目的 經(jīng)皮骶髂關(guān)節(jié)螺釘內(nèi)固定是治療骨盆骨折的重要手段, 由于骶髂關(guān)節(jié)周圍解剖結(jié)構(gòu)復雜, 骶髂關(guān)節(jié)螺釘?shù)恼`置容易損傷重要血管和神經(jīng)。手術(shù)機器人以其高精度、穩(wěn)定性好、安全度高的特點, 越來越多的運用在經(jīng)皮骶髂關(guān)節(jié)螺釘手術(shù)中。但目前的手術(shù)機器人只能解決精確定位問題, 手術(shù)規(guī)劃仍然依賴醫(yī)生手動完成。本研究旨在基于數(shù)字建模與幾何規(guī)劃, 研究個性化的骶髂關(guān)節(jié)螺釘最優(yōu)通道自動規(guī)劃方法, 實現(xiàn)自動化、定量化、最優(yōu)化的螺釘通道規(guī)劃。方法 將14套骶髂關(guān)節(jié)螺釘術(shù)后骨盆CT導入Mimics 17. 0中, 分割出骨盆模型用于自動規(guī)劃;計算術(shù)后螺釘位置, 作為手動規(guī)劃結(jié)果進入對照組。將骨盆模型導入自動規(guī)劃模塊, 手工指定螺釘通道起點和終點的種子點, 自動生成起點和終點點陣, 聯(lián)接任意起點和終點構(gòu)成一條螺釘通道。遍歷所有螺釘通道, 以體素模型布爾運算的方法篩選出完全位于骨性結(jié)構(gòu)中的通道作為安全通道, 再定義通道周圍表面點到通道中心線的最短距離為通道安全度, 選出安全通道中安全度最高的一條作為最優(yōu)手術(shù)規(guī)劃。結(jié)果 對比實驗中, 10例S1骶髂關(guān)節(jié)螺釘自動規(guī)劃安全度為6. 339 mm±1. 499 mm, 優(yōu)于手動規(guī)劃安全度2. 482 mm±1. 571 mm, 差異有統(tǒng)計學意義 (P <0. 001) ; 10例S2骶髂關(guān)節(jié)螺釘自動規(guī)劃安全度為5. 777 mm±1. 250 mm, 優(yōu)于手動規(guī)劃安全度1. 784 mm±1. 531 mm, 差異有統(tǒng)計學意義 (P <0. 001) 。S1骶髂關(guān)節(jié)螺釘自動規(guī)劃優(yōu)良率為100%, 手動規(guī)劃優(yōu)良率80%; S2骶髂關(guān)節(jié)螺釘自動規(guī)劃優(yōu)良率為100%, 手動規(guī)劃優(yōu)良率60%。結(jié)論 實驗結(jié)果表明本研究提出的自動規(guī)劃方法能夠?qū)崿F(xiàn)個性化的骶髂關(guān)節(jié)螺釘最優(yōu)通道自動規(guī)劃, 規(guī)劃結(jié)果明顯優(yōu)于手動規(guī)劃, 為骨科手術(shù)的自動規(guī)劃方法研究提供了新的思路。
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