计算机辅助导航技术在骨科手术中的应用
计算机辅助整复外固定技术在胫骨骨折治疗中的应用

强护士的风险防范意识教育,将护理工作的薄弱环节进行重点督导,是杜绝护理差错的发生,保障护理工作安全的有效措施。
参考文献[1]杨巧云,邓家忠.住院病人医疗文件记录在产科护理工作中的应用[J].中华护理杂志。
2002,37(3):210.639[2]冯力,王淑芳.安全护理与事故防范研究的进展[J].国外医学护理学分册,2001,20(1):12-14.[3]杨和平.护理部主任在岗培训的实践探讨[J】.护理学杂志,2002.17(12):12.计算机辅助整复外固定技术在胫骨骨折治疗中的应用刘新仁吕龙飞中图分类号:R683文献标识码:B文章编号:1671—8194(2006)15-0639-012002年-2007年我们应用计算机辅助骨折整复外固定技术治疗12例胫骨骨折,经过1年以上随访,所有患者均取得了良好的效果,现报告如下.1临床资料1.1一般资料12例患者男8例,女4例,年龄32,-68岁,均为交通事故伤,7例为开放性胫骨骨折.1.2治疗我们采用的是哈尔滨天合医疗器械有限责任公司生产的计算机辅助骨折整复外固定系统,开放骨折患者在行急诊清创,处理软组织损伤的同时行计算机辅助骨折整复外固定系统进行治疗,闭合骨折患者直接行计算机辅助骨折整复外固定系统进行治疗.并于2、4、8周拍片,观察骨折愈合情况,每周针眼换药2次,所有患者均在8周~12周除外固定器,以后每月复查1次,直至骨折愈合.2结果所有骨折均在1年内愈合,未见各种骨折并发症,根据患肢膝踝关节的运动范围,下肢是否短缩,步态及是否能够从事伤前的工作及X线片,评定结果优l O例,良2例.3讨论3.1适应证一切适用内固定的胫骨干骨折均适用于计算机辅助骨折整复外固定系统治疗,尤其对于合并大面积软组织损伤的开放骨折,以及不适用内固定的各类骨折患者。
3.2设计的合理性计算机辅助骨折整复外固定器是在电脑控制下进行骨折整复,通过多根克氏针、两根带螺纹的主钉固定.电脑控制下远距离操作,减少患者及医护人员的x线接触.集拉伸、压缩、旋转、整复固定于一体。
本刊“医学植入体”栏目组稿重点:计算机辅助骨科手术导航系统

1— 4 08 .
M a g e d F P S t a b iliz a t io n o f t h e lo w e r t h o r a c ic a n d lu m b a r s p in e
w it h e x t e r n a l s k e le t a l f ix a t io n . C lin O r l h o p R e la t R e s . 1 9 8 4 ;(1 8 9 ):
f r a c t u r e s . N e u r o c h ir u r g ie . 2 0 0 7 ;5 3 (4 ):2 7 2 — 2 7 6
T e it e l b a u m G P .S h a o lia n S , M c D o u g a ll C G ,e t I a . N e w
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O Rho p.
