在机器人辅助骨切除术中,引导板导航和虚拟固定装置之间的比较
Qing Yang1, Xisheng Weng2, Chunjie Xia3
1Key Laboratory of Biomechanics and Mechanobiology (Beihang University), Ministry of Education, Beijing Advanced Innovation Center for Biomedical Engineering, School of Biological Science and Medical Engineering, Beihang University, Beijing, China.
Computer methods in biomechanics and biomedical engineering
|August 7, 2023
概括
虚拟固定装置 (VF) 与导航板导航 (GPN) 相比,提高了机器人辅助骨切除术的准确性. VFs显著减少了骨切割程序中的平均距离和角度错误.
科学领域:
- 整形外科手术 整形外科手术
- 机器人在医学中的机器人
- 手术导航 手术导航
背景情况:
- 机器人辅助手术显著提高了骨科手术的切割精度.
- 诸如指导板导航 (GPN) 和虚拟固定装置 (VF) 等技术用于提高骨切割的安全性和精度.
- 骨模型为评估骨切除术技术提供了一个受控的环境,因为没有软组织和血液干扰.
研究的目的:
- 为了比较虚拟固定装置 (VF) 与导板导航 (GPN) 在机器人辅助骨切除术中的准确性和有效性.
- 在模拟骨切割过程中量化GPN和VF之间的距离和角度误差的差异.
- 评估VF在提高机器人辅助骨切割手术的安全性和精度方面的潜力.
主要方法:
- 三名新手操作员使用机器人辅助在Sawbones上进行了飞机切割.
- 每个操作员都用GPN和VF完成了五次骨切割尝试.
- 对于每个尝试和方法,距离和角度错误都被仔细记录下来.
主要成果:
- 在机器人协助下,GPN和VF都表现出了高精度.
- 与GPN相比,虚拟固定装置 (VF) 的精度更高.
- 使用GPN的平均距离误差为2.974 ± 0.282mm,角度误差为4.737 ± 0.254°,而VF分别达到1.857 ± 0.349mm和2.24 ± 0.123°.
结论:
- 虚拟固定装置 (VF) 显著提高了机器人辅助骨切除术的准确性,因为它将机器人的终端效应器限制在计划的手术区域内.
- 与GPN相比,VF在切骨任务中提供了更高的安全性和精度.
- 这些发现支持将虚拟机集成为推进机器人辅助骨科手术的有价值工具.
