导读:本文包含了骨科手术导航论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:骨科手术机器人,导航,股骨转子间骨折,髓内钉
骨科手术导航论文文献综述
谭哲,李开南,兰海[1]（2019）在《骨科手术机器人导航辅助与传统髓内钉内固定治疗股骨转子间骨折的比较》一文中研究指出背景:利用骨科手术机器人导航辅助进行股骨转子间骨折髓内钉固定是一种新的手术方式,其与传统髓内钉内固定疗效比较的研究较少。目的:通过对比骨科手术机器人导航辅助下与传统髓内钉内固定治疗股骨转子间骨折的疗效,分析运用骨科手术机器人导航辅助下髓内钉内固定治疗股骨转子间骨折的优劣势。方法:收集成都大学附属医院骨科自2015年4月至2017年12月收治的股骨转子间骨折患者59例,根据手术方法分为2组,其中骨科机器人组28例经骨科手术机器人导航下行髓内钉内固定,传统手术组31例行传统髓内钉内固定。所有患者均签署手术知情同意书,且手术方案已获得成都大学附属医院伦理委员会等相关科室批准。记录手术时间、术中透视次数、术中髓腔导针穿刺次数、术中出血量并进行组间对比;术后1年观察骨折愈合情况及患侧髋关节功能。结果与结论:①与传统手术组比较,机器人手术组患者手术时间短,术中透视次数少,导针穿刺次数少,手术出血量少,髓腔导针穿刺一次性成功率高(均P <0.05);②术后1年,2组患者均骨折愈合,未出现内固定物失效及骨折移位,骨科机器人手术组患者髋关节Harris评分高于传统手术组(P <0.05),2组患者患侧髋关节功能优良率比较差异无显着性意义(P> 0.05);③结果表明,骨科手术机器人导航髓内钉内固定治疗股骨转子间骨折手术时间较短、创伤较小、医患双方术中受辐射较少,是股骨转子间骨折髓内钉内固定较为理想的方法。(本文来源于《中国组织工程研究》期刊2019年24期）
张建法[2]（2016）在《机器人辅助骨科手术导航关键技术研究》一文中研究指出机器人辅助骨科手术是当前骨科领域研究的热点,它是典型的医工结合技术,能够保护医生和患者,减少X射线的伤害,同时能够提高手术定位精度,减少手术创伤,缩短手术时间。手术导航技术是机器人辅助骨科手术系统的核心技术,本文针对基于C形臂X光机的手术导航技术及机器人辅助导航定位技术进行了研究,分别实现了跟踪和定位两大关键技术。跟踪即术中在导航界面上实时显示手术工具投影和病人患骨的透视图像,给医生实时提供手术工具与患骨的相对位置和姿态关系。定位即实现手术工具和机器人到达所规划的位置。本文研究的主要内容如下:第一,对校准靶透视图像中标志物投影的识别与参数提取进行了研究。设计了导航系统中的关键部件——校准靶;对透视图像中圆形或类圆形目标的识别方法进行了研究,最后选择阈值分割与连通量处理相结合的算法,借助ITK和VTK实现了图像的可变阈值分割,省去了阈值求解过程,实现了快速分割,并最终提取了目标参数。第二,对图像变形校正进行了研究。对C形臂X光图像的变形及其成因进行了研究;在分析了全局法与局部法的优缺点的基础上,针对图像中控制点较少的情况提出一种移动最小二乘法(Moving Least Square,MLS)与多项式拟合相结合的图像校正方法。通过此方法保证了在控制点较少情况下的校正精度。第叁,对相机标定进行了研究。对已有校准方法进行了分析研究,并比较了各个方法的优缺点。针对相机校准中存在的过渡环节多及变换参数求解复杂等问题,本文提出了一种线性标定融合误差补偿的相机标定实现方法,该方法忽略相机模型,减少了中间过渡环节,参数求解变得简单,提高了效率。第四,对机器人辅助导航系统的全空间坐标转换技术及机器人硬件系统的数据传输方法进行了研究。研究了图像中规划的工具投影变换到患骨坐标系下的方法,并基于光学定位系统建立了患骨坐标系与机器人基坐标系之间的映射关系,从而建立图像坐标系到机器人坐标系的变换。在没有工作站与机器人通讯软件包的情况下,以PLC作转接,成功实现了工作站到KUKA的数据传输,为机器人辅助导引奠定了基础。最后,自主开发了导航软件系统,搭建了机器人辅助骨科手术导航系统实验研究平台,同时以脊柱模型为实验对象进行了相关实验:导航定位位置实验、导航定位姿态实验和机器人辅助导引实验。根据实验数据对误差进行了分析,同时为减小误差提出了相应的措施。(本文来源于《苏州大学》期刊2016-05-01）
