术具有医源性损伤小、术后恢复快、并发症少等优点。但由于脊柱解剖结构的特殊性,毗邻的都是重要的血管、神经结构。而且脊柱的畸形或退变都会导致解剖结构的变形,增加微创手术术中定位的难度和辐射暴露。较长的学习曲线和严重的手术并发症成为阻碍微创脊柱外科技术发展的重要原因。本课题探索将数字化导航技术与微创脊柱外科技术结合,通过数字化导航设备、软件的研发和手术流程的整合、优化,实现微创脊柱外科技术的导航化,缩短该技术的学习曲线,进一步提高手术的安全性。另外,根据现有光、电磁导航的特点,创新研发出具有自主知识产权的新型光、电磁一体手术导航系统,将光学和电磁导航技术有机结合、优势互补,实现术中光、电磁导航功能的自由切换。然后通过临床前期的动物实验和前瞻性随机对照临床实验进一步评估新型光、电磁一体导航系统的安全性、稳定性和精准性。第一部分基于O臂的光导航辅助下经皮颈椎后路椎间孔成型技术治疗神经根型颈椎病的临床研究目的:评估基于O臂的光导航系统辅助下的经皮颈椎后路椎间孔成型技术治疗神经根型颈椎病的临床疗效,影像结果和良好预后的相关因素。方法:回顾性分析42例基于O臂的光导航系统辅助下的经皮颈椎后路椎间孔成形技术治疗的单节段神经根型颈椎病患者。上肢的放射性疼痛为大部分患者的临床共同症状。所有患者接受导航系统辅助下的经皮颈椎后路椎间孔成型技术。临床疗效评估采用术前、术后即刻、末次随访的颈肩部视觉模拟疼痛评分和上肢疼痛评分（visual analog scale,VAS）、颈椎的功能障碍量化评价指数（neck disability index,NDI）和简明健康调查量表。影像学相关的评价指标,主要包括术前和末次随访:颈椎曲度（Cervical Curvature,CA）,节段角度（Segmental angle）和活动范围（Range of Motion,ROM）。结果:患者的平均随访时间15个月,无围手术期并发症。所有患者术后上肢放射痛,颈肩部疼痛及颈部功能障碍指数有显着改善。简明健康调查问卷的8项指标均提示术后显着改善。其中38例患者获得优、良的疗效评估。颈椎的曲度活动范围术后末次随访时测量的数值较术前有显着地改善。而且颈椎手术节段的后突较也较术前明显的改善。术后颈椎曲度和节段角度活动范围较术前改善但无明显统计学差异。单因素方差分析提示,病程小于3个月的患者术后疗效较病程大于3个月的患者更好（优秀比,83.33%vs.50.00%）.结论:本研究预示基于O臂的导航系统辅助下的经皮颈椎后路椎间孔成型技术治疗神经根型颈椎病是安全、有效的,且具有显着的微创优势。病程小于3个月的患者术后疗效较病程大于3个月的患者更好。第二部分基于O臂的光导航辅助下经皮腰椎椎间孔镜技术治疗腰椎间盘突出症的临床疗效与学习曲线研究目的:传统的经皮腰椎椎间孔镜技术具有较长的学习曲线。本研究中,我们将介绍一种基于O臂的光导航辅助下经皮腰椎椎间孔镜手术技术,并评估导航与非导航组腰椎椎间孔镜技术治疗腰椎间盘突出症的学习曲线和临床疗效。方法:从2017年9月到2018年1月前瞻性纳入118例腰椎间盘突出症的患者,其中导航辅助下经皮腰椎椎间孔镜手术治疗的患者为A组共58例,传统的X光透视辅助下完成的患者为B组共60例。术中记录手术的时间,术中穿刺置管的时间。临床随访评价指标包括两组患者术前,术后一周、术后三个月及术后七个月的腰背部及下肢的视觉模拟评分（VAS）,腰椎功能障碍指数评分（ODI）和MacNab标准评价患者腰椎的功能情况。结果:导航A组患者的平均手术时间为95.21±19.05分钟,穿刺置管时间为36.38±14.67分钟;透视B组患者的平均手术时间为113.83±22.01分钟,穿刺置管时间为52.63±17.94,经T检验对比分析A组的手术时间和穿刺置管时间均较B组有显着减少。两组学习曲线对比分析,A组的学习曲线更为陡峭,通过较少的例数可以到达稳定的阶段,且最终手术时间较B组显着减少。基于重复测量的方差分析,各组患者腰背部、下肢的VAS评分和腰椎功能障碍指数在不同的评价时间点均具有显着的统计学差异,且评价指标的评分术前均为最高,术后随着时间的进展呈逐步下降趋势。但两组之间对比分析三个评价指标无明显统计学差异。两组患者术中及术后均无严重并发症发生。结论:本研究证实了O臂的光导航辅助下PELD技术治疗腰椎间盘突出症是安全、有效的。而且导航技术能够明显缩短PELD技术的学习曲线,降低手术难度,减少医护人员的辐射暴露。第三部分基于二维G臂的磁导航辅助下经皮腰椎椎间孔镜技术治疗腰椎管狭窄症的临床安全性和有效性研究目的:详细的介绍SEEssys系统以及该技术用于治疗腰椎管狭窄症的流程,通过前瞻性病例对照研究评估SEEssys系统辅助下PTELD技术治疗LSS的安全性和有效性。方法:从2018年4月至2018年10月期间,88例患者随机分为导航组和透视组。围手术期数据进行详细的记录,包括手术时间,安置工作管道时间,辐射剂量,出血量,术中疼痛评价和术后住院天数等。临床疗效评估采用视觉模拟评分（Visual Analogue Scale,VAS）,腰椎功能障碍指数（Oswerstry Disability Index,ODI）,6分钟步行试验结果和改良Macnab评价标准等。结果:两组患者的手术时间和术中安置工作套管的时间有明显统计学差异（P<0.05）。导航组比透视组更高效。透视组的辐射剂量较导航组有显着增加（P<0.05）。术中主观疼痛评分导航组较透视组有明显改善（P<0.05）。