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机器人导航内镜下经椎间孔入路椎间融合术治疗腰椎间盘突出症

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临床骨科杂志 2024年第1期27卷 6-10页

作者：江丽强岳亚玲武刚贾晓川李毅张开刘振武邯郸市中心医院东区骨一科河北邯郸056008

目的探讨应用机器人导航内镜下经椎间孔入路椎间融合术治疗腰椎间盘突出症的临床疗效。方法将98例腰椎间盘突出症患者根据治疗方法不同分为观察组(32例,采用机器人导航内镜下经椎间孔入路椎间融合术治疗)与对照组(66例,采用后路腰椎椎... 详细信息

目的探讨应用机器人导航内镜下经椎间孔入路椎间融合术治疗腰椎间盘突出症的临床疗效。方法将98例腰椎间盘突出症患者根据治疗方法不同分为观察组(32例,采用机器人导航内镜下经椎间孔入路椎间融合术治疗)与对照组(66例,采用后路腰椎椎间融合术治疗)。记录手术时间、术中出血量、术后引流量、住院时间及并发症发生情况,采用疼痛VAS评分评价疼痛改善情况,采用ODI评分评价脊柱功能。结果患者均获得随访,时间12~22个月。手术时间观察组长于对照组(P0.05)。两组术后1周及1、3、6、12个月疼痛VAS评分、ODI均较术前降低(P机器人导航内镜下经椎间孔入路椎间融合术治疗腰椎间盘突出症创伤小,疼痛改善情况好,脊柱功能恢复快。

关键词：骨科机器人椎间孔镜椎间融合腰椎间盘突出症微创

机器人辅助经皮置钉治疗胸腰椎骨折的临床疗效

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颈腰痛杂志 2024年第2期45卷 358-361页

作者：张治水王玉景崔鹏北京市海淀医院骨科北京100000

目的探讨机器人辅助经皮置钉治疗胸腰椎骨折的运用价值。方法本研究对象为该院2020年7月~2022年7月收治的76例胸腰椎骨折患者,采用随机数字表法分为两组:对照组采用传统“C”臂透视经皮置钉,观察组采用机器人辅助经皮置钉。比较两组患... 详细信息

目的探讨机器人辅助经皮置钉治疗胸腰椎骨折的运用价值。方法本研究对象为该院2020年7月~2022年7月收治的76例胸腰椎骨折患者,采用随机数字表法分为两组:对照组采用传统“C”臂透视经皮置钉,观察组采用机器人辅助经皮置钉。比较两组患者透视次数、手术时间及置钉时间,比较Gertzbein-Robbins螺钉位置分级,比较术前、术后1周、末次随访时骨折矫正效果以及疼痛改善情况。结果观察组透视次数、手术时间及置钉时间均显著优于对照组(P0.05)。结论相较于传统“C”臂透视辅助经皮置钉,机器人辅助经皮置钉治疗胸腰椎骨折能缩短置钉时间和手术时间,减少透视次数,并有效提高螺钉置入的准确性。

关键词：骨科机器人经皮置钉胸腰椎骨折置钉准确性

3D打印模型辅助与骨科机器人在脊柱畸形矫形过程中的精准置钉

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中国组织工程研究 2022年第6期26卷 904-907页

作者：宋玉鑫张同同牛建雄王增平文杰张群立薛文刘林甘肃省人民医院骨二科甘肃省兰州市730000 甘肃中医药大学第一临床医学院甘肃省兰州市730000

背景:脊柱畸形导致正常的椎弓根解剖结构发生变化,在脊柱畸形矫形术中置入椎弓根螺钉的难度增加。目的:探讨3D打印模型辅助与骨科机器人在脊柱畸形矫形术中的置钉准确率和单枚螺钉置入时间。方法:40例脊柱畸形患者依据手术方式不同可分... 详细信息

