计算机辅助导航技术在骨科手术中的应用

国内讲堂11

继续医学教育　第２１卷第１２期计算机辅助导航技术在骨科手术中的应用

邱贵兴（中国医学科学院协和医科大学北京协和医院骨科　１００７１０）

作者简介邱贵兴，男，江苏省无锡市人，教授，博士生导师，中华医学会骨科分会主任委员，中华医学会北京分会骨科专业委员会主任委员，中华骨科杂志主编，吴阶平医学基金会理事，中华医学会国际交流与合作工作委员会委员。影像导航技术问世之前，骨科医生在术中，凭借人体的骨骼解剖特点、术前患者的影像学资料（Ｘ线片、ＣＴ、ＭＲＩ）和术中的Ｘ线透视进行定位。但是，解剖变异或解剖标志的缺乏等往往会导致术中的定位偏差。因此，手术者的实践经验就非常重要。然而，即使是非常有经验的骨科医生，用传统方法进行较精确定位的手术，也有出现偏差的可能性。临床和实验研究已经显示，用传统定位方法行腰椎椎弓根钉植入的失误率为２０％～３０％。然而，如果

应用影像导航技术，椎弓根钉植入的失误率只有０～４％。近年来，计算机辅助影像导航系统用于术前制定手术计划和术中导航，在手术过程中跟踪手术器械，帮助骨科医生更精确和更安全地进行多种复杂手术。因此，该技术有许多不可替代的优越性，已被越来越广泛地应用于骨科手术中。１　骨科计算机辅助导航技术的简史影像导航，也称为无框架立体定向。１９８６年Ｒｏｂｅｒｔｓ首次报告使用声波数字化仪跟踪手术器械或显微镜的方法，从而开创了无框架立体定向神经外科。随后，Ｂｅｒｎｅｔｔ和　Ｒｅｉｎｈａｒｄ对超声波系统进行了改进，使导航精度有了一定的提高，但声学环境及温度很容易造成干扰而使导航失败。１９９１年日本的Ｗａｎａｔａｂｅ和美国的Ｐｅｌｌ相继发明了遥控机械臂定位系统，可以不受瞄准线约束。但因其体积过大，使医生的操作受限。１９９２年，使用红外线跟踪技术的影像导航系统在美国开始应用于临床。这是世界上首台光学手术导航系统，由于其精度较高，所以成为目前市场上的主流产品。同年，著名的神经外科专家Ｋｅｖｉｎ　Ｆｏｌｅｙ将光学手术导航系统应用于脊柱外科领域。１９９５年，Ｇｕｎｋｅｌ推出了电磁感应型导航系统，但由于手术室各种金属器械及仪器都会影响电磁场，从而影响其精度，所以未能很好推广。１９９９年首台完全针对骨科的手术导航系统进入市场。Ｘ线透视和红外线跟踪技术、计算机定点手术技术的结合提供了一种新颖的术中影像导航的方法，减少了术中Ｘ线透视的缺点。同时，应用术前的ＣＴ和ＭＲ扫描数据进行骨结构的三维重建，在术前进行手术方案设计，并在术中对正常或病变结构进行精确定位，以协助医生安全、精确地完成手术。２　骨科计算机辅助导航系统的组成及工作原理以Ｘ线透视影像导航为例，Ｘ线透视法和计算机技术的结合增加了标准透视法的优点，减少了缺点。在“Ｃ”型臂透视Ｘ线机的图像增强器上安装校准靶，经过一次或多次投照中获得的透视图像和位置校准后，计算机工作站就可以建立起一个透视图

像的模型，将追踪的手术器械与保存的图像叠加在

一起。当手术器械对之前获得的透视图像进行操作

时，系统可以同时显示它们在多个平面上的位置关系，这种方式称为“虚拟透视”。透视图像可保存，透视时手术人员可以从手术区域离开，大大减少了放射线辐射。而且系统已保存了多次投照的影像和有效的数据，因此不必重新摆放“Ｃ”型臂。“Ｃ”型臂可以推离手术区域，导航可以继续，而且不妨碍医生的操作。

近年来，新型的计算机辅助导航系统可将患者的术前薄层ＣＴ扫描（可以０．８　ｍｍ）或ＭＲ扫描数据进行处理，使患者的骨骼扫描数据变成三维立体虚拟图像储存在计算机中。医生可在术前利用该计算机系统进行详尽的手术设计。术中应用光学定位系统，跟踪测量手术器械上的发光二极管或被动反射球的位置。由计算机测算手术器械与被操作的骨结构之间的位置关系，可以动态的显示手术器械