马俊彬,朱传银,鲁兵[3]（2014）在《电子导航技术在创伤骨科手术中的应用及意义》一文中研究指出讨论电子导航技术(Electronic navigation technology,ENT)在创伤骨科的应用及其意义。分析ENT在创伤骨科应用的现状,总结其应用的价值及相关问题。目前ENT在创伤骨科主要应用于脊柱、四肢骨折内固定物的植入和人工髋、膝关节置换以及膝关节交叉韧带的重建等,而在骨折复位方面的应用很少且技术不成熟,但已显示明显的优越性。在ENT应用过程中应注意其缺点、临床医学评价、手术医生的地位、正确的微创观念等相关问题。ENT在创伤骨科手术微创化进程中有重要意义和无可替代的价值,应处理好一些相关的问题,促进其更好地发展。(本文来源于《大家健康(学术版)》期刊2014年16期）
罗博博[4]（2014）在《骨科手术导航中2D-3D医学图像配准的应用研究》一文中研究指出在外科临床手术中,骨科手术是一类风险较大的常见手术。传统地,临床医生在手术中主要凭借以往临床经验或依赖患者术前MRI、CT影像或二维X线透视片评估病人的解剖信息。此时,医生需要通过该影像于大脑中构建具有叁维形态的人体器官和手术过程,尽管这种方式能对临床手术起到一定的辅助作用,但手术的成功率很大程度上依赖于外科医生的临床经验,整个手术操作过程缺乏客观科学的影像依据。如果采用临床X线图像进行术中实时引导,临床医生和患者都须接受较大剂量的辐射,他们的身体将被严重伤害。因此,骨外科手术导航技术应运而生,它是临床医学影像技术、电子和计算机技术共同发展的结果。手术过程中,它以MRI、CT等影像数据为基础,将病人术前医学影像数据和手术床上病人的解剖结构准确对应,定位追踪器将手术器械的相对位置在病人解剖影像上以虚拟探针的形式实时更新显示,使骨外科医生实时掌控手术器械相对病人解剖结构的精确位置,从而实现骨科手术的引导。骨科手术导航在临床应用中可以提高手术的精确度和成功率,同时也减少了患者的创伤,即成为目前计算机集成外科辅助治疗领域的研究热点。骨科手术导航技术中,医学图像配准为其中重要的一环。医学图像配准是指将来自不同形式或不同时间的探测器的医学图像(如MRI, CT, X线图像等),利用计算机技术实现对于一幅医学图像寻求一种或者一系列的空间变换,使它与另一幅医学图像上的对应点达到空间上的一致,主要包括4个要素：几何变换、插值算法、相似性测度和寻优算法。医学图像配准方法有很多种,按照图像的维数,可以分为2D-2D、3D-3D、2D-3D;按照配准过程中的相似性测度,分为基于特征的和基于灰度的配准方法。基于特征的和基于灰度的图像配准的主要区别在于是否包含分割步骤,基于特征的方法包括图像的分割过程,用于提取图像的目标信息,这些信息可以是人造的(例如,植入的放射性不透明物),也可以是图像组织本身的(例如,骨组织),然后对图像的显着特征进行配准。基于灰度的配准方法无需进行图像分割,直接采用图像的统计信息作为配准的相似性度量即可。医学图像配准的实质就是对变换参数进行不断优化的过程,而被优化的目标函数为配准的相似性测度。相似性测度是评估浮动图像和参考图像是否完全配准以及能否满足配准目标的重要依据。并且,相似性测度值能够反映图像的配准效果,相似性测度方法的选择能对图像配准起到重要作用,它将决定如何确定配准变换。迄今为止,图像配准的相似性测量主要包括互信息(Mutual Information)、差值图像的嫡(Entropy of the Difference Image)、归一化互相关(Normalized Cross Correlation)、梯度相关(Gradient Correlation)等。为实现2D-3D医学图像配准,本文采用B.SrinivasaReddy和B.N.Chatterji提出的基于Fourier-Meilin变换和相位相关相似性测度的医学图像配准方法对获取的DRRs和临床X线图像进行配准。它将时域上的医学图像灰度经过傅里叶变换到频域上再求频谱相位相关性---互功率谱特性,然后对目标互功率谱进行反傅里叶变换找到相应的峰值位置,从而确定配准参数。它具有运算量小、抗干扰能力强、配准精度高和鲁棒性强等优点。2D-3D医学图像配准在骨外科手术导航等临床应用中起着重要作用,一直以来备受研究者的重视。