两组患者术前VAS和ODI的基线评分无明显统计学差异（P>0.05）。两组患者术后腰腿痛VAS评分和腰椎ODI评分均较术前有明显好转,且术后随着时间延长而不断改善。两组患者的步行能力的改善和最终随访时主观评价指标优良率的改善均无明显统计学差异（P>0.05）。结论:新型电磁导航技术辅助下PTELD技术治疗腰椎管狭窄合并椎间盘突出症患者,与透视图像引导相比,能够获得相同的临床疗效。但导航组手术效率更高,辐射暴露水平更低。电磁追踪手术导航系统能够将术中透视影像与术前CT数据结合,然后精准的获取术中实时三维虚拟影像是一个突破性的进展,能够极大的提升导航的实用性,并增强导航的安全性和扩大临床应用范围。第四部分新型光、电磁一体手术导航系统的创新设计与研发目的:研制出新型光、电磁一体手术导航系统的产品样机、软件及配套手术器械。方法:通过解决光学、电磁设备同机、同时追踪,光学、电磁追踪设备同时注册定位,异构变形医学影像融合与体内器械实时定位,实时数据驱动的手术过程可视化多层模型建立和多模式影像信号检测等科学问题来评估技术上可行性。结果:新型光、电磁一体导航系统产品样机成功研制,并通过国家食品药品监督管理局初步检验和完成注册。光、电磁一体新型手术导航系统相关软件和配套手术器械的研发工作已完成,并申请和获得了相关软件着作权或发明专利。结论:针对于目前光学、电磁导航系统的优缺点,成功研发出一套具有自主知识产权的新型光、电磁一体手术导航系统。第五部分新型光、电磁一体手术导航系统安全性和精准性的动物实验研究目的:研制出新型光、电磁一体手术导航系统的产品样机、软件及配套手术器械。方法:将4头广西巴马小型猪随机分到实验组和对照组。实验组利用电磁穿刺针引导放置导丝至计划靶点位置。通过截图记录术中穿刺点位置,术后实际位置通过O-arm扫描获取。然后取出所有留置导丝,在光学导航套管的引导下将2.5mm的克氏针植入到两组猪的T7至L5的椎弓根内。记录术中穿刺轨迹和术后实际克氏针的位置。分别评估电磁和光学导航的精准性。结果:动物实验中,实验组共完成116次电磁穿刺和60次光学克氏针植入,对照组完成了60次光学克氏针植入。磁导航的绝对精度值为1.82±0.05mm。两组之间光学导航的精度统计结果无明显统计学差异。两组中克氏针轴状位入点误差均较矢状位有显着性增加。两组间克氏针入点误差和角度误差在轴状位和矢状位上均未见明显统计学差异。实验中整机安全性、稳定性良好。结论:通过动物实验证实,新一代光、电磁一体手术导航系统既保留了传统光学导航系统的精准性和稳定性,同时还具有较高精度的磁导航功能。首次解决了光学、电磁导航系统同机、同时追踪的问题,实现了光学、电磁导航自由切换的功能,形成了两种导航系统优势互补的鲜明特点。第六部分新型光、电磁一体手术导航系统引导下椎弓根螺钉植入的安全性和有效性的临床随机对照试验研究目的:通过前瞻性随机对照临床试验评估光、电磁一体手术导航系统的安全性和有效性。方法:采用前瞻性、随机、平行对照的临床试验设计方案来评估新型导航的安全性和精准性。需要行椎弓根固定手术的病人,随机使用新型导航系统或美敦力导航系统进行椎弓根螺钉的植入。术后主要疗效评价指标为术后1周内置钉优良率。结果:目前纳入有效病例数为19,植入椎弓根螺钉81颗,试验组48颗,对照组33颗。两组植入螺钉的优良率均为100%,其中试验组评优率为97.9%,对照组评优率为93.9%,两组螺钉的植入评价结果无明显统计学差异。临床试验过程中未出现任何与患者相关的不良事件。两组患者导航手术置钉时间和置钉前准备时间无明显统计学差异。试验中两个导航系统的安全性和稳定性记录均显示整机安全性良好。结论:前瞻性随机对照临床试验的统计结果显示新一代光、电磁一体手术导航系统引导下行椎弓根螺钉植入是安全、有效的,进一步证实了该系统的精准性和稳定性。该试验是临床手术的首次应用,术中实现了光学、电磁导航功能的自由切换和优势互补。
翟功伟[7]（2020）在《脊柱机器人与徒手技术在青少年特发性脊柱侧凸椎弓根螺钉置入的精准性及安全性分析》文中认为青少年特发性脊柱侧凸（adolescent idiopathic scoliosis AIS）是一种不明原因的复杂脊柱三维畸形,青少年人群发病率达2%-3%,表现为一个或多个椎体在冠状面偏离中线,常伴随椎体旋转、矢状面前凸或后凸,随着疾病的进展,侧凸角度逐渐增大,造成胸廓畸形、双肩不等高、“剃刀背”等,挤压心脏和肺,造成心肺功能衰退,对患者身心健康造成严重伤害。随着发病率的上升和社会的进步,越来越多的患者被关注,根据侧凸角度的进展状况和外观形态改变,保守治疗效果不佳时可采取手术治疗,脊柱侧凸矫形手术有脊柱外科“珠穆朗玛峰”之称,椎体形态异常、个体差异大、手术难度大、对手术医生经验依赖性大,椎弓根螺钉-棒内固定系统广泛应用于该疾病治疗中,联合多级截骨技术,AIS后路三维矫形手术取得良好的临床效果。椎弓根螺钉准确安全置入是矫形手术的关键步骤,为提高置钉准确率及手术安全性,多种智能化、精准化手术辅助设备应运而生,包括脊柱机器人系统、O臂导航系统、3D打印模板、神经电生理监测等。Mazor脊柱机器人的出现,旨在提高椎弓根螺钉置入准确性,缩短手术时间,降低辐射剂量,提高手术安全性。目的:评价Mazor脊柱机器人技术在青少年特发性脊柱侧凸椎弓根螺钉置入精准性及临床安全性,并与徒手置钉技术比较分析。方法:回顾性分析河南省人民医院脊柱外科2017年9月至2019年10月收治的59例青少年特发性脊柱侧凸患者,其中Mazor机器人辅助置钉28例（机器人组）,徒手置钉31例（徒手组）。