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的正确位置、前进方向和推进距离等，较虚拟透视

系统更准确。这种新型系统已经广泛用于临床。

３　计算机辅助导航技术在骨科手术中的应用与发展

计算机辅助骨科手术导航是近年来发展起来的

新技术。在国外，尤其是欧美发达国家应用较多，

获得了比较成功的经验。骨科手术导航系统能够让

骨科医生以更高的精确度，根据患者的实际解剖特

点进行手术。目前，该技术已应用于多个部位的骨

科手术，使骨科医生可以更安全、更精确地开展许

多传统定位手段无法完成的复杂手术。

３．１　颈椎前路手术：在进行颈椎前路钢板内固定、颈

椎前路融合等手术时，术前透视患者颈椎正侧位像，

术中导航时，可在多幅图像上观察到手术器械的实

时路径和器械尖端的实际位置，医生可以较准确地

控制钻头等工具的位置与深度。Ｆｏｌｅｙ和Ｓｍｉｔｈ描述

了影像导航行Ｃ１，２　螺钉植入融合术的效果。解剖学

研究显示，２０％的患者具有特异的椎体解剖结构。

术中导航技术则有效提高了此类患者Ｃ１，２　螺钉安全

置入的成功率。Ｍａｎｄｅｌ等分析了Ｃ１，２联合体的形态

学特征，认为Ｃ２关节突的关节宽度及高度如小于

５　ｍｍ，对于直径３．５　ｍｍ螺钉置入的安全通道来

说就太狭窄了。Ｂｌｏｃｈ等研究发现，使用影像导航，

如果患者的Ｃ２关节突关节的宽度及高度大于４　ｍｍ，

直径３．５　ｍｍ螺钉就可以安全置入。他们得出结论，

此项技术的精度使那些先前认为从技术上不能进行

手术的患者从２０％下降到６％。

３．２　齿突骨折手术：齿突骨折是交通事故中挥鞭损伤

的常见骨折，手术难度及危险性大，传统的手术方

法是用　２台“Ｃ”型臂或　１台“Ｇ”型臂，同时显

示齿突的正侧位图像进行螺钉固定，不但操作繁琐，

还容易污染手术野。导航系统用双光束可以同时显

示前后位和侧位的Ｘ线影像，确定前后位位置、侧

位角度，动态模拟观察进针位置，导向器引导拧入

螺钉，大大提高了手术的准确性和安全性。

３．３　胸腰椎椎弓根钉固定手术：经椎弓根内固定技术

是目前脊柱外科最常用的方法，但也存在很大的风

险。文献报道椎弓根固定失败率达２１％～３１％。手

术导航系统的应用，显著提高了该手术的成功率。

１９９８年法国Ｍｅｒｌｏｚ报告了导航系统辅助下的椎弓根固定技术。该组病例研究提示，Ａ组（６例滑脱，２０例骨折）由计算机辅助导航系统支持下行椎弓根螺钉置入，结果有７．７％的螺钉穿透骨皮质（４／５２侧椎弓根），无一例神经，血管损伤；Ｂ组（５例脊柱滑脱，２１例骨折）采用传统定位方法进行椎弓根螺钉置入，结果有４２．３％的螺钉穿透率（２２／５２侧椎弓根）。该组的评定指标为术后的三维ＣＴ扫描。根据Ｓｔｅｉｎｍａｎ报告的一组腰骶椎手术，椎弓根钉安置不准确、螺钉穿破骨皮质的发生率，由应用导航前的２１％～３１％降低至５．５％。尤其在较细的胸椎椎弓根固定手术中，其应用价值更大。３．４　椎体成形术：该手术无须传统的皮肤切口，导航下穿刺针直接穿刺到病变的椎体内，通过特制的导管向被破坏的椎体内注入骨水泥，加固椎体，减轻或消除疼痛。这项新技术主要是针对骨质疏松引起的脊柱压缩性骨折，对于因肿瘤转移而引起椎体病变的患者，还可起到杀死肿瘤细胞的作用。使用导航系统进行该手术，可大大降低医生和患者的Ｘ线辐射量。３．５　经皮椎弓根内固定术：计算机辅助导航系统使用“Ｃ”型臂Ｘ线图像，引导经皮穿刺螺钉的置入，通过经皮穿刺小创口直接置入腰椎椎弓根钉和棒，钉棒置入的解剖位置与开放式手术入路的位置相近。在不影响脊柱内固定效果的前提下，大大减小了手术创伤。３．６　人工关节置换术：计算机导航下人工膝关节表面置换术是近几年开展的新技术。其特点是不但能够最大限度地使下肢力线恢复正常，并能更好地恢复下肢的旋转力线，减少仅凭目测和经验而发生错误的可能，提高了人工膝关节置换术的精确性。近来，许多医生正在研究和尝试将计算机导航系统应用于人工髋、肘、踝、肩关节的置换手术中。３．７　股骨和胫骨骨折手术：应用手术导航系统，使带锁髓内针的置入简单、方便。带锁髓内针治疗长骨干骨折已经成为主流手术，但远端锁钉的闭合锁定（尤其股骨）仍为难点，手术时间较长，术中Ｘ线辐射量大。而应用计算机导航系统，可以准确闭合复位和检查髓内针的置入位置，提高了闭合锁钉的准确性，有效地缩短了手术时间，避免长时间的Ｘ线辐射对患者和医务人员的损害。此外，该技术还可以应用于股骨颈骨折、转子