它也是计算机辅助外科手术和图像引导手术中的重要步骤之一。它将术前的3D体数据与术中的2D图像数据进行配准,通过追踪器的定位追踪,临床医生将得到一个实时的手术器械相对患者病灶的叁维空间位置关系,弥补了因采用只具备二维平面信息的X线图像进行术中引导而缺失的叁维医学影像信息,临床医生方可精确、安全地进行手术。目前,2D-3D医学图像配准主要集中在刚性配准方面,还存在很多不足,例如,配准精度不够,配准时间比较长,很难满足临床应用中的精确性和实时性等要求。数字重建影像(DRR, Digitally Reconstructed Radiograph)在2D-3D医学图像配准中有着重要的作用,也是骨科手术导航中的关键技术。数字重建影像是对CT图像进行模拟投影方式产生的虚拟X线图像,广泛应用于计算机辅助外科手术、图像引导介入治疗和图像引导放射治疗等领域。特别地,在骨科临床,骨折手术治疗涉及的解剖结构相对复杂,常规手术风险较大,应用导航技术可提高手术的安全性和准确性。生成DRRs的方法有很多,例如,光线投影(Raycasting)、摇晃抛雪球(Wobbled splatting)、衰减场(Attenuation fields)等算法。DRRs的生成是一个耗时相当长的过程,对于N×NxN的图像数据,传统的算法,如光线投影(Ray casting)、抛雪球(Splatting)等算法的计算复杂度为O(N3),成为2D-3D医学图像配准的重要瓶颈。而在临床骨科实时图像引导手术中,基于灰度的2D-3D医学图像配准给临床医生提供一个到人体内部虚拟的、非侵入式的的窗口,使医生能够看到一个肉眼无法直接看到的解剖与手术器械的叁维空间相对位置关系,使得手术精确、顺利进行。为了快速、准确获取病灶和手术器械的叁维空间相对位置关系,常要生成数百张DRRs,并做到实时配准。因此快速DRRs生成方法的研究成为骨科手术导航系统中亟待解决的关键问题。降采样是对过采样或正常采样的数据进行二次抽取或降低频率二次采样数据的过程,这样可以减少计算量,节约计算时间,是实时处理领域的一种常用的方法。在体绘制中,它主要包括增大采样步长⊿t、增大起始点tin或减小终点tout、根据特征抽取特定信息和减少穿透CT体元的模拟X线的数量等方式。计算机统一设备架构(CUDA, Compute Unified Device Architecture)是一种将GPU作为数据并行计算设备的软硬件体系,可以对数据进行高度的并行计算,在处理图形数据和复杂算法方面拥有比CPU更高的效率。它的出现改变了GPU的编程和存储模式,使得GPU通用计算从高级绘制语言和硬件流水线中解放出来,开发人员无须掌握图形学编程的方法就可以完成高性能的并行计算。在这一架构中,它提供了类似C语言的开发环境,使得开发人员使用C语言和CUDA扩展库编写程序,从而直接利用GPU资源进行计算,降低了开发的复杂度,同时也能提高了开发效率,备受编程人员的青睐。本文研究的核心为探讨如何利用多种加速技术来提高数字重建影像的生成速度,从而解决2D-3D医学图像配准的速度瓶颈,满足骨科临床手术导航应用的实时性要求。围绕着研究定位,本文的工作内容和主要贡献如下：首先,研究了医学图像配准以及CUDA并行计算架构。简单分析了医学图像配准方法的分类、医学图像配准的要素、医学图像配准的测度及其在临床医学领域的应用,同时也重点研究了CUDA的编程模型、执行模型、存储体系及其在数字重建影像技术中的应用。其次,研究分析了2D-3D医学图像配准、数字重建影像技术及其在骨科手术导航中的应用。本文研究的2D-3D医学图像配准为先将叁维CT医学影像数据投射成数字重建影像(DRR),然后再将二维的DRR和二维临床X线图像进行基于灰度方法的医学图像配准。主要针对临床骨科手术导航中存在的实时性问题,重点讨论了数字重建影像生成的算法,结合多种加速技术,基于光线投影算法的DRRs生成原理,采用统一并行计算架构CUDA加速,再引入大步长与只采样骨性结构相结合的降采样,快速生成只含骨性结构的DRRs。同时也采用了B.SrinivasaReddy和B.N. Chatterji提出的基于Fourier-Meilin变换和相位相关相似性测度的医学图像配准方法将通过改进算法得到的DRRs和临床X线图像进行医学图像配准,实现了2D-3D医学图像配准,并给出了相应的实验结果。结果显示,改进的算法能快速生成只含骨性结构的DRRs,也能使得获取的DRRs和临床X线精确配准,从而实现快速、精确的2D-3D医学图像配准,满足了骨科临床手术导航应用中的实时性要求。最后,我们对本文工作进行了分析与总结,并对未来的工作进行了展望。(本文来源于《南方医科大学》期刊2014-04-06）