记录两组患者手术时间、单枚螺钉平均置入时间、术中透视次数、术中出血量,所有患者拔除引流管后复查CT,根据Rampersaud A～D分级评估椎弓根螺钉置入位置的准确性,并同时记录两组手术相关并发症,两组数据间比较分析,评价两种置钉方式置钉准确性及手术安全性。结果:1.本研究收集符合标准患者59例,男15例,女44例,平均年龄（15.2±2.8）岁,术前主弯Cobb角67.66°±13.54°,机器人组28例,共置入588枚螺钉,徒手组31例,共置入625枚螺钉,“优”类（A类）螺钉置入准确率分别为90.88%、73.46%,“临床可接受”类（A类+B类）螺钉置入准确率分别为95.23%、85.12%,在“优”类、“临床可接受”类螺钉置入准确率比较中,机器人组与徒手组相比较,差异具有统计学意义（P<0.05）,螺钉误置严重（C类+D类）置入准确率分别为28（4.77%）、83（13.28%）,两组间比较差异具有统计学意义（P<0.05）。2.机器人组手术时间（323.84±31.90）min与徒手组（324.74±32.06）min比较,两组间差异无明显统计学意义（P>0.05）,机器人组单枚螺钉平均置入时间（3.67±0.92）min、透视次数（14.92±2.1）次、术中出血量（400.28±50.78）ml较徒手组[（6.87±1.42）min、（17.88±2.5）min、（486.62±47.21）min]少,两组间比较差异有统计学意义（P<0.05）,机器人组不良反应发生率（3.57%）较徒手组（41.93%）低,两组间比较差异有统计学意义（P<0.05）,机器人组术中螺钉返修14枚（2.38%）较徒手组32枚（5.12%）低,两组间比较差异有统计学意义（P<0.05）。结论:1.Mazor机器人技术在青少年特发性脊柱侧凸椎弓根螺钉置入精准性高,手术相关并发症少。2.Mazor机器人技术可降低单枚螺钉平均置入时间、降低辐射量,减少出血量,但在手术时间未体现优势。
马晓东[8]（2019）在《面向肺癌粒子植入手术的剂量规划及术中导航研究》文中研究表明研究肺癌近距离粒子植入手术中的剂量规划以及手术导航,对临床手术的准确执行具有很大帮助,并得到了广泛关注。本论文通过对机器人辅助近距离粒子植入治疗技术中剂量规划及手术导航方法的分析,研究了精准的逆向剂量规划以及机器人导航,可在很大程度上达到提高粒子植入精度、减少副作用、提高手术疗效的目的。本研究能够同时促进医疗机器人领域以及肿瘤治疗领域的发展,主要研究内容和成果如下:（1）提出了一种基于共面模板的混合逆向剂量优化算法,集成了模拟退火方法和基于DVH的逆向评估方法。该算法改变传统正向剂量规划方法的思想,从剂量规划的目标入手,建立目标函数以及约束条件,采用模拟退火算法搜索初始解,然后使用基于DVH的逆向评估方法,最终得到最优解。实验结果表明,该方法比传统方法具有更高的精度和效率。（2）设计了一种个性化非共面穿刺模板,提出了基于联合稀疏矩阵表示的三维剂量优化算法。非共面模板解决了多靶区、生理结构的限制等临床需求,穿刺针的方向自由设计。而剂量优化算法根据训练结果,自动确定最优的粒子分布。实验结果表明,个性化非共面模板能够准确地实现术前规划的结果,并且剂量优化的精度与效率都优于目前临床中使用的方法。（3）提出了改进的ICP注册配准算法,改变了传统算法中初始值的确定方式,将图像空间到患者空间的注册配准分为粗配准和精配准。粗配准采用四元数法为精配准确定输入的初始值,精配准根据ICP算法的迭代思想确定最优的转换矩阵。实验结果表明,该算法的精度达到了临床手术的要求。（4）提出一种术前剂量规划驱动的模板自动定位方法,使用精度和稳定性更高的机器人代替传统的手动装置,将术前剂量规划的结果作为指令发送给机器人,实现了穿刺模板的准确定位,不仅提高了工作效率,而且使得最终定位精度得到保证。（5）基于图像导航机器人和肺癌粒子植入治疗规划系统软件,搭建了肺癌粒子植入手术剂量规划和术中导航系统平台。进行了相关动物实验和临床手术,验证了所搭建的导航系统平台的精度、效率和安全性。
李伟剑[9]（2019）在《改良脊柱矫正系统的生物力学研究》文中研究说明目的:通过体外实验比较改良脊柱矫正系统与椎弓根钉棒系统的生物力学参数,评价改良脊柱矫正系统的稳定性,阐明其安全性及有效性,为改良脊柱矫正系统的临床应用并推广提供理论依据。方法:收集5具新鲜冰冻成人尸体腰椎（Lumbar,L）标本,每个标本共5个节段（L1-L5）,分别进行完整状态（完整组）、改良脊柱矫正系统固定状态（钩棒组）、椎弓根钉棒系统固定状态（钉棒组）三种状态下的活动度测试,通过脊柱三维运动系统对标本施加8N·m力矩,使标本分别产生前屈、后伸,左、右侧弯,左、右轴向旋转6个方向上的运动,测量各个方向上L2/3、L3/4节段的运动范围（Range Of Motion,ROM）。结果:（1）在前屈方向上,相比于完整组和改良脊柱矫正系统组,椎弓根钉棒组显着减少了ROM值,改良脊柱矫正系统组的ROM值相比于完整组无明显差异;在后伸方向上,椎弓根钉棒组的ROM值显着低于完整组和改良脊柱矫正系统组,完整组与改良脊柱矫正系统组相比,ROM值无明显差异。（2）在左、右侧弯方向上,改良脊柱矫正系统组与椎弓根钉棒组相比,ROM值差异无统计学意义,均低于完整组。（3）在左、右轴向旋转方向上,改良脊柱矫正系统组与椎弓根钉棒组的ROM值均明显低于完整组,差异有统计学意义,椎弓根钉棒组在控制轴向旋转方向活动较改良脊柱矫正系统组稍有优势。结论:（1）改良的脊柱畸形矫正系统拥有安全、安装简便的优点;（2）相比于椎弓根钉棒系统,改良脊柱矫正系统能提供脊柱在冠状面和水平面上类似的稳定性。
