骨科手術(shù)機器人,又被稱為骨科手術(shù)導航定位系統(tǒng),其設(shè)計思路都是利用患者術(shù)前/術(shù)中的影像學資料,規(guī)劃最佳的手術(shù)路徑,并通過機械臂的導向作用,指導醫(yī)師沿規(guī)劃好的手術(shù)路徑完成手術(shù)。可以說,骨科手術(shù)機器人的一個重要功能就是導航和定位了。

骨科手術(shù)機器人實現(xiàn)手術(shù)工具定位的前提是讓機器人知道手術(shù)路徑的空間位置,這一過程稱為機器人配準,配準是指將同一物體的不同圖像在空間位置進行的對準。即計算機器人工作空間和患者空間的映射關(guān)系。

為保證手術(shù)安全、準確,骨科手術(shù)機器人配準的誤差要求在 0.5 毫米以內(nèi)。高精度的機器人配準涉及標尺(即標定靶)結(jié)構(gòu)、空間定位算法設(shè)計,需要克服患者術(shù)中移動、機械加工誤差、傳感器精度漂移等問題。

目前,在進行骨科手術(shù)時,例如,采用手術(shù)機器人輔助進行椎體成形術(shù)操作。為了確保手術(shù)機器人運動時的位置與患者的椎體位置相匹配,需要進行配準,而傳統(tǒng)的配準方式需要借助第三方儀器進行配準,在注冊階段,需要通過手動安裝標尺,來完成注冊配準,見下圖。這種操作一方面比較繁瑣,一方面注冊精度與圖像質(zhì)量息息相關(guān),圖像質(zhì)量不佳時會影響配準的精度。

骨科手術(shù)導航定位系統(tǒng)

普愛醫(yī)療的骨科手術(shù)導航定位系統(tǒng)的配準技術(shù),采用的是一體化自適應配準技術(shù),通俗的講,就是我們的標尺(即標定靶)安裝在C形臂上,通過將實時采集的運動軌跡和預設(shè)的軌跡進行追蹤和匹配,在不受圖像質(zhì)量的限制下,自動地完成注冊和配準步驟。

骨科手術(shù)導航定位系統(tǒng)

普愛醫(yī)療骨科手術(shù)導航定位系統(tǒng)搭配自主研發(fā)生產(chǎn)的三維C形臂,借助一體化自適應配準技術(shù),實現(xiàn)自動配準和注冊,自動建立光學測位儀、患者和圖像三個坐標關(guān)聯(lián),配準過程無需人工干預,精度不受圖像質(zhì)量影響。然后通過高自由度、高穩(wěn)定性的機械臂操作完成路徑實現(xiàn),并在術(shù)中實時評估完成度及重要力學參數(shù),實現(xiàn)骨科手術(shù)的精準化、合理化,提高手術(shù)成功率,降低并發(fā)癥發(fā)生率及減少X光輻射。