金永红,朱方园[5]（2014）在《手术室护理人员使用计算机导航追踪定位技术配合骨科手术的方法》一文中研究指出目的:使用计算机导航追踪定位技术配合骨科医师完成导航辅助骨科手术方法。方法:对30例骨科患者实施计算机导航辅助骨科手术,手术室护理人员采用导航追踪定位,即导航设备的安装连接、导航定位的追踪、出现问题的处理及纠正等方法进行配合。结果:手术过程顺利,30例骨科患者成功实施计算机导航辅助下的骨科手术。结论:护理人员通过计算机导航追踪定位技术的学习与培训,不断开阔视野,更新观念,提高自身素质,能积极应对高难度及高新技术的开展。(本文来源于《护理实践与研究》期刊2014年03期）
宋国立,韩建达,赵忆文[6]（2013）在《骨科手术机器人及其导航技术》一文中研究指出外科手术机器人操作的精确性、灵活性以及稳定性已经得到医疗界及患者的认可,并成为实现外科手术微创化、数字化和智能化的重要手段.骨科手术在手术对象、手术器械、操作模式等方面有其自身的特点,尤其是对术中器械导航有较高的依赖,决定了骨科手术机器人在技术上的特殊性,并具有广阔的临床应用前景.本文以骨科手术机器人为背景,对骨科手术机器人及其导航系统的研究现状进行分析和论述.(本文来源于《科学通报》期刊2013年S2期）
毋强华[7]（2013）在《骨科手术导航系统在椎弓根螺钉固定术中的应用》一文中研究指出目的探讨骨科手术导航系统在椎弓根螺钉固定术中的应用效果。方法选取该院2012年1月—2013年1月拟行椎弓根螺钉固定术患者60例,随机分成观察组和对照组,观察组术中应用骨科手术导航系统,对照组常规X线透视下行手术操作,术后两组患者均进行X线片检查,确定螺钉置入情况,观察两组患者近期并发症。结果观察组患者出现早期并发症1例,共置入110枚螺钉,其中106枚置入位置准确,术后随访1～3个月,未见近期并发症病例,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论在椎弓根螺钉固定术中应用骨科手术导航系统能够显着提升螺钉置入位置的准确性,降低手术并发症,避免放射线对患者机体带来的损害,为椎弓根螺钉固定术的安全化和精确化发展提供了可靠保证。(本文来源于《中外医疗》期刊2013年19期）
何滨,许超,刘康[8]（2011）在《新型可视影像骨科手术导航技术研发与临床应用》一文中研究指出目的探讨新型可视影像骨科手术导航技术在骨科微创手术中的辅助作用。方法在临床工作经验研制了一种新的手术导航设备,通过微型仪器能快速跟踪、显示经过病灶的X线,用激光在手术空间标示出手术路径,手术医生可以安全完成微创手术。2010年4月～2011年5月在"新型可视影像骨科手术导航设备"辅助下,共进行158例骨科微创手术,其中经皮球囊扩张椎体成形术81例,软组织异物摘除术36例,内固定微创拆除35例,骨组织活检6例。结果 158例手术均一次成功,与传统方法相比手术安全性提高、手术时间缩短、辐射暴露减少,达到微创目的。与现有导航设备相比,成本低,精度高,实时性好,手术覆盖广。结论新型可视影像骨科手术导航技术是骨科微创手术的良好辅助工具。(本文来源于《浙江省医学会骨科学分会30年庆典暨2011年浙江省骨科学学术年会论文汇编》期刊2011-10-13）
白鹤[9]（2011）在《导航技术在创伤骨科手术中的应用效果分析》一文中研究指出目的分析计算机导航技术在创伤骨科手术中的安全性和稳定性,对治疗的效果和特点进行分析和总结。方法随机选取使用导航技术进行人工膝关节置换的患者各20例,术前均经CT检查,所有患者均符合置换条件。结果使用导航技术进行人工膝关节置换的患者术的20例患者,假体优良患者8例(40%),关节内外翻角度小于±3°的19例(95%),而传统组假体优良患者为3例(15%);关节内外翻角度小于±3°的15例(75%),2组比较差异明显(P<0.05),具有统计学意义。(本文来源于《中国卫生产业》期刊2011年Z4期）