缪文华[10]（2019）在《面向脊柱导航系统的增强现实关键技术研究》文中研究表明传统的计算机辅助微创脊柱手术导航系统主要把术前三维医学影像信息与术中病人空间信息进行配准,对病灶进行精确定位,从而指导医生进行手术穿刺操作。然而,在医生根据配准结果进行相应的穿刺过程中伴随着患者体位移动或呼吸影响,配准会出现偏差,导致穿刺不准确。因此医生在术中不能完全信任配准结果,还需要实时观察或掌握整个穿刺进程,实时检查穿刺的准确性,避免因穿刺偏差给患者带来伤害。通常医生在微创脊柱手术中采用定时拍摄大量X光片的手段来掌握穿刺手术效果,这既会降低手术效率也会造成过量的辐射。因此,本文应用增强现实技术,开发了面向脊柱手术的增强现实导航系统,帮助医生实现对术中整个手术穿刺过程的实时监测。本文对增强现实脊柱手术导航系统中的硬件和软件构成分别进行了介绍。在硬件平台上,使用高清摄像机来实时捕捉手术场景并传输给计算机,通过计算机得到虚实配准后的视频信号由3D显示器实时输出,术中使用NDI实时跟踪手术工具,并借助X光机检验手术穿刺的精度。在软件平台上,包含了视频采集、摄像机标定、和三维注册等模块,实现实时监控整个手术穿刺的进程。另外对整个增强现实导航系统的流程进行了详细介绍,并阐述了各软硬件模块之间的坐标转换关系。本文在摄像机实时采集的视频中实现虚实配准,对摄像机的成像模型进行了分析,在摄像机成像原理的基础上对摄像机的标定算法进行了研究,深入分析了摄像机两步标定法的算法原理和实现过程,并用两步标定法对摄像机进行了标定,计算出其内参、外参和畸变参数。为了得到符合要求的虚拟模型,对三维重建技术进行了研究,分析了 MC算法的实现原理,并且基于MC算法对脊柱CT图像进行了三维重建,对重建后的三维模型进行了材质、光照、透明度等参数的优化调整,以满足交互需求。同时对三维配准算法进行了研究,分析了虚实配准算法中各个坐标系之间的转换关系并计算出每一帧图像的注册矩阵,将符合条件的虚拟脊柱模型与手术场景进行了虚实配准。本文在脊柱模型上固连了标志点,采用了基于标志点的配准方法,结合ARToolKit开发工具包,在VS2010环境下整合了三维导航模块和增强现实模块,使用标识法进行配准,并且完成了配准实验。针对标识法在实验过程中的不足,对开发工具包的功能进行了改进,并完成了实验,改进后的标识法对实验的操作性和精度都有了一定提升。针对单个摄像机条件下配准精度不足的情况,本文增加了多视线、多角度配准的功能。在原先的硬件基础上再增加摄像机,两台摄像机以不同的角度获取手术场景,并在各自的视频信号中同时进行了虚实配准。经实验验证,多角度的配准方法能够有效提升配准精度。最后,搭建了基于增强现实技术的脊柱手术导航平台,对本文的相机标定、虚实配准等方法进行了实验验证。为了最大程度还原出真实的手术情景,本文使用硅胶代替皮肤和肌肉组织包裹住脊柱模型,在肉眼看不到脊柱的情况下完成穿刺实验。在术前用三维导航模块将脊柱模型的CT图片与脊柱模型进行术前配准,得到配准参数,然后进行手术操作。术中,用增强现实模块实时呈现脊柱形态和脊柱与手术工具的相对位置,监测整个手术过程。通过计算,虚实配准误差在2.5mm左右,能够满足术中实时还原出患者皮肤下脊柱形态的精度要求,从而指导医生进行手术,提高手术成功率。
二、脊柱导航系统的临床应用现状与展望（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、脊柱导航系统的临床应用现状与展望（论文提纲范文）
（1）基于微型超声探头的骨内超声导航关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状、存在的不足和有待深入研究的问题 |
| 1.2.1 国内外研究现状 |
| 1.2.2 存在的不足和有待深入研究的问题 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 用于骨内超声导航的微型换能器性能优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 几种常见高声阻抗材料简介 |
| 2.3 四种高声阻抗材料进行超声穿透实验研究 |
| 2.4 高声阻抗材料封装对背向、侧向回波的抑制效果研究 |
| 2.4.1 换能器封装夹具设计与实现 |
| 2.4.2 背向和侧向回波的抑制效果研究 |
| 2.4.3 换能器封装性能优化测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 微型超声探头对不同尺度骨钉道孔径识别能力研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超声可识别的骨片极限孔径研究 |
| 3.2.1 微型换能器的研制与性能测试 |
| 3.2.2 样品制备 |
| 3.2.3 测试方法 |
| 3.2.4 数据处理方法 |
| 3.3 超声可识别的骨片极限孔径研究结果 |
| 3.4 骨片孔径实验图像的边界提取研究 |
| 3.4.1 图像融合分割 |
| 3.4.2 边界提取 |
| 3.4.3 基于膨胀算法应用研究 |
