第一届自动化与计算机辅助矫形外科研讨会纪要

第一届自动化与计算机辅助矫形外科研讨会于2004年11月20～21日在中国香港特别行政区举行。会议由香港中文大学与国际计算机辅助矫形外科协会（International Societyfor Computer Assisted Orthopaedic Surgery，简称CAOS—International）主办。会议期间，与会的专家介绍了导航技术在创伤骨科，脊柱外科以及全髋关节成形术，全膝关节成形术等临床各领域的应用经验；指出了应用计算机辅助导航易犯的错误；畅谈了计算机辅助导航的发展前景。除了手术导航外，机器人辅助矫形外科也成为参会者的关注焦点。Moctezuma介绍了机器人辅助矫形外科的研究与进展；Sugano介绍了利用机器人辅助全关节置换的经验。另外，会议期间还就导航技术在创伤骨科、脊柱外科和关节外科中的应用进行了操作演示。

计算机辅助骨科手术（CAOS）

计算机辅助骨科手术（CAOS）是一项飞速发展的技术。欧洲已有众多的医院正在使用导引／导航技术（navigation technologies）。主要应用于导引全膝关节或髋关节置换（navigated total knee／hip replacement，TKR／THR）。除了这些用途之外，CAOS在创伤处理中的应用则很少。原因是急性创伤处理的准备时间很短，在骨折手术冶疗中的复位能力有限，同时传统的手术方法必须要经过一些调整才能整合一套CAOS系统。

计算机辅助操作CAO——计算机应用的一个新领域

80年代计算机在化工中应用的一个突出特点是:学术界的注意焦点正在从计算机辅助设计CAD转向计算机辅助操作CAO。其背景如下:(1)从世界范围看,传统的化学工业已走下坡路,大宗化工产品的市场正在饱和,新的工厂建设愈来愈少,国际竞争日益激烈。

计算机辅助环形外固定器在足踝外科中的临床进展

Ilizarov技术从20世纪80年代开始在世界范围内得到推广和应用。在足踝外科领域,Ilizarov技术被广泛应用在复杂足踝创伤、足踝矫形重建。20世纪90年代中后期,计算机辅助环形外固定器开始崭露头角,经过20多年的不断发展和完善,其在足踝外科中的应用被国际广泛认可和接受。本文主要介绍计算机辅助六轴环形外固定器在足踝外科的临床治疗理念及发展。

计算机辅助导航系统及其在骨科的应用

计算机辅助导航系统将空间立体导航技术、计算机图像处理及可视化技术与临床手术结合起来,使手术器械的位置在术中通过影像实时显示,从而确保手术的安全。因精确性、安全性及快速性的特点使其在临床逐渐得到广泛应用,并逐渐形成计算机辅助外科,在骨科领域如脊柱外科、关节外科、创伤外科等方面导航系统也充分发挥了重要作用,逐渐形成计算机辅助矫形外科。

计算机辅助运营技术的发展现状

计算机辅助运营技术是一个方兴未艾的计算机应用领域。本文从基本概念到相关系统对该领域作了综述介绍。

计算机辅助术前矫正模型设计结合3D打印技术在脊柱畸形治疗中的应用

目的:研究3D打印技术联合计算机辅助设计(CAD)在脊柱畸形疾病治疗中的应用方法和价值。方法:采用回顾性研究方法分析2016年1月～2018年3月在陆军军医大学附属第二医院(新桥医院)骨科治疗的脊柱畸形患者26例,依据影像学数据在计算机上使用Mimics软件制作矫正模型,并采取3D打印方式制作出实体模型用于术中指导手术。分析患者术前形态、术后即刻的矫形效果,以及末次随访结果与矫正设计模型之间的差异情况。结果:26例患者手术均获成功,术前设计模型的的冠状位、矢状位Cobb角度、冠状位平衡、顶椎偏距以及脊柱矢状位轴数据与患者术后各个阶段实际测量值的差异无统计学意义(P>0.05)。结论:合理的术前设计结合高精度3D打印技术制作的模型能很好的为脊柱外科医生提供术中指导,患者术后各次测量数据与术前设计模型一致性较好,可靠地反映了该技术的有效性,值得进一步深入研究。

计算机辅助有机合成简介

计算机辅助有机合成(Computer Assist-ed Organic Synthesis,简称CAOS)是指利用计算机根据给定的原料去寻找目标化合物各种可能的合成路线。自从1969年E.J.Cor-rey和W.T.Wipke在SCIENCE上发表了第一个可以帮助化学工作者寻找目标化合物途径的有机化学合成模拟系统OCSS(Or-