2006 :
1 7 (3 ):2 0 8 — 2 1 3
[1 1 】
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c o r p e c t o m y w it h p e r c u t a n e o u s p e d ic le s c r e w s t a b iliz a t io n in t h e
p e r c u t a n e o u s ly in s e ~ e d s p i n a l f ix a t io n s y s t e m S p in e . 2 0 0 4 ;2 9 (6 ):
计算机导航辅助椎弓根内固定术的手术配合

统 辅 助 下 , 1 例 病人 行椎 弓 根 螺钉 固 定 手 术 和 护 理 配 合 的 经 验 。结 果 对 2 手 术 顺 利 , 后 无 感 染 、 发 生 血 管 和 神 经 损 伤 术 未 计 算 机 等 并 发 症 , 钉 大 小 选 择 合 适 , 定 位 置 及 方 向 准 确 。术 中 透 视 次 数 及 手 术 人 员 所 受 x 线辐 射 量 明显 减少 。 结 论 螺 固
技术 的不 断发展 , 产生 了计 算机 导航 技术 。该技 术 的发 展和应 用使骨 科 手术有 了很 大 的进步 , 尤其 在
r e in o h c e s e to ft e s r w we e a c r t . Durn o r ton t nu be s f fu o c py a h a o r c u ae i g pe a i he m r o l or s o nd t e m untof X—ay a a i — r r diton de c e s d sgn fc nty Co l so A p i ai n fc m p e vga i o as itpe il c e p a e r a e i iia l . ncu i n plc to o o ut rna i ton t ss de es r w l c men ss f nd a c a e ti a ea c ur t . H i h q lt nta o r in c r nd pr e p ia in fc m p e v g ton pl n i p tntr l n s r w m plnt g uaiy ofi r - pe ato a e a op r a plc to o o ut rna i a i ay a m ora o ei c e i 定 是 一 项 安 全 的 、 度 高 的手 术 。 同时 加 强 护 理 配 合 , 确 运 用计 算 机 导 航 , 确 保 手 术 精 确 定 位 、 利 精 正 是 顺 成功的保证 。 关键词 骨 折 固定 术 ,内 ; 科手 术 , 算 机 辅 助 ; 柱 / 1 学 外 计 脊 #科 -
发展中的国际计算机辅助骨科手术协会

创 伤外 科方 面 已发 生许 多 重要 变 革 。 内窥镜 和 关节 语 ,用 来 表达 以不 同程度 使 用 计算 机数 字 化 影像 和 镜 的应用 始于 2 0世纪 8 年 代 ,不 久之后 便 是 电视摄 遥控 的 技术 : 算机 辅助 外科 手术 、影像 导航 外科 手 0 计
录 系统 的 引入 ,而 电子计 算机 技术 也 逐步 进 入手 术 术 、C S、计 算机 辅助 内外 科操 作技 术 、外 科手 术 AO 室 。 由于 数 字化 技术 的导入 ,数 字化 医学 成 像 系统 遥控 技 术 及外 科手 术 机器 人 等 。
化 学 像 术 结 造 出条 的 径 帮 亍 医 影 技 相 合 就 新 途 , 助
颢
会 员遍 及 全球 且 与 日俱增 ,并不 断 拓展 基础 研 究 与 内 、外科 医生 进 行 日常 的 操作 。 数字 化 的信 息具 有 临 床应 用 。世 界各 地 的专 家 、学 者积 极 参加 每 年一 高 度 的 准确性 和 良好 的安 全性 。 通过 应用 自动 化控 度 的 国 际性 会议 ,交 流经 验 ,增 进 发展 与提 高 。这 制 系 统 的基 本原 则 , 可 以设 计 出各 种 系 统 ,在 外科 个 国 际性学 术 组织 从最 初 的瑞 士 伯尔 尼 最 终走 向世 手 术 中进 行导 航 ,或是 对 一些 手术 操 作 未能 见 到或