| 3.4.4 基于小波图像融合应用研究 |
| 3.5 研究结果讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 微型超声探头测试系统研制关键技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 测试准直系统 |
| 4.3 高频脉冲发射装置及接收水听器 |
| 4.4 去离子除气水制备系统研制 |
| 4.4.1 各级过滤除气装置组成 |
| 4.4.2 结构搭建 |
| 4.4.3 控制系统 |
| 4.4.4 纯水质量检测及结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 去离子水制备系统校验结果 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（2）二维计算机导航辅助与传统常规透视在胸腰椎椎弓根螺钉内固定中的临床对比分析（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 前言 |
| 资料与方法 |
| 1 研究对象 |
| 2 研究方法 |
| 3 观察指标 |
| 4 统计学方法 |
| 结果 |
| 1 手术时间、切口长度及术中出血量 |
| 2 术后引流量、住院天数及术后并发症 |
| 3 置钉准确性 |
| 讨论 |
| 1 手术时间延长原因 |
| 2 置钉准确性提高 |
| 3 计算机导航辅助技术 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 综述 计算机导航辅助脊柱外科手术的应用现状 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）天玑骨科手术机器人辅助导航与传统股骨颈骨折中空钉内固定的早期疗效比较（论文提纲范文）
| 中英文对照 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 股骨颈骨折的研究进展 |
| 1.2.1 股骨颈骨折的认识历史 |
| 1.2.2 股骨颈的解剖和血供特点 |
| 1.2.3 股骨颈骨折的治疗 |
| 1.3 国内外研究现状、发展趋势及存在问题 |
| 1.4 本课题的来源及主要研究内容、研究目的 |
| 1.4.1 本课题的来源 |
| 1.4.2 本课题的主要研究内容、研究目的 |
| 第二章 研究内容 |
| 2.1 材料 |
| 2.1.1 研究对象 |
| 2.1.2 研究材料 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 分组情况 |
| 2.2.2 治疗前准备 |
| 2.2.3 实验组手术流程 |
| 2.2.4 对照组手术流程 |
| 2.2.5 观察指标 |
| 2.2.6 统计学方法 |
| 第三章 结果 |
| 第四章 讨论 |
| 第五章 研究结论 |
| 5.1 研究结论 |
| 5.2 研究的特色与创新之处 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 综述 骨科手术机器人辅助导航在股骨颈骨折中的应用 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（5）正颌外科手术机器人视觉导航与轨迹规划（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景和研究意义 |
| 1.2 外科手术机器人研究现状 |
| 1.2.1 外科手术机器人分类和代表性成果 |
| 1.2.2 外科手术机器人国内发展近况 |
| 1.2.3 颅颌面外科手术机器人研究现状 |
| 1.3 正颌外科手术机器人 |
| 1.3.1 正颌手术机器人研究现状 |
| 1.3.2 正颌手术机器人视觉导航 |
| 1.3.3 机器人辅助正颌手术轨迹规划 |
| 1.4 机器人辅助正颌手术的难点问题 |
| 1.5 研究思路与章节安排 |
| 第二章 正颌手术机器人导航方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于三维影像的手术导航术前规划 |
| 2.2.1 术前多源影像数据采集 |
| 2.2.2 多源三维影像数据融合 |
| 2.2.3 三维头影测量和手术方案规划 |
| 2.3 基于NDI和3D-DIC结合的术中导航系统 |
| 2.3.1 双目立体相机模型 |
| 2.3.2 基于NDI的全局目标定位跟踪 |
| 2.4 基于3D-DIC的局部导航原理 |
| 2.4.1 基于相关算法的图像匹配 |
| 2.4.2 实时性改进 |
| 2.4.3 图像匹配与位姿解算 |
| 2.5 导航系统精度验证实验 |
| 2.5.1 实验系统搭建和操作流程 |
| 2.5.2 测量精度验证实验 |
| 2.5.3 配准精度验证实验 |
| 2.5.4 3D-DIC运动跟踪验证实验 |
| 2.5.5 实验结果分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于非对称模板的术前-术中影像配准算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三维医学影像配准 |