矫形外科手术学

9944450 计算机辅助个体横板矫形外科学/Radermacher K//Clin Orthop.-1998,(354).-28～38 医科情9944451 什么是计算机辅助矫形外科学/DiGioia AM 3rd//Clin Orthop.-1998,(354).-2～4

下肢矫形手术应用微机图像技术辅助设计的应用研究

[目的]应用医学图像处理软件,在计算机屏幕上进行下肢矫形手术的设计,对手术后状况进行预测,并检验该软件的临床应用效果。[方法]自主开发一套基于数字X线的矫形外科手术设计与预测模拟软件,并将该软件应用于下肢矫形手术的组织测量分析、手术方案设计与手术效果模拟。2001年1月～2006年12月,共为28例下肢长骨畸形患者进行截骨矫形手术,患者分为实验组和对照组,分别使用计算机辅助法和传统手工方法设计手术方案。其他术前术后处理均按常规进行,两组患者无差别。术后拍摄患肢X线片与术前的设计方案进行比较,分别计算两种设计方法下手术效果与术前设计的符合程度,并进行统计学分析。[结果]该软件测量误差小,构建的骨切除量参数准确,模拟效果逼真。手术效果与设计方案的符合率明显优于传统方法设计组,统计学处理差别有显著性。[结论]在下肢矫形手术前的病例分析中应用医学图像处理软件能够对骨组织同时进行测量分析和手术模拟设计,可进行手术模拟并设计切除骨量。系统操作方法易于为外科医生掌握使用,具有临床实用性。

计算机辅助骨科技术的现状与未来

近年来,计算机技术在外科领域应用日益广泛,计算机辅助骨科技术(CAOS)在神经外科导航的基础上发展迅猛,成功地应用到越来越多的骨科疾病中。它是在计算机技术支持下进行的骨科手术,包括了医学图像数据的获取、术前计划和模拟、配准、术中导航和机器人系统。它的应用提高了手术的准确性,减小了手术创伤,更好的进行手术计划和模拟,并且减少了射线的暴露量。文章评述了CAOS的发展现状,提出了未来研究的设想。

计算机辅助导航骨科手术及医用机器人技术在创伤骨科的应用

本文介绍了计算机辅助导航骨科手术(CAOS)及医用机器人技术在创伤骨科应用中的主要进展、当前在临床应用中存在的主要问题和相关对策,并对其未来的发展趋势进行了预测,同时简要介绍了北京积水潭医院创伤骨科在计算机辅助导航骨科手术及医用机器人技术方面的研究进展。当前骨科手术导航定位所应用的医学图象导引系统已经由使用单一的C型臂、CT等传统影像设备向应用三维C型臂、多模态图像处理系统等新型影像设备转变,基于多模态图像的导航系统将有可能成为导航手术的主流。医用机器人已经在自动化程度和人机交互模式方面,有了长足进展,摆脱了原有工业机器人的结构模式。医学图像后处理技术及其它相关信息技术极大地丰富了导航和机器人外科,只有在不断完善光学定位技术的同时,加大对其它定位方法的研究,才能够提高定位精度;要对相关设备进行开放式结构设计,使不同导航系统的注册软件能够互相兼容,手术器械能够通用,降低设备成本。骨科医生要正确认识计算机辅助导航骨科手术及医用机器人技术,在充分了解CAOS的技术特点、基本原理、操作程序的基础上,对要实施的手术具有深刻的理解,才能开展CAOS手术。目前,迫切需要建立CAOS技术标准、临床适应证和手术操作规范,进行CAOS产品之间的技术比较和评估,便于医生选择合适的CAOS产品。伴随快速发展的信息技术,数字化手术室、智能化微创导航手术系统、医用机器人辅助的远程医疗将有可能成为未来CAOS技术的主要组成部分。

基于遗传算法的挤压模CAO系统的研发

由正交实验法确定模拟参数组合,采用有限元分析软件对型材挤压过程进行数值模拟,建立了神经网络、正交实验法和遗传算法相结合的铝型材挤压模具结构优化模型和挤压模具CAO系统。以不对称槽形型材挤压为例,在分析金属流动均匀性的基础上,进行了模具参数的优化。

