基于点云过和关节假肢植入的几何约束的自动手术规划
Xingqi Fan1,2, Xiaoli Zhang3,4, Jieyun Zhao5,6
1Institute of Biomedical Manufacturing and Life Quality Engineering, State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration, Room A925, School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, 800 Dongchuan Road, Minhang District, Shanghai, 200240, China.
International journal of computer assisted radiology and surgery
|November 18, 2025
概括
这项研究引入了一个用于关节 (TMJ) 假肢植入的自动化手术规划算法,大大减少了规划时间,并确保了准确,可靠的假肢放置,以改善患者的治疗结果.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 手术规划 手术规划
- 医疗器械技术 医疗器械技术
背景情况:
- 关节 (TMJ) 疾病往往需要植入假肢.
- 传统的手动手术前规划是耗时的,可能导致低于最佳的假肢安置.
- 需要更有效,更准确的手术规划方法来植入TMJ假肢.
研究的目的:
- 开发和评估用于TMJ假肢植入的自动化外科规划算法.
- 计算TMJ假肢安置的最佳位置和方向.
- 提高TMJ手术手术术前手术规划的效率和可靠性.
主要方法:
- 从患者的头骨和面部STL模型生成一个点云.
- 根据解剖学约束来过点云数据,以定义假肢接触面.
- 解决从几何约束中得出的线性方程系统,以确定精确的假肢放置.
主要成果:
- 自动化规划算法实现了30秒以下的平均规划时间.
- 在自动化计划中,骨头与假肢接触的质量与经验丰富的外科医生创建的质量相当.
- 在12名患者 (24例临床病例) 上进行了评估,证明了效率和质量.
结论:
- 拟议的自动化规划方法比传统的手动技术更有效,更准确.
- 这种方法模拟了最佳的TMJ假肢放置,以提高长期稳定性.
- 该算法显示了未来TMJ假肢植入手术的显著临床潜力.