| 3.2.1 基于点云数据的配准 |
| 3.2.2 基于特征点的配准 |
| 3.3 基于非对称模板的改进算法 |
| 3.3.1 图像空间中标记区域模糊模型生成 |
| 3.3.2 导航空间中标记点的识别 |
| 3.3.3 改进配准算法流程 |
| 3.4 配准精度验证实验 |
| 3.4.1 随机噪声实验设计 |
| 3.4.2 随机选点测试和重复实验 |
| 3.4.3 实验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于视觉-力觉融合信息的碰撞位置检测算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 力传感器集成与数据预处理 |
| 4.2.1 腕力传感器安装和系统标定 |
| 4.2.2 传感器数据预处理 |
| 4.3 基于机械臂腕力传感器的碰撞位置检测 |
| 4.3.1 碰撞位置求解原理 |
| 4.3.2 基于力觉信息自约束的碰撞位置检测方法 |
| 4.4 基于力觉和视觉信息融合的手术机器人碰撞位置检测方法 |
| 4.4.1 术前影像中潜在碰撞区域分割 |
| 4.4.2 基于力传感器数据的外力矢量线 |
| 4.4.3 力觉-视觉融合模型求解方法 |
| 4.5 碰撞位置检测实验 |
| 4.5.1 实验设计与结果 |
| 4.5.2 数据分析与讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于术前三维影像的正颌手术机器人轨迹规划方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 机器人辅助激光截骨系统集成 |
| 5.3 机械臂轨迹规划 |
| 5.3.1 几何路径规划 |
| 5.3.2 实时路径生成 |
| 5.4 基于术前设计数据的截骨轨迹规划方法 |
| 5.4.1 术前截骨设计 |
| 5.4.2 截骨路径几何建模 |
| 5.4.3 截骨工具姿态规划 |
| 5.4.4 关节空间中实时轨迹生成 |
| 5.5 实验数据分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间申请的发明专利 |
| 攻读博士学位期间所参与科研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）光、电磁导航技术在微创脊柱外科的应用与创新研究（论文提纲范文）
| 缩略语表 |
| 英文摘要 |
| 中文摘要 |
| 第一章 前言 |
| 第二章 基于O臂的光导航辅助下经皮颈椎后路椎间孔成形技术治疗神经根型颈椎病的临床研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 方法 |
| 2.3 结果 |
| 2.4 讨论 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 基于O臂的光导航辅助下经皮腰椎椎间孔镜技术治疗腰椎间盘突出症的临床疗效与学习曲线研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 方法 |
| 3.3 结果 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 基于二维G臂的磁导航辅助下经皮腰椎椎间孔镜技术治疗腰椎管狭窄症的临床安全性和有效性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 方法 |
| 4.3 结果 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 新型光、电磁一体手术导航系统的创新设计与研发 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 方法 |
| 5.3 结果 |
| 5.4 讨论 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 新型光、电磁一体手术导航系统安全性和精准性的动物实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 方法 |
| 6.3 结果 |
| 6.4 讨论 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 新型光、电磁一体手术导航系统引导下椎弓根螺钉植入的安全性和有效性的临床随机对照试验研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 方法 |
| 7.3 结果 |
| 7.4 讨论 |
| 7.5 小结 |
| 全文结论 |
| 参考文献 |
| 文献综述 数字化导航技术在脊柱外科的发展现状与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文和取得成果 |
| 致谢 |
（7）脊柱机器人与徒手技术在青少年特发性脊柱侧凸椎弓根螺钉置入的精准性及安全性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 中英文缩略词对照表 |
| 1 引言 |