背景:脊柱畸形导致正常的椎弓根解剖结构发生变化,在脊柱畸形矫形术中置入椎弓根螺钉的难度增加。目的:探讨3D打印模型辅助与骨科机器人在脊柱畸形矫形术中的置钉准确率和单枚螺钉置入时间。方法:40例脊柱畸形患者依据手术方式不同可分为:观察组18例,采用骨科机器人辅助置入椎弓根螺钉,即在开放手术过程中运用机器人进行椎弓根螺钉路径规划,机械臂到达指定位置,置入导针、螺钉;对照组22例,采用3D模型辅助徒手置入椎弓根螺钉。依据GertzbeinRobbins分类标准评价置钉准确率,记录两组患者的单枚螺钉置入时间,比较两组之间的置钉准确率及单枚螺钉置入时间。研究方案的实施符合《赫尔辛基宣言》和甘肃省人民医院对研究的相关伦理要求。结果与结论:(1)两组之间置钉准确率比较差异无显著性意义(P>0.05),A类螺钉准确率,观察组85.9%(256/298)高于对照组79.9%(283/354)(P0.05);(2)单枚螺钉置入时间两组间比较,差异无显著性意义[(4.01±0.61),(3.74±0.44)min/枚,P>0.05];(3)结果说明,骨科机器人辅助脊柱畸形矫形术中椎弓根螺钉置入,显著提高了A类螺钉置入的准确率,准确度高、有效、可行。

关键词：脊柱畸形骨科机器人 3D打印技术置钉准确率

骨科机器人导航下精准穿刺骨水泥有限注射椎体成形术治疗老年性骨质疏松压缩性骨折

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临床医药文献电子杂志 2019年第63期6卷 44-44页

作者：张海存吴沧陆沈泽宇陈永杰周瑞舟山市定海广华医院脊柱科

目的探讨骨科机器人导航下精准穿刺骨水泥有限注射椎体成形术治疗老年性骨质疏松压缩性骨折的临床疗效。方法选取本院2018年6月～2019年2月收治的66例老年骨质疏松性椎体压缩性骨折患者,行骨科机器人导航下精准穿刺骨水泥有限注射椎体... 详细信息

目的探讨骨科机器人导航下精准穿刺骨水泥有限注射椎体成形术治疗老年性骨质疏松压缩性骨折的临床疗效。方法选取本院2018年6月～2019年2月收治的66例老年骨质疏松性椎体压缩性骨折患者,行骨科机器人导航下精准穿刺骨水泥有限注射椎体成形术治疗,探讨其临床治疗效果。结果骨科机器人导航下精准穿刺骨水泥有限注射椎体成形术治疗老年性骨质疏松性椎体压缩性骨折效果显著,能够显著改善患者临床症状,具有较好的临床应用价值。

关键词：老年骨质疏松性椎体压缩性骨折骨科机器人椎体成形术精准穿刺

骨科机器人在脊柱微创手术中的应用效果与研究进展

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现代医学与健康研究电子杂志 2022年第23期6卷 114-117页

作者：赵彤黄承夸右江民族医学院研究生院百色市人民医院脊柱外科广西百色533000

脊柱疾病为骨科临床中较为特殊、常见、疑难的外科疾病。脊柱的解剖结构相当复杂,椎弓根处毗邻众多重要的血管、神经,实施手术治疗时要求术者有丰富的经验,且技术精度要求极高。以目前传统的开放手术方法和机械人工操作手段难以准确实... 详细信息

脊柱疾病为骨科临床中较为特殊、常见、疑难的外科疾病。脊柱的解剖结构相当复杂,椎弓根处毗邻众多重要的血管、神经,实施手术治疗时要求术者有丰富的经验,且技术精度要求极高。以目前传统的开放手术方法和机械人工操作手段难以准确实现精准手术,常常出现偏差。随着医疗科技的飞速进步,机器人辅助骨科手术已经逐步地走向前台,由于其在脊柱椎弓根置钉准确性方面所表现出来的定位准确率高、小关节受侵犯风险小、手术出血量更少、创伤系数小等优势,逐步被脊柱外科医生所接受。但在机器人手术中早期阶段往往也都存在着手术时间相应延长、费用高、操作者学习曲线陡峭等缺点。本研究参考了国内外众多文献资料,积极阐释骨科机器人在脊柱微创手术中的应用效果评价与研究新进展。

关键词：骨科机器人脊柱微创手术应用进展

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骨科天玑机器人辅助下脊柱侧弯矫形术1例

临床骨科杂志 2021年第5期24卷 755-755页

作者：包梦颖代艳纪舒妤谢天裕李崇刘云叶雨(指导) 广西医科大学基因组与个体化医学研究中心广西南宁530021 广西医科大学第一附属医院全科医学病区广西南宁530021 广西医科大学第一附属医院骨科广西南宁530021 广西医科大学第二附属医院急诊科广西南宁530021

患者,女,16岁,因发现双肩不等高2年余于2020年8月6日就诊于广西医科大学第一附属医院。查体:剃刀背畸形,胸段椎体凸向右侧,腰段椎体凸向左侧;全身皮肤无咖啡斑,四肢肌力、感觉正常,生理反射正常。X线片(见图1A)、CT显示:脊柱呈“S”形改... 详细信息