界 。进人 2 世纪 后 ,发展成 为欧 洲和 北美 的联 合性 非 直接 进人 的解 剖 结构 进 行可 视 化处 理 。它 的初 衷 1
学 术 团体 ,最 近更 是 面 向亚 洲 ,不 断发 展壮 大 成为 有 以下三 点 :( )给术 者 提供 一 些有 助于 手术 的 精 1 跨 越欧 洲 、北 美 、乃 至亚 洲 的国 际性 专业 协 会 。
辅助骨肿瘤切除手术的计算机导航系统设计与实现

Ab s t r a c t : t h e c o mp u t e r n a v i g a t i o n s y s t e m i s a n a i d i n g t o o l f o r d e l i c a t e o p e r a t i o n s . U n l i k e c o mp u t e r - a s s i s t e d n a v i g a t i o n s y s t e m
刍议计算机辅助技术与盆骨骨折诊断与治疗

增长和 阈值分割功能去除其巾的软组织 。通过 以上方法后 . 方 能 获取 虚拟骨 折盆骨的 维模型 . 精确确 诊骨折 部位及其 受损情
况 。也便于下一步骤 的实施。
1 . 3 骨 盆解 剖 模 型 的 快 速 成 型
l 重 固
c 2 0 1 . 3 N O . 4 Байду номын сангаас. 。 N 吲 卧
临床 医学
刍议计算机辅助技术与盆骨骨折诊 断与治疗
庞 文彬
贵阳医学 院第二附属医院 , 贵州凯里
5 5 6 0 0 0
【 摘要】 目的 评估分析计算机辅 助技术对于盆骨骨折在诊 断与治疗方面 的应用及推广价值。 方法 首先通过薄层 C T扫捕 , 获
助治疗方式。其 中男 7例 , 女 5例 , 年龄 2 3 ~ 4 9岁。致伤原 【 大 l : 男
性患者均为交通伤 ,女性 患者为高处坠落伤 ,患 者均进行溥 层 C T扫捕 和盆骨前后位 x线检查 1 . 2 三维重建骨盆骨折解剖学模 型 对盆骨骨折处采川 6 4排螺旋式 C T扫捕 患 者行仰 卧化 , r {
1 . 4 . 2 耻骨上 支骨折 于髂蝮股 沟入路前 1 / 3处作 为切 口。 沿 耻 骨联合 处上方 3 c : m处 弧形切开髂前上棘连线 沿切 口方 向 , 切 开腹外斜肌腱膜 , 向下 翻转 远侧 一半腹外斜肌腱膜 , 暴露 竹 鞘 和肌肉神经鞘 , 将两块结 构完整地从骨膜下剥离 …来 , 通过纱 条牵托后 并提起 , 存切 口外侧进行 骨膜下剥 离 , 露} ¨ 髂骨 内板 , 耻骨上支于 内侧暴露 ,骨折 复位后 .于肌 肉神经鞘 和m 管鞘下 方, 放置重建钢板。沿耻骨上缘 安放 同定螺钉 。 1 . 4 _ 3 髂骨 翼骨折及 骶髂关节脱位 于髂 腹股 沟人路后 l / 3 处 作
3d截骨导板标准

3d截骨导板标准
3D截骨导板是用于骨科手术中的个性化手术辅助工具,其标准主要涉及以下几个方面:
1.空间位置和角度控制:3D截骨导板的设计需要精确引导截骨部位的空间位置和角度,以确
保假体或内植物与受区的精确吻合。
2.恢复生理力线:导板的使用旨在帮助恢复骨骼的生理力线,这对于术后功能恢复至关重要。
3.精确截除病灶:通过使用3D截骨导板,医生能够精确地截除病变部位,减少对周围健康组
织的损伤。
4.确定病变部位开窗和截断范围:导板能够帮助确定病变部位的开窗位置和截骨的范围,从
而提高手术的精确性。
5.截骨后引导复位:在截骨完成后,导板还可以用于指导骨骼的正确复位,促进愈合过程。
6.免于临床试验的医疗器械:国家药监局发布的免于进行临床试验医疗器械目录中包括了“3D
打印截骨导板”,这意味着在一定条件下,这类产品可以免于进行临床试验。
7.数字化设计和3D打印制备:3D截骨导板通常采用计算机辅助设计(CAD)和3D打印技
术制备,以确保高度的个性化和精确度。
综上所述,3D截骨导板的标准要求其在设计和制造过程中确保高精度和个性化,以辅助医生在手术中实现精确的操作,提高手术的成功率和患者的康复质量。
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
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继续医学教育 第21卷第12期
计算机辅助导航技术在骨科手术中的应用
邱贵兴
(中国医学科学院协和医科大学北京协和医院骨科 100710)
