Новая компьютерная система для вправления переломов длинных костей с гексаподным внешним фиксатором

Введение

Точное совмещение отломков при переломах длинных костей в условиях малоинвазивных процедур является необходимым условием для достижения отличных результатов лечения. Однако существующие технологии имеют недостатки, такие как сложность операций и чрезмерная зависимость от опыта хирурга. Для решения этих проблем была разработана новая компьютерная система, позволяющая достичь быстрого и эффективного вправления переломов.

Цель

Разработка и оценка эффективности компьютерной системы для автоматизированного вправления переломов длинных костей с использованием гексаподного внешнего фиксатора.

Методы

Автоматическая регистрация кости-фиксатора выполняется на основе анализа главных компонент (PCA) и распознавания маркеров. Целевое положение вправления перелома определяется с использованием алгоритма Iterative Closest Point (ICP) на зеркальной модели контралатеральной кости. Оптимальная траектория вправления автоматически генерируется с учетом:

• обнаружения столкновений,
• анализа силы мышечной тяги,
• оптимизации траектории.

Хирургу предоставляется план регулировки стоек фиксатора на основе результатов регистрации кости-фиксатора.

Результаты

Эксперименты на моделях подтвердили высокую точность регистрации системы и превосходство метода планирования вправления. Клинические испытания продемонстрировали эффективность и осуществимость предложенной системы для лечения переломов.

Выводы

Разработанная система позволяет хирургам точно и эффективно планировать вправление переломов с помощью простых манипуляций. Она обеспечивает автоматическое получение предписаний для внешней фиксации переломов в рамках единого процесса.

Термины и сокращения

• PCA (Principal Component Analysis) — анализ главных компонент, метод снижения размерности данных.
• ICP (Iterative Closest Point) — итеративный алгоритм для совмещения трехмерных моделей.
• Гексаподный фиксатор — внешний фиксатор с шестью регулируемыми стойками, обеспечивающий высокую степень свободы в репозиции костных отломков.