患者,女,16岁,因发现双肩不等高2年余于2020年8月6日就诊于广西医科大学第一附属医院。查体:剃刀背畸形,胸段椎体凸向右侧,腰段椎体凸向左侧;全身皮肤无咖啡斑,四肢肌力、感觉正常,生理反射正常。X线片(见图1A)、CT显示:脊柱呈“S”形改变,胸椎以T 8为顶点凸向右侧,腰椎以L 3为顶点凸向左侧;左侧bending位腰段侧凸减轻,右侧bending位胸段侧凸减轻,Cobb角40°。

关键词：骨科机器人脊柱侧弯矫形术

骨科机器人人机协同交互方法研究及控制系统实现

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骨科机器人人机协同交互方法研究及控制系统实现

作者：孙凤龙哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

因机器人辅助的外科手术可以改善医生工效,提高病人福祉等优势,自1985年第一例机器人辅助手术开始,得到了医院医生、医疗机构、机器人研究者及产业界的极大支持和推动,成为生物医学工程和机器人研发的热点领域。但复杂系统的引入,也同... 详细信息

因机器人辅助的外科手术可以改善医生工效,提高病人福祉等优势,自1985年第一例机器人辅助手术开始,得到了医院医生、医疗机构、机器人研究者及产业界的极大支持和推动,成为生物医学工程和机器人研发的热点领域。但复杂系统的引入,也同时对医生技能和医疗机器人系统研发都提出了更多的挑战。研究表明,目前机器人应用是作为医生作业的智能工具被引入医疗领域的,因而人-机器人协同交互问题成为限制医疗机器人进入医疗领域的一个障碍。基于此,针对骨科手术应用需求,课题组自主设计了轻量化人机协同交互式骨科机器人。目标是使机器人能够辅助医生在手术规划监控以及路径引导、虚拟夹具等限制下,共同完成骨科手术,让医生感觉机器人是在其安全保障下的自由操作手术工具。本文首先针对已经设计的轻量型六自由度机械臂进行系统建模分析,为骨科手术人机协同方法和控制实现提供运动学基础。主要进行了基于D-H矩阵的机器人建模,完成正逆运动学的求解,并通过求解雅克比矩阵进行速度变换,获得机器人末端位置、速度与关节角度、速度的变换关系。在运动分析的基础上利用蒙特卡洛法绘制机器人的工作空间,并通过比较雅克比矩阵条件数的大小来检索工作空间内的奇异位置点。在此基础上,采用基于速度控制的导纳控制方法及基于虚拟夹具技术的安全策略实现人机协同交互方法的研究。建立了基于导纳控制的三级导纳增益参数模型,以提升控制系统整体的速度变化和交互性能。针对骨科手术特点,建立了引导型和禁止型虚拟夹具模型,完成了基于虚拟夹具的手术安全策略和建模方法研究。再次,针对人机协同交互实现时运算复杂且对实时性要求高的特征,采用基于Twin CAT的实时控制系统软件和基于高速工业以太网Ether CAT总线通信的软硬件控制方案,并进行了实现。利用VC完成控制操作界面、实时显示、运动学算法、协同交互运动和传感器集成算法等的开发。完成控制系统软硬件设计、选型,实现、装配、调试,并进行机器人精度标定实验。最后,搭建人机协同交互验证平台。首先进行控制系统软硬件和运动控制功能测试,验证系统各个部分的可靠性。利用人机交互研究中的导纳控制算法、虚拟夹具建模方法完成了针对骨科手术特点的引导、定位和避障的一系列实验,包括目标点定位、曲线跟踪引导和主被动偏离实验,并进行了基于关节置换的骨科模型模拟实验,实验结果表明,本文建立的基于导纳控制和虚拟夹具的人机协同控制方法具有较好的控制效果。

关键词：人机协同交互导纳控制虚拟夹具骨科机器人实时控制

天玑机器人辅助下置钉与传统空心螺钉内固定股骨颈骨折疗效比较

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中国骨伤 2023年第3期36卷 221-225页

作者：聂德新孙文皋王小强王明俊孙锦波陈春贵州医科大学附属兴义医院矫形关节运动医学小儿骨科贵州兴义562400

目的:探讨天玑骨科机器人辅助下空心螺钉内固定对股骨颈骨折的临床疗效及优势。方法:回顾性分析2019年1月至2022年1月行空心螺钉内固定治疗的41例股骨颈骨折患者临床资料,按手术方式不同分为天玑机器人组18例及传统空心螺钉固定组(传统... 详细信息