| 1.1 徒手置钉技术 |
| 1.2 脊柱机器人辅助技术 |
| 2 资料和方法 |
| 2.1 研究对象 |
| 2.2 纳入标准 |
| 2.3 排除标准 |
| 2.4 手术器械 |
| 2.5 临床资料 |
| 2.6 治疗方法 |
| 2.6.1 机器人组 |
| 2.6.2 徒手组 |
| 2.7 疗效评估方法 |
| 2.7.1 螺钉位置分级 |
| 2.7.2 单枚螺钉平均置入时间 |
| 2.7.3 其他观察指标 |
| 2.8 统计学方法 |
| 3 结果 |
| 3.1 一般资料 |
| 3.2 手术期资料 |
| 3.3 置钉精准性 |
| 3.4 手术相关并发症及处理 |
| 4 讨论 |
| 4.1 准确性及安全性 |
| 4.2 放射暴露,出血量,手术时间 |
| 4.3 手术体会 |
| 4.4 缺点 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 综述 机器人在脊柱外科手术中的应用进展 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（8）面向肺癌粒子植入手术的剂量规划及术中导航研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 治疗计划及导航系统现状 |
| 1.2.1 治疗计划系统国内外研究现状 |
| 1.2.2 手术导航系统国内外研究现状 |
| 1.3 逆向剂量优化算法及其研究现状 |
| 1.3.1 近距离放射治疗的发展 |
| 1.3.2 逆向剂量优化 |
| 1.4 图像导航空间注册算法及其研究现状 |
| 1.4.1 图像导航空间定位技术 |
| 1.4.2 空间注册配准 |
| 1.5 论文主要内容及章节安排 |
| 第二章 肺癌粒子植入中的混合逆向剂量优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 放射性粒子植入治疗方式 |
| 2.3 放射性粒子剂量计算方法 |
| 2.3.1 传统的粒子剂量计算方法 |
| 2.3.2 AAPM推荐的剂量计算方法 |
| 2.3.3 蒙特卡罗模拟剂量计算方法 |
| 2.3.4 剂量计算方法比较 |
| 2.4 改进的模拟退火算法 |
| 2.4.1 模拟退火算法简介 |
| 2.4.2 改进的模拟退火算法 |
| 2.5 基于DVH的逆向优化评估 |
| 2.5.1 逆向评估 |
| 2.5.2 逆向优化评估算法的执行 |
| 2.6 临床实验 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于联合稀疏表示的三维非共面剂量优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 个性化非共面模板 |
| 3.2.1 共面模板的缺陷 |
| 3.2.2 个性化非共面模板 |
| 3.2.3 个性化非共面模板的优势 |
| 3.3 联合稀疏表示 |
| 3.3.1 稀疏表示 |
| 3.3.2 联合稀疏表示 |
| 3.4 个性化非共面模板的剂量优化 |
| 3.4.1 初始粒子预估器 |
| 3.4.2 粒子优化器 |
| 3.5 实验验证 |
| 3.5.1 实验准备 |
| 3.5.2 实验执行与结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 改进的ICP注册配准实现肺癌粒子植入导航 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 手术导航中坐标系的定义 |
| 4.2.1 图像坐标系 |
| 4.2.2 器械坐标系 |
| 4.2.3 患者坐标系 |
| 4.3 手术导航中的注册技术 |
| 4.4 改进的ICP算法完成患者注册 |
| 4.4.1 改进的ICP算法介绍 |
| 4.4.2 粗配准过程 |
| 4.4.3 精配准过程 |
| 4.5 实验验证 |
| 4.5.1 预测精度模拟实验 |
| 4.5.2 空间注册实验 |
| 4.5.3 可视化实时追踪实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 术前剂量规划驱动的模板自动定位方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模板自动定位方法 |
| 5.3 肺癌粒子植入手术导航系统平台 |
| 5.3.1 导航系统平台软件组成 |
| 5.3.2 导航系统平台硬件组成 |
| 5.4 术前剂量规划驱动的模板自动定位方法 |
| 5.5 模板自动定位方法流程 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 肺癌粒子植入手术导航系统平台相关实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 剂量规划驱动的模板自动定位精度实验 |
| 6.2.1 导航机器人定位精度 |
| 6.2.2 模板定位精度对比实验 |
| 6.2.3 实验结果与分析 |
| 6.3 肺癌粒子植入手术导航系统动物实验 |
| 6.3.1 动物实验准备 |
| 6.3.2 动物实验执行 |
