免费论文摘要：呆板人扶助膝关键手术的前穿插蹄筋重修本领和试验接洽

正文以上海市高科技安置“微创骨科手术重心”（名目编号：H060720050230）和国度“十一五”高科技维持安置“图像启发下五官科手术导航体例接洽”（名目编号：2006BAI03A16）为后台，对膝关键情况内的骨头架子和蹄筋举行了三维可视化、骨头架子三维形变本领、前穿插蹄筋（ACL）等软构造的变形算法、关键模子的底栖生物力学领会、蹄筋的零重力测力平台、ACL重修手术的仿真、ACL重修手术导航、以及重修导航手术的试验等举行了一系列的接洽，并举行了153例模子骨、众生骨的试验，博得了杰出的功效。环绕膝关键ACL重修这一类手术，对准暂时手术中文大学多运用二维图像、大夫不足三维的直觉发觉、简单惹起手术波折等题目，正文打开了对膝关键模子三维重修的本领接洽，领会了三维可视化的多种绘制本领和软硬件东西，决定了运用三维可视化东西包（VTK，Visualization toolkit）对计划机断层（CT，Computer tomography）图像重修骨头架子（股骨、胫骨、髌骨）和有限元医术领会软硬件（Mimics）对核磁图像（MRI，Magnatic resonance imaging）重修软构造（蹄筋、半月板、关键软骨）的本领，并提出了运用Mimics举行融洽配准和逆向工程软硬件（Geomagic）举行模子优化的本领。在三维模子普通上，举行了骨头架子三维形变本领的接洽，处置了计划机辅帮忙术三维导航本领中没辙运用术前CT重修模子举行病家个别化手术的题目。在关键模子的底栖生物力学领会上面，开始是从蹄筋的底栖生物资料妥协剖构造观点领会了其底栖生物力学个性，阐明了杆件模子的应力应急联系，并从粘弹性资料的个性领会，给出了粘弹性资料的Maxwell、Voigt、Kelvin三种力学模子，在此普通上，举行了ACL各向异性和横观各向异性的数学模子推导和截止领会。结果举行了关键模子的蹄筋受力时的有限元领会，获得了位移与功夫的弧线联系，进而为ACL重修手术的术后评价奠定了表面普通。在ACL的尝试上面，安排并研制了鉴于零重力的袖珍化3自在度测力试验平台。领会了零重力模子的构成和特性，安排出测力试验平台的组织；在归纳领会百般已有的电机、压力传感器、位移反应安装的普通上，从性价比观点商量，选型出符合该测力试验平台所须要的关系元件，并采用出恒压恒流电源；对准该试验平台实行的功效，安排开拓了鉴于嵌入式本领的遏制体例，实行了上位机遏制和语音遏制的人机交互。该测力试验平台处置了ACL重修手术的术后不足功效评价的题目。在膝关键ACL重修手术仿真上面，精细安排了仿真平台体例的构造，开拓了关键前穿插蹄筋重修手术的仿真体例，给出了精细的步调开拓过程和关键前穿插蹄筋重修手术的仿真体例，举行了ACL变形算法的接洽。经过对反应力和延时的试验考证，表明对ACL重修手术的仿真是灵验的。对准ACL植入点场所难以决定的题目，开拓了鉴于图像和无图像的重修导航体例，引见了各个模块要害本领的实行，并针敌手术中的钻孔，研制了6自在度的被迫式呆板人，给出了导航定位的数学模子。结果，对舆论中ACL的侧向受力领会、鉴于零重力的测力试验平台、以及导航体例的完全本能和精度举行了试验考证，并给出关系的缺点领会。对光电相机NDI Polaris和视频相机Micron Trakcer的定位精度举行了试验比较。经过42例模子骨和24例众生骨，对鉴于图像的ACL导航重修体例举行导航定位试验，试验截止表白体例精度可到达1.59mm，经过48例模子骨和39例众生骨，对鉴于光电相机的导航体例举行导航定位试验，试验截止表白体例精度可到达1.45mm。而且体例本能宁静真实，都获得了大夫的承认，考证了正文表面本领和要害本领的精确性，试验表明体例可用来临床。

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