股骨骨折复位辅助机器人系统的研制

主要创新点及其主要研究进展:

本研究是一项基于生物力学分析的股骨干骨折远程机械辅助复位技术,通过首次提出的双平面“F”形复位器来构建一机械复位装置,并运用软体气囊作为复位力的施加装置,用于替代人工复位,减少放射性暴露,便于临床运用和推广。并通过相关骨折生物力学模型的建立来获得参数修正复位臂的力学特性,以提高安全性。
本课题首次提出通过生物力学研究采集相关数据来建立股骨干骨折-复位的相关数学模型,可进行相关的人机交互程序设计,实现复位臂的远程、智能化、安全操作。为复位机械臂优化设计、安全操作和应用推广提供理论支持。
基于“F”形复位器的技术原理,本课题首次提出的双平面“F”形复位臂,无需对患肢进行有创操作,配合骨科牵引床技术,利用两个平面施加复位力,可纠正股骨干骨折的短缩、成角及旋转移位,实现了无创或微创操作。
第一代复位器是基于套索驱动技术,克服了现有类似骨折机械复位机构遮挡X光线导致透视困难的缺点,可以作为手术床的附加模块,通过连接骨科牵引床,在C臂X光机透视监控和引导下进行骨折间接复位并保持复位效果。第二代复位器采用软体气囊驱动,与人体软接触,并添加了独立牵引和旋转机构,能够完成股骨骨折的全部复位操作。
两代复位装置具有透射线性、小型化、模块化、无创性、临床操作简便性、远程可控制性、便携性、兼容性广的特点,易于临床实用和推广。

项目产出论文及专利:

Xiaogang. Sun, Qing. Zhu,Xingsong.Wang,Bing.Liang, “A remote control robotic surgical system for femur shaft fracture reduction,”IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics, Zhuhai, China, 2015, pp. 1649-1653.
王兴松 ; 田梦倩 ; 孙小刚 CN201510213291.7 一种用于股骨干骨折的复位装置及复位方法
王兴松 ; 梁斌 ; 朱庆 ; 孙小刚 CN201410591157.6 一种无创人体长干骨骨折闭合复位力测量装置