客观认识和评价计算机辅助骨科手术技术,稳步推进临床应用研究

计算机辅助骨科手术（computer assisted orthopedic surgery，CAOS）近来正日益成为国内外骨科学术研究的热点，我国的很多医院目前已经应用CAOS手术系统开展了相当数量的骨科手术，CAOS能够在术前进行手术路径的规划、在术中进行手术部位及手术器械和骨科内植物的实时示踪和导航、在术后进行治疗效果的评估，这些不同于传统骨科手术的先进治疗手段已经被越来越多的骨科医生所认同和掌握；但随着CAOS临床应用的逐渐增多，在应用过程中所暴露出的问题也相应增多。广大骨科同道应该清醒的认识到CAOS是一种新兴的技术，

一种无图像导航下ACL重建的等距规划方法

针对膝关节前交叉韧带(ACL)移植位置不易确定的问题,采用光电跟踪技术,提出了一种基于等长规划的ACL无图像导航重建方法。首先根据韧带等距理论,设计了一种基于计算胫骨绕股骨运动过程中距离变化最小的点对的等距规划方法,然后分析了无图像导航系统的总体结构及关键技术,包括手术空间各对象的坐标转换、关节特征采集原则和表面重建方法,最后利用该方法进行了2例牛腿骨实验。结果表明,该规划方法合理有效,在股骨/胫骨的生长区域内的定位精度达1.45mm,能够满足临床手术要求。

连续体重建模型应力集中消除的方法

在进行连续体拓扑优化时,若根据点云数据重建模型常有应力集中的现象。在分析结构内单元应力集中程度的基础上,基于单元间相对位置关系得到应力集中程度的分布情况,提取出应力集中区域。采用计算机辅助优化(CAO)方法的思想,将应力分布等效为温度场,根据单元的热膨胀效应在过载区域增加材料,对应力集中区域进行局部优化。优化实例表明,在寻找出结构的应力集中区域后,每次优化都会使局部结构趋于平缓,有效降低了优化区域的应力集中程度,最终可得到边缘光滑、无应力集中的结构。

2003年所摄世界医械市场快照(上)

按产品类别简叙和预计今后数年世界医械市场趋势。

经第2骶椎骶髂螺钉固定技术在成人脊柱侧后凸畸形中的应用

目的 探讨经第2骶椎骶髂螺钉（second sacral alar-iliac,S2AI）固定骨盆技术在成人脊柱侧后凸畸形患者后路矫形术中的可行性,并评估其临床疗效及并发症情况.方法 收集2013年9月至2014年10月12例应用S2AI技术进行成人脊柱侧后凸矫形患者的病历资料,男2例,女10例;年龄23～66岁,平均（49.4±15.4）岁.所有患者均测量术前、术后及末次随访时侧凸Cobb角、冠状面平衡（C7 plumb line-center sacral vertical line,C7PL-CSVL）、骨盆倾斜、局部后凸（regional kyphosis,RK）Cobb角及矢状面平衡（sagittal vertical axis,SVA）;初诊及随访时均填写SF-36量表.比较患者术前、术后及末次随访时的影像学差异及疗效评价差异.结果 12例随访时间为（15.8±3.8）个月.术前侧凸Cobb角为57.2°±16.6°,术后为25.6°±14.8°,较术前有明显改善,平均矫正率为56.9％±19.4％,末次随访为26.1°±15.0°,随访中未见明显矫正丢失;术前、术后C7PL-CSVL分别为（29.9±16.2） mm、（15.8±10.5） mm,术后改善明显,末次随访为（13.0±9.1）mm,维持良好;术前、术后骨盆倾斜分别为5.0°±2.2°与1.7°±1.9°,术后骨盆倾斜有明显改善,平均矫正率为70.9％±24.5％,末次随访时维持良好,平均为1.4°±1.3°.局部后凸Cobb角术前为42.2°±23.4°,术后为5.1°±25.6°,术后有明显改善）,末次随访时未见明显丢失,平均为5.9°±24.5°;SVA由术前（31.0±9.9） mm减小至术后（10.6±4.6） mm,末次随访平均为（11.0±4.4） mm,亦无明显矫正丢失.12例患者术中均无SEP及MEP信号的改变或丢失.术后1例1枚螺钉位置偏上穿出上终板,1例1枚螺钉位置较偏内,但无神经损害,随访中愈合良好.结论 应用S2AI螺钉固定技术治疗成人脊柱侧后凸畸形既满足坚强固定的需要,又可纠正骨盆倾斜,矫形效果满意.