骨科手術(shù)中進(jìn)釘決策計(jì)算機(jī)輔助方法的研究.pdf

1、本文主要討論的骨科手術(shù)是經(jīng)椎弓根內(nèi)固定術(shù)，這種技術(shù)雖然是一種具有明顯生物力學(xué)優(yōu)勢(shì)的脊椎后路內(nèi)固定技術(shù)，但由于脊椎解剖復(fù)雜，椎弓根變異性大，椎弓根螺釘置入困難，損傷神經(jīng)、血管的風(fēng)險(xiǎn)較大，使其臨床應(yīng)用受到限制。如何安全準(zhǔn)確地置入脊椎椎弓根螺釘一直是基礎(chǔ)和臨床十分關(guān)注的課題。
　　 計(jì)算機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)是數(shù)字化技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域成功應(yīng)用的范例，其中骨科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)是近年來(lái)把醫(yī)學(xué)與工科相結(jié)合發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，目前在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有較多的應(yīng)用，已獲得了

2、比較成功的經(jīng)驗(yàn)。然而目前存在的導(dǎo)航系統(tǒng)所具備的術(shù)中導(dǎo)航的特點(diǎn)，決定了手術(shù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，同時(shí)也伴隨著笨重的設(shè)備，高昂的費(fèi)用，繁瑣的操作，而且手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)，增加患者感染的可能性等諸多問題。本文的主要思路是設(shè)法研究出一種摒棄術(shù)中實(shí)時(shí)性的計(jì)算機(jī)輔助導(dǎo)航系統(tǒng)，旨在術(shù)前通過對(duì)特定對(duì)象的材料特性進(jìn)行有針對(duì)性的有限元建模，然后再根據(jù)研究人員的不同進(jìn)釘方案進(jìn)行仿真計(jì)算，最后根據(jù)仿真結(jié)果，制定出一套最佳的迸釘策略。雖然在準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性上不及傳統(tǒng)的術(shù)中骨科

3、手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，但能夠解決設(shè)備笨重，費(fèi)用高昂等限制其臨床應(yīng)用等瓶頸。在提出這種想法后，研究的工作就主要集中在通過計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的建模計(jì)算部分，包括以下幾點(diǎn):(1)根據(jù)真實(shí)的脊椎椎體和螺釘規(guī)格，建立仿脊椎椎體和仿螺釘?shù)膶?shí)體模型;(2)在實(shí)體模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)具體病體的特定骨質(zhì)材料進(jìn)行有限元建模;(3)對(duì)進(jìn)釘?shù)膸讉€(gè)因素進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，使得有限元模型可以根據(jù)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)的加載載荷和約束條件;(4)合理的處理了螺釘釘尖和脊椎椎體表面的接觸問題;