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计算机辅助创伤骨科手术机械臂导航定位方法的研究被引量：6: 2006年; 目的探讨创伤骨科手术中计算机辅助机械臂导航定位方法的可行性。方法随机抽取计算机辅助创伤骨科手术规划系统软件(CAOTS)系统规划实施的85例创伤骨科术中定位的307组靶点的三维坐标数值(24例模型骨手术、21例尸体骨手术、40例临床手术),引入蒙特卡罗方法进行误差计算测定,应用SPSS2·0统计学软件对测定结果进行方差分析。结果计算机辅助机械臂导航定位方法精确可靠,靶点的空间标准差σ为0·1568±0·0696。靶点的三维坐标有效精度范围,即定位精度为±0·6792。偏差数值统计学范围为0·0408mm±0·4578mm。结论CAOTS能够在创伤骨科手术中精确定位,通过相关的人机交互软件及定位手术器械,临床医生可以方便地掌握CAOTS,显著提高手术中定位操作的精确性和安全性。; 王满宜王军强刘文勇胡磊周力王豫赵春鹏苏永刚张英泽宋朝辉王田苗; 关键词：骨科外科手术立体定位技术

计算机定位在髓内钉治疗胫骨骨折中的应用: 2006年; 目的:以医用机器人和计算机辅助定位在胫骨骨折闭合复位带锁髓内钉内固定手术中的应用为研究对象,总结该系统的临床应用经验,评价系统的临床应用效果,探讨远程操作的适用性。方法:在6例胫骨骨折闭合复位带锁髓内钉内固定手术中应用医用机器人复位骨折和计算机辅助定位远端锁孔,其中1例采用远程遥控操作。记录手术时间、X射线透视时间、远程连接和遥控操作时间。结果:6例手术均按照机器人及导航系统的预定程序,规划完成。总手术时间平均96m in,闭合复位X线透视时间11s,远端锁钉置入X透视时间3.1s,正侧位X线片传输耗时54s。所有远端锁钉均一次成功置入。结论:医用机器人和计算机辅助定位导航系统可以满足胫骨骨折闭合复位带锁髓内钉内固定在临床应用中骨折复位和远端锁钉置入,减少了术中X透视时间,远程遥控操作可靠方便,系统结构简单,易于掌握,对于指导创伤骨科未来的智能化、数字化、微创化有重要意义。; 王剑飞王军强武作鹏郭龙苏永刚胡磊王豫王满宜; 关键词：骨折固定术髓内外科手术

小型医用机器人和计算机辅助定位治疗胫骨骨折(英文)被引量：1: 2008年; 设计一种在胫骨骨折闭合复位带锁髓内钉内固定手术中应用的医疗机器人。该系统主要由立体定位框架和计算机系统两大部分组成,利用由C型臂采集到的一幅含有各标记点和髓内钉锁孔两端中心的X射线图像,根据空间映射关系,计算出锁孔在定位框体坐标系中的实际坐标位置,并根据计算结果定位参考坐标面上的导向孔。电动牵引复位系统可以实现精确复位,通过Internet网络传输手术数据,可以实现远程遥控操作。在17例胫骨骨折闭合复位带锁髓内钉内固定手术中应用医用机器人复位骨折和计算机辅助定位远端锁孔,其中4例采用远程遥控操作。均按照机器人及导航系统的预定程序,规划完成,所有远端锁钉均一次成功置入。提示医用机器人和计算机辅助定位导航系统可以满足胫骨骨折闭合复位带锁髓内钉内固定在临床应用中骨折复位和远端锁钉置入,减少了术中X射线透视时间,远程遥控操作可靠方便,系统结构简单,易于掌握。; 王剑飞郭龙王军强武作鹏苏永刚胡磊王豫王满宜叶军; 关键词：医用机器人胫骨骨折

医用机器人辅助股骨带锁髓内针远端锁钉瞄准系统的实验研究被引量：11: 2006年; 目的研制在骨折治疗中精确定位的机器人辅助远端锁钉瞄准系统。方法在以股骨髓内针远端锁钉植入手术中,采用模块化、小型化的并联机器人结构设计,应用机械臂空间定位技术,双目视觉、6自由度的机器人辅助髓内针远端锁钉瞄准系统。结合C型臂定位并实施导航控制进行远端锁钉植入。髓内针被分别置入塑料股骨(Swiss Sybone,5根,35孔)、人类干股骨标本(2根,12孔)、新鲜人尸体大腿(1具,6孔)。非扩髓型髓内针的尺寸范围从9/310到12/340。应用机器人辅助瞄准系统对上述髓内针进行远端锁钉植入,术中C型臂透视确认螺钉准确置入,记录锁钉植入过程的X线透视时间。结果所有远端锁孔被成功地锁定。在53个锁孔中,6例(11.1%)钻头触到锁定孔道,仍顺利穿过锁孔,没有对髓内针造成损伤。螺钉植入过程中需要的术中X线透视时间为1.8s±0.3s。结论医用机器人使仅应用两幅计算机校准的X线图像,不需要额外的术中X线透视来导航器械,手术过程中总的X线透射时间显著减少。人机交互功能操作易于掌握,可作为机器人辅助长骨治疗中精确定位和稳定操作的技术平台。; 王军强王剑飞胡磊苏永刚王豫赵春鹏周力王田苗王满宜; 关键词：骨折固定术髓内机器人

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被引量：15: 2005年; 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、锁钉准确置入、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。; 王军强苏永刚胡磊赵春鹏王豫周力刘文勇王田苗王满宜; 关键词：机器人骨折复位髓内钉

远程外科机器人辅助胫骨髓内钉内固定系统的初步应用被引量：17: 2006年; 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。; 王军强赵春鹏胡磊王豫苏永刚刘文勇王剑飞周力张英泽宋朝晖武作鹏王满宜王田苗; 关键词：胫骨骨折远程医学

骨科机器人系统全程规划模块在长骨骨折精确牵引中的研究被引量：10: 2007年; 目的评价新设计的骨科机器人系统模块的精度及临床可行性。方法针对9例塑料胫骨模型,测量拼接图像上的胫骨全长,并同模型的实际长度进行比较,记录差值,统计分析拼接精度。针对1例尸体双下肢胫骨标本,人为制造胫骨骨折(伴有短缩成角畸形),拼接出骨折后的整条胫骨图像,在拼接图像上进行全程规划,确定骨折牵引距离,利用胫骨牵引支架进行自动化的定量闭合牵引,分析该模块的精度和有效性。同时,利用视频相机跟踪牵引动作中胫骨的长度变化,确保牵引过程的安全。针对1例胫骨骨折临床病例,进行拼接、规划和牵引,验证本模块的临床可行性。结果拼接一幅完整的胫骨图像需要术中采集7～10幅 C 臂图像,图像拼接精度为1.5 mm。图像采集的平均操作时间为1.5 min,拼接与规划的时间约为3 min,牵引支架安装和牵引操作的平均时间为4 min。尸体标本和临床试验在牵引后均达到骨折端复位准确,符合手术要求。结论科机器人系统全程规划模块能够为长骨骨折治疗提供有效、精确的牵引复位信息。该模块操作简单,并能达到微创手术的目的,同时还大大减少了手术中医生的 X 线放射损害。; 赵春鹏王军强苏永刚王满宜刘文勇张利军王豫胡磊王田苗; 关键词：骨牵引复位法

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国家高技术研究发展计划(2004AA421020)

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