骨科手術中進釘決策計算機輔助方法的研究.pdf

1、本文主要討論的骨科手術是經(jīng)椎弓根內固定術，這種技術雖然是一種具有明顯生物力學優(yōu)勢的脊椎后路內固定技術，但由于脊椎解剖復雜，椎弓根變異性大，椎弓根螺釘置入困難，損傷神經(jīng)、血管的風險較大，使其臨床應用受到限制。如何安全準確地置入脊椎椎弓根螺釘一直是基礎和臨床十分關注的課題。
　　 計算機導航系統(tǒng)是數(shù)字化技術在醫(yī)學領域成功應用的范例，其中骨科手術導航系統(tǒng)是近年來把醫(yī)學與工科相結合發(fā)展起來的新技術，目前在國內外已經(jīng)有較多的應用，已獲得了

2、比較成功的經(jīng)驗。然而目前存在的導航系統(tǒng)所具備的術中導航的特點，決定了手術的實時性和準確性，同時也伴隨著笨重的設備，高昂的費用，繁瑣的操作，而且手術時間長，增加患者感染的可能性等諸多問題。本文的主要思路是設法研究出一種摒棄術中實時性的計算機輔助導航系統(tǒng)，旨在術前通過對特定對象的材料特性進行有針對性的有限元建模，然后再根據(jù)研究人員的不同進釘方案進行仿真計算，最后根據(jù)仿真結果，制定出一套最佳的迸釘策略。雖然在準確性和實時性上不及傳統(tǒng)的術中骨科

3、手術導航系統(tǒng)，但能夠解決設備笨重，費用高昂等限制其臨床應用等瓶頸。在提出這種想法后，研究的工作就主要集中在通過計算機來實現(xiàn)的建模計算部分，包括以下幾點:(1)根據(jù)真實的脊椎椎體和螺釘規(guī)格，建立仿脊椎椎體和仿螺釘?shù)膶嶓w模型;(2)在實體模型的基礎上，根據(jù)具體病體的特定骨質材料進行有限元建模;(3)對進釘?shù)膸讉€因素進行參數(shù)化設計，使得有限元模型可以根據(jù)輸入數(shù)據(jù)進行自動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;