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手术导航系统提高全髋关节置换术中髋臼假体植入精确度的研究

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中华创伤杂志 2004年第7期20卷 418-420页

作者：曾晖刘国平 Michael Nogler Martin Krismer 北京大学深圳医院骨科深圳518036 Department of Orthopedics University of Innsbruck

目的　评价应用新型非影像手术导航系统进行非骨水泥全髋关节置换对提高术中髋臼假体植入角度精确度的影响。　方法　取 12具成人尸体 ,每例随机于一侧应用手术导航系统进行全髋关节置换髋臼假体植入 ,其对侧用传统的髋臼假体定位器植... 详细信息

目的　评价应用新型非影像手术导航系统进行非骨水泥全髋关节置换对提高术中髋臼假体植入角度精确度的影响。　方法　取 12具成人尸体 ,每例随机于一侧应用手术导航系统进行全髋关节置换髋臼假体植入 ,其对侧用传统的髋臼假体定位器植入假体。设定髋臼假体最佳植入角度为倾斜角 4 5°,前倾角 2 0°。术后用三维数字化仪测定髋臼假体植入的角度情况。　结果　手术导航系统植入的髋臼假体倾斜角为 (4 5 .5± 2 .3)°,前倾角为 (2 1.8± 2 .5 )°。传统方法植入假体的倾斜角为 (4 2 .5± 6 .3)° ,前倾角为 (2 4 .8± 7.7)°。比较两组结果 ,倾斜角的差异具有显著性意义 (P 手术导航系统可以很好地提高术中髋臼假体植入的精确度 ,从而降低假体松动等并发症的发生。

关键词：手术导航系统全髋关节置换术髋臼假体植入精确度关节成形术并发症

手术导航系统在多焦点人工晶状体植入手术中的初步应用

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眼科 2014年第3期23卷 182-186页

作者：赵阳李蕾朱思泉首都医科大学附属北京同仁医院北京同仁眼科中心眼科学与视觉科学北京市重点实验室 100730

目的观察在白内障超声乳化吸除术联合多焦点人工晶状体植入手术中应用Lenstar LS900手术导航系统对患眼手术前后屈光状态变化的影响,初步评价Lenstar LS900手术导航系统的临床应用价值。设计回顾性病例系列。研究对象2012年8月就诊于北... 详细信息

目的观察在白内障超声乳化吸除术联合多焦点人工晶状体植入手术中应用Lenstar LS900手术导航系统对患眼手术前后屈光状态变化的影响,初步评价Lenstar LS900手术导航系统的临床应用价值。设计回顾性病例系列。研究对象2012年8月就诊于北京同仁医院并行白内障超声乳化吸除术的单纯白内障患者36例(45眼)。方法根据手术中是否应用导航系统分为导航组17例(22眼)和对照组19例(23眼)。导航组患眼术前分别采用Lenstar LS900光学低相干反射生物测量仪及IOL Master进行眼轴长度、前房深度、角膜曲率、散光度等参数的测量;术后1、3个月采用Lenstar LS900光学低相干反射生物测量仪对上述参数进行复查。对照组患眼术前、术后3个月均采用IOL Master进行上述参数的测量。比较导航组患者术前两种测量仪器测量的一致性;比较两组患眼术前、术后3个月的屈光参数差值的变化情况。主要指标患眼术前术后的眼轴长度、前房深度、角膜曲率、散光度。结果导航组术前Lenstar LS900和IOL Master测量数据中,眼轴、角膜曲率、散光度的测量值比较差异均无统计学意义(P均>0.05),而前房深度两种仪器的测量数值分别为(2.82±0.46)mm和(3.14±0.52)mm(P=0.036)。导航组术前、术后1、3个月眼轴分别为(25.48±3.26)mm、(25.38±3.01)mm、(25.40±3.01)mm(P=1.000);前房深度分别为(3.14±0.53)mm、(3.56±0.76)mm、(3.62±0.81)mm(P=0.000);散光度分别为(0.97±0.37)D、(0.72±0.32)D、(0.62±0.27)D(P=0.003)。导航组术前和术后3个月散光度差值为(-0.35±0.27)D,对照组术前、术后3个月散光度差值为(0.20±0.49)D(P=0.000)。结论在白内障超声乳化吸除术+人工晶状体植入手术中应用Lenstar LS900手术导航系统可减少手术源性散光的形成,并可减少患者原有的部分散光度,值得在白内障手术中推广应用。