| 6.3.3 实验结果及分析 |
| 6.4 肺癌粒子植入手术导航系统临床手术 |
| 6.4.1 实验数据获取 |
| 6.4.2 实验结果与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（9）改良脊柱矫正系统的生物力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 英汉缩略词对照表 |
| 前言 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 材料 |
| 1.2 方法 |
| 2 结果 |
| 2.1 测量后标本观察 |
| 2.2 L2/3 节段的ROM值 |
| 2.3 L3/4 节段的ROM值 |
| 2.4 完整标本不同节段的ROM值 |
| 3 讨论 |
| 3.1 改良脊柱矫正系统的可行性及必要性 |
| 3.2 改良脊柱矫正系统与椎弓根钉棒系统的生物力学稳定性比较 |
| 4 不足与展望 |
| 4.1 不足 |
| 4.2 展望 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 综述 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及获得的科研成果 |
（10）面向脊柱导航系统的增强现实关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 增强现实技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 增强现实手术导航系统原理分析与设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 增强现实的交互方式分析 |
| 2.3 增强现实导航系统的软硬件设计 |
| 2.3.1 增强现实导航系统硬件设计 |
| 2.3.2 增强现实导航系统软件设计 |
| 2.4 三维导航模块坐标转换原理分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于增强现实的摄像机标定方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 摄像机成像原理 |
| 3.3 两步标定法 |
| 3.4 基于增强现实的摄像机标定 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 虚实配准技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于MC算法的三维重建 |
| 4.2.1 基于MC算法的三维重建原理分析 |
| 4.2.2 基于MC算法的三维重建实验结果 |
| 4.3 基于标识法的虚实配准技术研究 |
| 4.3.1 虚实配准关键技术分析 |
| 4.3.2 ARToolKit的工作流程分析 |
| 4.3.3 计算注册矩阵 |
| 4.3.4 基于标识法的虚实配准结果 |
| 4.4 改进虚实配准方法及实验验证 |
| 4.4.1 基于一般标识法的虚实配准实验及误差计算 |
| 4.4.2 改进虚实配准方法及实验论证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 增强现实导航实验及误差分析研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 增强现实手术导航实验研究 |
| 5.2.1 增强现实手术导航实验平台搭建 |
| 5.2.2 增强现实手术导航实验 |
| 5.3 实验结果误差分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文 |
| 致谢 |
四、脊柱导航系统的临床应用现状与展望（论文参考文献）
- [1]基于微型超声探头的骨内超声导航关键技术研究[D]. 李东泽. 长春理工大学, 2021(02)
- [2]二维计算机导航辅助与传统常规透视在胸腰椎椎弓根螺钉内固定中的临床对比分析[D]. 庄晓军. 福建医科大学, 2021(02)
- [3]天玑骨科手术机器人辅助导航与传统股骨颈骨折中空钉内固定的早期疗效比较[D]. 王干. 江汉大学, 2021(01)
- [4]机器人导航系统联合3D打印技术辅助经皮椎体成形术治疗Kümmell病的疗效[J]. 李亮,闫亮,陈伯华,丁文元,陈其昕,朱悦,邓忠良,贺宝荣. 中华创伤杂志, 2020(09)
- [5]正颌外科手术机器人视觉导航与轨迹规划[D]. 李倩倩. 山东大学, 2020
- [6]光、电磁导航技术在微创脊柱外科的应用与创新研究[D]. 吴俊龙. 中国人民解放军陆军军医大学, 2020(01)
- [7]脊柱机器人与徒手技术在青少年特发性脊柱侧凸椎弓根螺钉置入的精准性及安全性分析[D]. 翟功伟. 河南大学, 2020(03)
- [8]面向肺癌粒子植入手术的剂量规划及术中导航研究[D]. 马晓东. 天津大学, 2019(01)
- [9]改良脊柱矫正系统的生物力学研究[D]. 李伟剑. 右江民族医学院, 2019(01)
- [10]面向脊柱导航系统的增强现实关键技术研究[D]. 缪文华. 苏州大学, 2019(04)
标签：机器人论文;