孟颖,洪如[10]（2010）在《虚拟现实技术在骨科手术导航系统中的应用》一文中研究指出试图研究一种虚拟环境下的外科手术导航仿真系统,研究分析了虚拟外科导航手术仿真系统的图像分割、图像配准与融合、叁维重建与虚拟切割等关键技术。外科手术导航仿真系统的研究,将在精确定位手术、优化手术方案、提高手术质量、提高手术的培训等方面有着重要的意义。(本文来源于《装备制造技术》期刊2010年05期）
骨科手术导航论文开题报告
（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：
机器人辅助骨科手术是当前骨科领域研究的热点,它是典型的医工结合技术,能够保护医生和患者,减少X射线的伤害,同时能够提高手术定位精度,减少手术创伤,缩短手术时间。手术导航技术是机器人辅助骨科手术系统的核心技术,本文针对基于C形臂X光机的手术导航技术及机器人辅助导航定位技术进行了研究,分别实现了跟踪和定位两大关键技术。跟踪即术中在导航界面上实时显示手术工具投影和病人患骨的透视图像,给医生实时提供手术工具与患骨的相对位置和姿态关系。定位即实现手术工具和机器人到达所规划的位置。本文研究的主要内容如下:第一,对校准靶透视图像中标志物投影的识别与参数提取进行了研究。设计了导航系统中的关键部件——校准靶;对透视图像中圆形或类圆形目标的识别方法进行了研究,最后选择阈值分割与连通量处理相结合的算法,借助ITK和VTK实现了图像的可变阈值分割,省去了阈值求解过程,实现了快速分割,并最终提取了目标参数。第二,对图像变形校正进行了研究。对C形臂X光图像的变形及其成因进行了研究;在分析了全局法与局部法的优缺点的基础上,针对图像中控制点较少的情况提出一种移动最小二乘法(Moving Least Square,MLS)与多项式拟合相结合的图像校正方法。通过此方法保证了在控制点较少情况下的校正精度。第叁,对相机标定进行了研究。对已有校准方法进行了分析研究,并比较了各个方法的优缺点。针对相机校准中存在的过渡环节多及变换参数求解复杂等问题,本文提出了一种线性标定融合误差补偿的相机标定实现方法,该方法忽略相机模型,减少了中间过渡环节,参数求解变得简单,提高了效率。第四,对机器人辅助导航系统的全空间坐标转换技术及机器人硬件系统的数据传输方法进行了研究。研究了图像中规划的工具投影变换到患骨坐标系下的方法,并基于光学定位系统建立了患骨坐标系与机器人基坐标系之间的映射关系,从而建立图像坐标系到机器人坐标系的变换。在没有工作站与机器人通讯软件包的情况下,以PLC作转接,成功实现了工作站到KUKA的数据传输,为机器人辅助导引奠定了基础。最后,自主开发了导航软件系统,搭建了机器人辅助骨科手术导航系统实验研究平台,同时以脊柱模型为实验对象进行了相关实验:导航定位位置实验、导航定位姿态实验和机器人辅助导引实验。根据实验数据对误差进行了分析,同时为减小误差提出了相应的措施。
（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。
骨科手术导航论文参考文献
[1].谭哲,李开南,兰海.骨科手术机器人导航辅助与传统髓内钉内固定治疗股骨转子间骨折的比较[J].中国组织工程研究.2019
[2].张建法.机器人辅助骨科手术导航关键技术研究[D].苏州大学.2016
[3].马俊彬,朱传银,鲁兵.电子导航技术在创伤骨科手术中的应用及意义[J].大家健康(学术版).2014
[4].罗博博.骨科手术导航中2D-3D医学图像配准的应用研究[D].南方医科大学.2014
[5].金永红,朱方园.手术室护理人员使用计算机导航追踪定位技术配合骨科手术的方法[J].护理实践与研究.2014
[6].宋国立,韩建达,赵忆文.骨科手术机器人及其导航技术[J].科学通报.2013
[7].毋强华.骨科手术导航系统在椎弓根螺钉固定术中的应用[J].中外医疗.2013
[8].何滨,许超,刘康.新型可视影像骨科手术导航技术研发与临床应用[C].浙江省医学会骨科学分会30年庆典暨2011年浙江省骨科学学术年会论文汇编.2011
[9].白鹤.导航技术在创伤骨科手术中的应用效果分析[J].中国卫生产业.2011
[10].孟颖,洪如.虚拟现实技术在骨科手术导航系统中的应用[J].装备制造技术.2010