关键词：超声乳化吸除术手术导航系统眼生物学测量人工晶状体多焦点

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四元数在手术导航系统中的应用

东北大学学报（自然科学版） 2005年第1期26卷 21-24页

作者：杨轶璐徐心和东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110004

探讨了四元数作为表现旋转的可选择方法之一,其在手术导航系统中的应用·分析了在不同坐标系中定位必然涉及的坐标系之间映射变换·从理论上研究了四元数在手术导航定位系统坐标映射变换以及在手术导航空间配准中应用的问题,并给出了具... 详细信息

探讨了四元数作为表现旋转的可选择方法之一,其在手术导航系统中的应用·分析了在不同坐标系中定位必然涉及的坐标系之间映射变换·从理论上研究了四元数在手术导航定位系统坐标映射变换以及在手术导航空间配准中应用的问题,并给出了具体的仿真结果·结果表明,将四元数法应用于手术导航系统中,成功地解决了手术导航系统的两大技术难题空间配准和定位问题,在自行设计和实际开发的手术导航模体演示系统NEU IGSS中,得到了成功的应用·

关键词：四元数手术导航系统齐次坐标映射变换旋转矩阵配准

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一种基于视觉的手术导航系统设计与实现

系统仿真学报 2017年第9期29卷 2025-2034,2042页

作者：兰坤张岩沈旭昆长治医学院长治046000 北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室北京100191

针对现有手术导航系统中存在不同三维空间注册精度低、需要额外复杂设备辅助完成手术器械实时跟踪的问题,设计并实现一种基于视觉的手术导航系统。利用正弦结构光重建病人空间面部点云;利用人脸面部特征进行病人空间与模型空间由粗到精... 详细信息

针对现有手术导航系统中存在不同三维空间注册精度低、需要额外复杂设备辅助完成手术器械实时跟踪的问题,设计并实现一种基于视觉的手术导航系统。利用正弦结构光重建病人空间面部点云;利用人脸面部特征进行病人空间与模型空间由粗到精的空间注册;利用分步角点检测算法和双目立体视觉原理恢复手术器械上标记点的三维坐标,并利用卡尔曼滤波获取手术器械精确的位置与姿态。实验表明,基于视觉的手术导航系统能够实现准确、稳定、实时的手术器械跟踪要求。

关键词：手术导航系统空间注册正弦结构光卡尔曼滤波

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手术导航系统在骨盆、髋臼骨折中的应用

手术导航系统在骨盆、髋臼骨折中的应用

作者：黄涛山东大学

学位级别：硕士

目的：探讨微创技术在骨盆、髋臼骨折中的进展;以及手术导航系统在骨科，尤其骨盆、髋臼骨折中的应用。方法：（1）通过对15例骨盆标本进行解剖，了解与导航手术有关的相关解剖。（2）通过尸体标本和影像学资... 详细信息

