發(fā)布時(shí)間：2021-10-07 22:19

　　椎板減壓手術(shù)是治療椎管狹窄等骨科疾病的重要手段,醫(yī)生長(zhǎng)時(shí)間手持器械對(duì)椎板進(jìn)行精細(xì)切削會(huì)造成身體疲勞,有一定幾率導(dǎo)致硬膜撕裂等情況發(fā)生,可能會(huì)引起腦脊液漏或?qū)е卵[對(duì)神經(jīng)形成壓迫。手術(shù)機(jī)器人具有高精度、高可靠性、容易交互、無(wú)疲勞等特點(diǎn),可在醫(yī)生的規(guī)劃下輔助醫(yī)生完成精細(xì)的減壓手術(shù),提高手術(shù)效率,同時(shí)減少并發(fā)癥的發(fā)生幾率。在脊柱手術(shù)中,機(jī)器人主要基于2D圖像規(guī)劃與導(dǎo)航輔助完成脊柱椎弓根釘?shù)闹萌氩僮?其主要實(shí)現(xiàn)的是在圖像導(dǎo)航引導(dǎo)下的定位功能,目前缺少面向椎板減壓手術(shù)的規(guī)劃方法,脊柱椎板在3D圖像空間中為自由曲面,存在重建表面不完整、交互容易干涉等問(wèn)題。機(jī)器人夾持超聲骨刀切削時(shí),呼吸引起的脊柱生理運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生附加正壓力,影響切削穩(wěn)定性;機(jī)器人夾持高速磨鉆磨削時(shí),外力作用引起的脊柱牽連運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生附加位移,影響磨削精度,機(jī)器人對(duì)這種動(dòng)態(tài)環(huán)境尚不具備類似醫(yī)生的適應(yīng)能力;椎板減壓無(wú)法通過(guò)內(nèi)窺鏡實(shí)時(shí)觀察椎骨內(nèi)部情況,需要通過(guò)對(duì)傳感器信號(hào)在線分析實(shí)現(xiàn)手術(shù)狀態(tài)感知,進(jìn)而對(duì)手術(shù)操作提供狀態(tài)預(yù)警或急停處理,提高機(jī)器人輔助手術(shù)的安全性,但目前的狀態(tài)感知技術(shù)準(zhǔn)確度不高,且缺少統(tǒng)一的判斷標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)深度學(xué)習(xí)方法對(duì)醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：148 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

椎板減壓手術(shù)流程示意圖[5]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文-4-1.2.1脊柱手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)以色列MazorRobotics公司是在脊柱手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域最具實(shí)力的公司，其旗下MazorX與Renaissance系統(tǒng)[6,7]截止目前已累計(jì)完成250,000余例植入物置入手術(shù)，如圖1-3所示，這兩種系統(tǒng)分別采用了并聯(lián)與串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，結(jié)合術(shù)中醫(yī)學(xué)影像與導(dǎo)航技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)椎弓根釘置入的規(guī)劃與引導(dǎo)，其輔助椎弓根釘置入準(zhǔn)確率達(dá)98.5%，這兩款系統(tǒng)均取得了美國(guó)FDA認(rèn)證。a）MazorX機(jī)器人系統(tǒng)b）Renaissance機(jī)器人系統(tǒng)圖1-3Mazor公司的脊柱手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)Figure1-3SpinalsurgeryrobotsystemsoftheMazorInc.法國(guó)Medtech公司的ROSASpine系統(tǒng)[8]在胸椎、腰椎經(jīng)皮椎弓根釘置入的尸體實(shí)驗(yàn)[9]中顯示，通過(guò)該系統(tǒng)的輔助可以獲得非常高的椎弓根釘置入準(zhǔn)確度。如圖1-4所示，該系統(tǒng)采用串聯(lián)構(gòu)型，可以覆蓋較大的手術(shù)范圍，其采用術(shù)中平板計(jì)算機(jī)斷層掃描（flat-panelcomputedtomography,fpCT）圖像進(jìn)行規(guī)劃，并通過(guò)NDI光學(xué)跟蹤系統(tǒng)引導(dǎo)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位。a）椎弓根釘置入輔助導(dǎo)向b）基于立體視覺(jué)的實(shí)時(shí)導(dǎo)航圖1-4Medtech公司的ROSASpine系統(tǒng)Figure1-4ROSASpinesystemoftheMedtechInc.美國(guó)GlobusMedical公司的ExcelsiusGPS系統(tǒng)[10]使用術(shù)中O-Arm獲得計(jì)算機(jī)斷層掃描（computedtomography,CT）數(shù)據(jù)并完成軌跡規(guī)劃，臨床結(jié)果統(tǒng)計(jì)顯示，腰椎椎弓根釘置入的釘端與釘尾的實(shí)際位置與規(guī)劃位置的平均偏差分

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文-4-1.2.1脊柱手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)以色列MazorRobotics公司是在脊柱手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域最具實(shí)力的公司，其旗下MazorX與Renaissance系統(tǒng)[6,7]截止目前已累計(jì)完成250,000余例植入物置入手術(shù)，如圖1-3所示，這兩種系統(tǒng)分別采用了并聯(lián)與串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，結(jié)合術(shù)中醫(yī)學(xué)影像與導(dǎo)航技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)椎弓根釘置入的規(guī)劃與引導(dǎo)，其輔助椎弓根釘置入準(zhǔn)確率達(dá)98.5%，這兩款系統(tǒng)均取得了美國(guó)FDA認(rèn)證。a）MazorX機(jī)器人系統(tǒng)b）Renaissance機(jī)器人系統(tǒng)圖1-3Mazor公司的脊柱手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)Figure1-3SpinalsurgeryrobotsystemsoftheMazorInc.法國(guó)Medtech公司的ROSASpine系統(tǒng)[8]在胸椎、腰椎經(jīng)皮椎弓根釘置入的尸體實(shí)驗(yàn)[9]中顯示，通過(guò)該系統(tǒng)的輔助可以獲得非常高的椎弓根釘置入準(zhǔn)確度。如圖1-4所示，該系統(tǒng)采用串聯(lián)構(gòu)型，可以覆蓋較大的手術(shù)范圍，其采用術(shù)中平板計(jì)算機(jī)斷層掃描（flat-panelcomputedtomography,fpCT）圖像進(jìn)行規(guī)劃，并通過(guò)NDI光學(xué)跟蹤系統(tǒng)引導(dǎo)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位。a）椎弓根釘置入輔助導(dǎo)向b）基于立體視覺(jué)的實(shí)時(shí)導(dǎo)航圖1-4Medtech公司的ROSASpine系統(tǒng)Figure1-4ROSASpinesystemoftheMedtechInc.美國(guó)GlobusMedical公司的ExcelsiusGPS系統(tǒng)[10]使用術(shù)中O-Arm獲得計(jì)算機(jī)斷層掃描（computedtomography,CT）數(shù)據(jù)并完成軌跡規(guī)劃，臨床結(jié)果統(tǒng)計(jì)顯示，腰椎椎弓根釘置入的釘端與釘尾的實(shí)際位置與規(guī)劃位置的平均偏差分


本文編號(hào)：3422880