作者简介
邱贵兴,男,江苏省无锡
市人,教授,博士生导师,
中华医学会骨科分会主
任委员,中华医学会北京
分会骨科专业委员会主
任委员,中华骨科杂志主
编,吴阶平医学基金会理
事,中华医学会国际交流
与合作工作委员会委员。
影像导航技术问世之前,骨科医生在术中,凭借人体的骨骼解剖特点、术前患者的影像学资料(X线片、CT、MRI)和术中的X线透视进行定位。但是,解剖变异或解剖标志的缺乏等往往会导致术中的定位偏差。因此,手术者的实践经验就非常重要。然而,即使是非常有经验的骨科医生,用传统方法进行较精确定位的手术,也有出现偏差的可能性。临床和实验研究已经显示,用传统定位方法行腰椎椎弓根钉植入的失误率为20%~30%。然而,如果应用影像导航技术,椎弓根钉植入的失误率只有0~4%。近年来,计算机辅助影像导航系统用于术前制定手术计划和术中导航,在手术过程中跟踪手术器械,帮助骨科医生更精确和更安全地进行多种复杂手术。因此,该技术有许多不可替代的优越性,已被越来越广泛地应用于骨科手术中。1 骨科计算机辅助导航技术的简史影像导航,也称为无框架立体定向。1986年Roberts首次报告使用声波数字化仪跟踪手术器械或显微镜的方法,从而开创了无框架立体定向神经外科。随后,Bernett和 Reinhard对超声波系统进行了改进,使导航精度有了一定的提高,但声学环境及温度很容易造成干扰而使导航失败。1991年日本的Wanatabe和美国的Pell相继发明了遥控机械臂定位系统,可以不受瞄准线约束。但因其体积过大,使医生的操作受限。1992年,使用红外线跟踪技术的影像导航系统在美国开始应用于临床。这是世界上首台光学手术导航系统,由于其精度较高,所以成为目前市场上的主流产品。同年,著名的神经外科专家Kevin Foley将光学手术导航系统应用于脊柱外科领域。1995年,Gunkel推出了电磁感应型导航系统,但由于手术室各种金属器械及仪器都会影响电磁场,从而影响其精度,所以未能很好推广。
1999年首台完全针对骨科的手术导航系统进入市场。
X线透视和红外线跟踪技术、计算机定点手术技术
的结合提供了一种新颖的术中影像导航的方法,减
少了术中X线透视的缺点。同时,应用术前的CT和
MR扫描数据进行骨结构的三维重建,在术前进行
手术方案设计,并在术中对正常或病变结构进行精
确定位,以协助医生安全、精确地完成手术。
2 骨科计算机辅助导航系统的组成及工作原理
以X线透视影像导航为例,X线透视法和计算
机技术的结合增加了标准透视法的优点,减少了缺
点。在“C”型臂透视X线机的图像增强器上安装校
准靶,经过一次或多次投照中获得的透视图像和位
置校准后,计算机工作站就可以建立起一个透视图
像的模型,将追踪的手术器械与保存的图像叠加在
一起。当手术器械对之前获得的透视图像进行操作
时,系统可以同时显示它们在多个平面上的位置关
系,这种方式称为“虚拟透视”。透视图像可保存,
透视时手术人员可以从手术区域离开,大大减少了
放射线辐射。而且系统已保存了多次投照的影像和
有效的数据,因此不必重新摆放“C”型臂。“C”型
臂可以推离手术区域,导航可以继续,而且不妨碍
医生的操作。
近年来,新型的计算机辅助导航系统可将患者
的术前薄层CT扫描(可以0.8 mm)或MR扫描
数据进行处理,使患者的骨骼扫描数据变成三维立
体虚拟图像储存在计算机中。医生可在术前利用该
计算机系统进行详尽的手术设计。术中应用光学定
位系统,跟踪测量手术器械上的发光二极管或被动
反射球的位置。由计算机测算手术器械与被操作的
骨结构之间的位置关系,可以动态的显示手术器械
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12
CONTINUING MEDICAL EDUCATION Vol.21.No.12
