在全膝关节整形术中使用机器人支持的基于DEIT的骨位置和方向估计-一项计算可行性研究

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 医疗成像医学成像
• 整形外科手术 整形外科手术

背景情况:

• 膝关节整形术 (TKA) 是治疗末期膝关节关节炎的常见手术,通常使用机器人系统提高精度.
• 目前在TKA中确定肢体轴的方法依赖于钉钉的追踪器,这可能会导致由于钻孔而导致骨折等不良事件.
• 需要使用非侵入性方法来准确确定TKA期间的骨位置.

研究的目的:

• 调查使用时间差电阻断层扫描 (TDIET) 在TKA期间非侵入性定位股骨位置的可行性.
• 与传统方法相比,评估TDIET在确定骨轴和位置方面的准确性.

主要方法:

• 使用模拟数据进行了计算可行性研究.
• 时间差电阻断层扫描用于重建两个状态 (s0和s1) 之间的导电分布差异.
• 模拟包括五种大腿形状和组织导电性的配置,并使用圆柱和现实的股骨截面模型进行验证.

主要成果:

• 对于简化的气模型,重建的骨中心偏差大约为1毫米.
• 对于现实的股骨截面模型,骨位置的偏差在7.9毫米到24.8毫米之间.
• 在所有模型中,重建的骨轴从其实际位置偏离了大约1.50°.

结论:

• 时间差电阻断层扫描显示了作为一种非侵入性技术的潜力,用于定位TKA的股骨位置.
• TDIET的准确性需要进一步的研究,特别是复杂的解剖结构,以克服现实模型中观察到的局限性.
• 这种方法可以为固定追踪器提供更安全的替代方案,可能减少机器人辅助TKA的并发症.