目的:探讨天玑骨科机器人辅助下空心螺钉内固定对股骨颈骨折的临床疗效及优势。方法:回顾性分析2019年1月至2022年1月行空心螺钉内固定治疗的41例股骨颈骨折患者临床资料,按手术方式不同分为天玑机器人组18例及传统空心螺钉固定组(传统手术组)23例,其中天玑机器人组18例,男8例,女10例,年龄(56.00±4.22)岁,Garden分型Ⅰ型4例、Ⅱ型11例、Ⅲ型2例、Ⅳ型1例;传统手术组23例,男10例,女13例,年龄(54.87±4.81)岁,Garden分型Ⅰ型5例、Ⅱ型14例、Ⅲ型3例、Ⅳ型1例。观察比较两组患者手术时间、术中出血量、术中透视次数、导针放置次数、手术费用等指标。术后12个月采用Harris评分评估患者髋关节功能。结果:所有患者伤口甲级愈合,无并发症发生。两组患者手术时间、术中透视次数、导针放置次数、术中出血量、手术费用比较,差异均有统计学意义(P机器人组随访期间无感染、螺钉松动、骨折移位,未发生股骨头坏死;传统手术组随访期间出现螺钉松动2例。术后12个月机器人组Harris髋关节功能评分中日常活动、跛行、关节活动度评分及总分均高于传统手术组(P机器人辅助下置钉是治疗股骨颈骨折的较好方法,提高手术效率,置钉更准确,一次性置钉成功率更高、手术时间短、辐射少,术后髋关节功能恢复更佳。

关键词：骨科机器人股骨颈骨折空心螺钉内固定

机器人辅助皮质骨轨迹螺钉内固定术治疗腰椎退行性疾病的置钉准确率及学习曲线分析

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中国脊柱脊髓杂志 2022年第4期32卷 305-312页

作者：徐子航龙浩何祖波符勇王国贤肖宇肖杰宁旭贵州医科大学临床医学院贵阳市550001 贵阳市第四人民医院脊柱外科 550001 贵州医科大学附属医院骨科贵阳市550004

目的:评估骨科机器人辅助皮质骨轨迹(cortical bone trajectory,CBT)螺钉内固定技术在腰椎退行性疾病中应用的置钉准确率、皮质接触情况以及该技术的学习曲线。方法:回顾性分析2019年10月~2021年4月应用“天玑”骨科手术机器人辅助置入... 详细信息

目的:评估骨科机器人辅助皮质骨轨迹(cortical bone trajectory,CBT)螺钉内固定技术在腰椎退行性疾病中应用的置钉准确率、皮质接触情况以及该技术的学习曲线。方法:回顾性分析2019年10月~2021年4月应用“天玑”骨科手术机器人辅助置入CBT螺钉治疗45例L4-5退行性疾病患者的资料,其中男性27例,女性18例,年龄64.3±6.9岁,腰椎间盘突出症8例,腰椎管狭窄症28例,退变性腰椎滑脱症9例。按患者接受手术日期先后顺序平均分为A、B、C三组,每组15例。统计手术时间、出血量,术前及术后6个月时进行VAS和JOA评分,采用ln曲线回归分析方法分析手术时间随手术例数变化的趋势,术后通过CT评估置钉准确率及皮质接触层数,随访期间通过X线片及CT观察螺钉松动、椎间融合、融合器沉降及移位情况。结果:患者均顺利完成手术,手术时间140~195min(163.5±11.3min),出血量140~265ml(210.0±28.9ml)。共置入166枚螺钉,螺钉可接受率为97%(161/166),平均总皮质骨接触层数为4.9±0.6层,平均椎弓根皮质骨接触层数为3.3±0.6层。B、C组手术时间及出血量较A组减少,差异有统计学意义(P0.05)。手术时间(y)随着手术例数(x)的增加而减少[y=-10.243ln(x)±192.89,R2=0.637,P0.05)。术后6个月时腰痛VAS评分由术前4.8±0.7分降至1.9±0.6分(P机器人辅助下CBT螺钉内固定术治疗腰椎退行性疾病置钉准确率高,确保螺钉与皮质之间充分接触,安全性高。随着手术例数的增加其手术时间以及出血量逐渐减少,并在15台后趋于稳定。

关键词：腰椎退行性疾病骨科机器人皮质骨轨迹螺钉准确性学习曲线