目的：探讨微创技术在骨盆、髋臼骨折中的进展;以及手术导航系统在骨科，尤其骨盆、髋臼骨折中的应用。方法：（1）通过对15例骨盆标本进行解剖，了解与导航手术有关的相关解剖。（2）通过尸体标本和影像学资料，对与导航手术有关关键位置的测量，并结合文献中所提出的手术方案，寻找最佳手术方案。（3）通过具体操作手术导航系统熟练掌握操作技巧及术中操作过程以及术中应该注意的事情。（4）按照以上研究结果，应用手术导航系统对一些骨盆、髋臼骨折患者进行手术治疗，并进行术后随访。结果：（1）通过对15例骨盆标本进行解剖，熟练掌握了导航手术有关的相关解剖。（2）结合多方面资料，制定出治疗骨盆、髋臼骨折最佳进钉方向及进钉长度。（3）熟练掌握手术导航系统，并结合研究治疗，对一些骨盆、髋臼骨折患者进行手术治疗，通过0.5-1.5年随访，均取得满意效果。结论：微创技术可以减少手术创伤、有利于术后恢复，适合于骨盆、髋臼骨折的治疗。手术导航系统监测下微创治疗骨盆、髋臼骨折，是一种安全、有效的治疗方法，手术创伤小，手术时间短，康复快，提高了内固定物置入的安全性和准确性。手术导航系统是目前骨科领域中最佳的微创手术辅助工具，拥有极其广阔的应用前景。

关键词：手术导航系统微创骨盆、髋臼骨折

手术导航系统中光学和惯性组合定位方法的研究

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手术导航系统中光学和惯性组合定位方法的研究

作者：赵鹏清华大学

学位级别：硕士

随着立体定位技术和成像技术的发展,手术导航系统越来越多的应用在骨科、神经外科、耳鼻喉科等外科手术中。手术导航系统是一个复杂的系统,涉及多种关键技术,其中空间定位技术直接决定着手术定位精度,继而影响手术效果。目前在用的手术... 详细信息

随着立体定位技术和成像技术的发展,手术导航系统越来越多的应用在骨科、神经外科、耳鼻喉科等外科手术中。手术导航系统是一个复杂的系统,涉及多种关键技术,其中空间定位技术直接决定着手术定位精度,继而影响手术效果。目前在用的手术定位系统主要有机械定位系统、光学定位系统、超声波定位系统和电磁定位系统,然而上述系统在使用中各有利弊,很难达到准确性和鲁棒性的统一。目前临床在用的手术导航系统大部分都是基于光学定位的导航系统。光学定位系统依靠可见光或者红外光进行定位,定位光束被遮挡后便无法提供定位信息。在实际的外科导航手术中,很难保证手术全过程定位光束不被遮挡。医生在使用手术器械进行复杂操作的同时还要注意定位光束的畅通,给外科医生的手术操作带来很大的不便,遮挡后定位信息的缺失会造成很大的手术风险。为了解决光学定位系统定位光束遮挡期间的定位问题,本文设计了一种光学定位系统和惯性定位系统组合定位的方法。在光学定位系统的定位信息受到短时遮挡而无法对目标进行定位时,利用惯性定位系统的定位信息进行定位补偿,使定位信息不间断,保证手术导航系统定位的连续性。区别于光学定位系统,惯性定位系统属于自主式定位系统,它通过惯性测量器件采集目标运动信息。由于惯性测量器件存在不可避免的漂移现象,无法独立长时间用于目标的定位。本文采用扩展卡尔曼滤波的方法,通过融合光学定位系统未被遮挡期间的定位信息与光学定位系统被遮挡期间惯性定位系统的定位信息获得新的组合导航系统的定位信息,可预测出目标载体在光学定位系统定位信息缺失期间的运动情况。本文对惯性定位系统定位信息的解算方法进行了推导分析,并设计了静态和动态实验用于验证解算方法的可行性与可靠性。最后设计了组合定位方法用于验证实验精度,实验结果表明,本文所设计的组合定位方法在0.2s被遮挡期间x轴、y轴和z轴方向的位移定位误差分别为0.34 mm、0.24 mm和1.0 mm,姿态角定位误差为2.2°。因此能够补偿定位光束短时遮挡时定位信息的缺失,基本满足临床导航需求。

关键词：手术导航系统惯性定位光学定位组合定位数据融合

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手术导航系统及其在骨科中的应用

广东医学 2005年第2期26卷 143-144页

作者：徐林北京中医药大学东直门医院骨科中心北京100027

导航技术被广泛应用于交通、探险、军事、勘探等许多领域。随着计算机技术的不断发展，特别是计算机图形技术的飞速进展，出现了计算机辅助外科(computer assisted surgery，CAS)这一崭新领域。由于计算机辅助外科是将空间三维立体导航... 详细信息