的正确位置、前进方向和推进距离等,较虚拟透视系统更准确。这种新型系统已经广泛用于临床。3 计算机辅助导航技术在骨科手术中的应用与发展计算机辅助骨科手术导航是近年来发展起来的新技术。在国外,尤其是欧美发达国家应用较多,获得了比较成功的经验。骨科手术导航系统能够让骨科医生以更高的精确度,根据患者的实际解剖特点进行手术。目前,该技术已应用于多个部位的骨科手术,使骨科医生可以更安全、更精确地开展许多传统定位手段无法完成的复杂手术。3.1 颈椎前路手术:在进行颈椎前路钢板内固定、颈椎前路融合等手术时,术前透视患者颈椎正侧位像,术中导航时,可在多幅图像上观察到手术器械的实时路径和器械尖端的实际位置,医生可以较准确地控制钻头等工具的位置与深度。Foley和Smith描述了影像导航行C1,2 螺钉植入融合术的效果。解剖学研究显示,20%的患者具有特异的椎体解剖结构。术中导航技术则有效提高了此类患者C1,2 螺钉安全置入的成功率。Mandel等分析了C1,2联合体的形态学特征,认为C2关节突的关节宽度及高度如小于5 mm,对于直径3.5 mm螺钉置入的安全通道来说就太狭窄了。Bloch等研究发现,使用影像导航,如果患者的C2关节突关节的宽度及高度大于4 mm,直径3.5 mm螺钉就可以安全置入。他们得出结论,此项技术的精度使那些先前认为从技术上不能进行手术的患者从20%下降到6%。3.2 齿突骨折手术:齿突骨折是交通事故中挥鞭损伤的常见骨折,手术难度及危险性大,传统的手术方法是用 2台“C”型臂或 1台“G”型臂,同时显示齿突的正侧位图像进行螺钉固定,不但操作繁琐,还容易污染手术野。导航系统用双光束可以同时显示前后位和侧位的X线影像,确定前后位位置、侧位角度,动态模拟观察进针位置,导向器引导拧入螺钉,大大提高了手术的准确性和安全性。3.3 胸腰椎椎弓根钉固定手术:经椎弓根内固定技术是目前脊柱外科最常用的方法,但也存在很大的风险。文献报道椎弓根固定失败率达21%~31%。手术导航系统的应用,显著提高了该手术的成功率。1998年法国Merloz报告了导航系统辅助下的椎弓根固定技术。该组病例研究提示,A组(6例滑脱,20
例骨折)由计算机辅助导航系统支持下行椎弓根螺
钉置入,结果有7.7%的螺钉穿透骨皮质(4/52侧
椎弓根),无一例神经,血管损伤;B组(5例脊柱滑
脱,21例骨折)采用传统定位方法进行椎弓根螺钉
置入,结果有42.3%的螺钉穿透率(22/52侧椎弓
根)。该组的评定指标为术后的三维CT扫描。根据
Steinman报告的一组腰骶椎手术,椎弓根钉安置不
准确、螺钉穿破骨皮质的发生率,由应用导航前的
21%~31%降低至5.5%。尤其在较细的胸椎椎弓根
固定手术中,其应用价值更大。
3.4 椎体成形术:该手术无须传统的皮肤切口,导航
下穿刺针直接穿刺到病变的椎体内,通过特制的导
管向被破坏的椎体内注入骨水泥,加固椎体,减轻
或消除疼痛。这项新技术主要是针对骨质疏松引起
的脊柱压缩性骨折,对于因肿瘤转移而引起椎体病
变的患者,还可起到杀死肿瘤细胞的作用。使用导
航系统进行该手术,可大大降低医生和患者的X线
辐射量。
3.5 经皮椎弓根内固定术:计算机辅助导航系统使用
“C”型臂X线图像,引导经皮穿刺螺钉的置入,通过
经皮穿刺小创口直接置入腰椎椎弓根钉和棒,钉棒置
入的解剖位置与开放式手术入路的位置相近。在不影
响脊柱内固定效果的前提下,大大减小了手术创伤。
3.6 人工关节置换术:计算机导航下人工膝关节表面
置换术是近几年开展的新技术。其特点是不但能够
最大限度地使下肢力线恢复正常,并能更好地恢复
下肢的旋转力线,减少仅凭目测和经验而发生错误
的可能,提高了人工膝关节置换术的精确性。近来,
许多医生正在研究和尝试将计算机导航系统应用于
人工髋、肘、踝、肩关节的置换手术中。
3.7 股骨和胫骨骨折手术:应用手术导航系统,使带
锁髓内针的置入简单、方便。带锁髓内针治疗长骨
干骨折已经成为主流手术,但远端锁钉的闭合锁定
(尤其股骨)仍为难点,手术时间较长,术中X线辐
射量大。而应用计算机导航系统,可以准确闭合复
位和检查髓内针的置入位置,提高了闭合锁钉的准
确性,有效地缩短了手术时间,避免长时间的X线
辐射对患者和医务人员的损害。
此外,该技术还可以应用于股骨颈骨折、转子
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继续医学教育 第21卷第12期
试 题
1近来,许多医生正在研究和尝试将计算机导航系统应用于人工 , , , 关节的置换手术中。
2以X线透视影像导航为例简述骨科计算机辅助导航系统的组成及工作原理。
间骨折、骨盆骨折等内固定手术及股骨和胫骨的截骨矫形术,还可与内窥镜辅助下的微创骨科手术结合,做到最小的创伤、最精确的定位,是骨科发展的一个方向。总之,计算机辅助导航技术正以惊人的速度发展,越来越多的骨科医生已熟悉并掌握其应用方法,
并且逐步探索新的应用领域。还有学者将其与计算
机控制的自动机械臂联合使用来开发手术机器人,
相信导航技术将在骨科领域内有更广泛和深入的应
用,在不久的未来会有更大的突破。