骨科手术新突破：图像导航机器人系统解决髓内钉锁定难题

本文档主要探讨了"一种基于图像导航的骨外科手术机器人系统"，发表于2006年，由孙立宁、张剑和杜志江三位作者在哈尔滨工业大学机器人研究所完成。在当前长骨骨折内固定手术中，髓内钉远端孔的锁定是一个技术难题。为了解决这一问题，研究人员开发了一种创新的机器人外科手术系统，该系统的核心技术是图像导航。 首先，系统通过处理X光图像，包括畸变矫正和对比度增强，提高影像质量。这种处理确保了医生能够准确地识别和定位髓内钉的位置。接着，他们提出了一个基于几何模型的对准方法，利用这种方法，可以计算出一条三维路径，这条路径精确地引导串联的机器人在不损伤周围组织的情况下穿过髓内钉远端孔，实现精确的锁定。 系统不仅包含了实际手术操作的部分，还设有虚拟手术仿真子系统，它能够模拟手术过程，帮助医生预览手术步骤，提高手术计划的精准度。同时，遥操作子系统使得医生能够在远离手术现场的地方远程控制机器人执行手术，提升了手术的安全性和效率。 实验结果显示，这套系统成功实现了机器人对髓内钉的锁定，并且相较于传统的手术方法，它在定位精度和稳定性方面表现出色。此外，由于采用了图像导航和遥操作技术，手术所需的时间显著减少，同时也降低了医生承受的辐射剂量，这在保障患者安全的同时，减轻了医生的工作负担。 本文的关键词包括骨外科手术机器人、图像导航、遥操作以及虚拟手术仿真，这些技术的结合代表了现代医疗技术的进步，对于提升骨科手术的精确度和安全性具有重要意义。论文的分类号为TP391，文献标识码为A，文章编号为1006-7043（2006）02-0285-05，这表明它属于工程技术领域的研究，并被广泛引用和认可。