导航技术被广泛应用于交通、探险、军事、勘探等许多领域。随着计算机技术的不断发展，特别是计算机图形技术的飞速进展，出现了计算机辅助外科(computer assisted surgery，CAS)这一崭新领域。由于计算机辅助外科是将空间三维立体导航技术、计算机图像处理及三维可视化技术与临床手术结合起来，又被称作计算机辅助导航外科。简单地说导航技术可以利用信号传输和接收发射器的位置，

关键词：手术导航系统骨科临床应用计算机图形技术

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手术导航系统在口腔颌面外科中的应用研究

手术导航系统在口腔颌面外科中的应用研究

作者：吴柯炯浙江大学

学位级别：硕士

目的：探讨手术导航系统在颌面外科手术中的应用。方法：回顾浙江大学医学院附属第一医院2013年8月至2014年2月,术中应用BrainLAB手术导航系统的患者共12例,其中7例为颌骨肿瘤,包括造釉细胞瘤5例,髁状突骨软骨瘤1例,颌骨骨瘤1例,其余... 详细信息

目的：探讨手术导航系统在颌面外科手术中的应用。方法：回顾浙江大学医学院附属第一医院2013年8月至2014年2月,术中应用BrainLAB手术导航系统的患者共12例,其中7例为颌骨肿瘤,包括造釉细胞瘤5例,髁状突骨软骨瘤1例,颌骨骨瘤1例,其余5例为异物侵入。所有病例术前完善薄层CT扫描并将数据保存为DICOM格式导入BrainLAB iPlan软件系统后利用该软件进行手术方案设计。术中在手术导航系统辅助下按术前设计方案完成手术。术后复查三维CT,确认手术效果。术后分别于第1、3月时随访,随访期间记录患者术区切口情况、外观和功能影响。结果：所有患者手术均顺利按术前设计完成,术后患者面部外形良好,未出现明显手术并发症,功能无明显影响。结论：手术导航系统的应用,可以使手术方案的设计更加周密、直观,提高手术精度、安全性及成功率。

关键词：手术导航系统颌面外科应用

基于图像融合的手术导航系统在头颈部低流量脉管畸形硬化治疗中的应用

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上海交通大学学报（医学版） 2021年第5期41卷 695-700页

作者：顾豪杨希张紫旻金云波胡丽陈辉林晓曦上海交通大学医学院附属第九人民医院整复外科上海200011 上海交通大学医学院附属第九人民医院放射科上海200011

目的·评估手术导航系统这一实时立体定向引导技术应用于头颈部危险区域低流量脉管畸形病灶硬化治疗的可行性和安全性。方法·回顾性纳入2017年5月—2019年9月在上海交通大学医学院附属第九人民医院整复外科接受了手术导航系统辅助硬化... 详细信息

目的·评估手术导航系统这一实时立体定向引导技术应用于头颈部危险区域低流量脉管畸形病灶硬化治疗的可行性和安全性。方法·回顾性纳入2017年5月—2019年9月在上海交通大学医学院附属第九人民医院整复外科接受了手术导航系统辅助硬化治疗的头颈部低流量脉管畸形患者。术前将患者计算机断层扫描图像和磁共振图像融合后,进行穿刺路径设计。术中利用导航系统,按预先设计的路径进行穿刺,通过数字减影血管造影验证穿刺结果。统计穿刺成功率和患者术后并发症情况。结果·共纳入10例头颈部低流量脉管畸形患者(6例眼眶内、4例咽部)30处病灶,治疗19次。初次治疗的平均年龄为20.9岁。穿刺成功率达到80.0%(24/30);除1次治疗后患者因硬化剂导致声门溃疡,继而引发肺炎外,未观察到其他并发症。结论·手术导航系统对头颈部危险区域低流量脉管畸形的硬化治疗是可行且安全的辅助技术。

关键词：手术导航系统图像融合脉管畸形硬化治疗头颈部