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间骨折、骨盆骨折等内固定手术及股骨和胫骨的截骨矫形术，还可与内窥镜辅助下的微创骨科手术结合，做到最小的创伤、最精确的定位，是骨科发展的一个方向。总之，计算机辅助导航技术正以惊人的速度发展，越来越多的骨科医生已熟悉并掌握其应用方法，并且逐步探索新的应用领域。还有学者将其与计算机控制的自动机械臂联合使用来开发手术机器人，相信导航技术将在骨科领域内有更广泛和深入的应用，在不久的未来会有更大的突破。

骨科手术机器人专利分析

骨科手术机器人专利分析 該研究介绍了骨科手术机器人的全球/中国专利申请情况，从申请趋势、生命周期、首次申请国家/地区、技术分支分布等方面对该领域的专利申请进行了数据统计和技术分析，从整体上反映技术发展的历程和未来发展方向，揭示了当前骨科手术机器人领域国内外行业发展态势和前景，促使我国积极探索适应未来骨科机器人要求的新技术，占领未来骨科机器人发展的制高点。 标签：骨科；手术机器人；专利分析 近年来，随着微创手术技术、计算机技术、医疗图像技术和机器人技术的共同进步，骨科手术机器人的研究发展迅速，产品层出不穷，并逐渐开始在临床应用。 20世纪90年代，骨科手术机器人借用了工业机器人的本体形式，利用工业机器人高精度规划和程序化自动运动能力，主要用于髋关节和膝关节的置换手术，其中代表性的产品包括Intergrated Surgical Systems公司的ROBODOC手术机器人[1]和德国Ortomaquet公司的CASPER手术机器人[2]，ROBODOC手术机器人就是用于关节置换术中，负责辅助假体的成形、定位和植入，而CASPER 手术机器人用于十字韧带的骨隧道加工，也可以用于人工全膝和全髋关节置换手术中。2001年英国帝国理工学院开发了一款主从式手术机器人ACROBOT[3]，用于完成膝关节置换手术和微创膝关节单髁置换术。随后出现了采用串联结构的骨科手术机器人，和采用并联结构的专用骨科手术设备，这种并联结构的机器人刚度大、精度高、体积小。 我国的骨科手术机器人起步较晚，整体水平还较低，但是这并不影响国内庞大的市场需求，因此国内企业亟需对国内外的骨科手术机器人技术发展趋势进行一定的了解。该研究通过专利分析，对骨科手术机器人的专利现状进行总体介绍和重点分析，获取一些有价值的情报。 1 骨科手术机器人专利申请统计分析 截至2016年12月，基于专利数据库检索到涉及骨科手术机器人的申请共计934项，其中国外申请607项，国内申请327项，基于上述数据对骨科手术机器人领域的专利申请进行以下分析。 1.1 申请趋势分析 如图1所示，回顾整个发展历程，骨科手术机器人的专利申请经历一个波动上升的发展过程，大致可以分为以下3个阶段。 ①技术萌芽期（1986—1996年）。1985 年美国首次使用工业机器人进行脑组织内肿瘤的活体组织切片检查，这一类神经外科手术充分体现了早期的手术机

计算机辅助骨科手术在创伤骨科的应用

计算机辅助骨科手术在创伤骨科的应用 栗威赵劲民 【摘要】目的讨论计算机辅助骨科手术（computer assisted orthopedic surgery，CAOS）在创伤骨科的应用及其意义。方法分析CAOS在创伤骨科应用的现状，总结其应用的价值及相关问题。结果目前CAOS在创伤骨科主要应用于脊柱、四肢骨折内固定物的植入和人工髋、膝关节置换以及膝关节交叉韧带的重建等，而在骨折复位方面的应用很少且技术不成熟，但已显示明显的优越性。在CAOS应用过程中应注意其缺点、临床医学评价、手术医生的地位、正确的微创观念等相关问题。结论CAOS在创伤骨科手术微创化进程中有重要意义和无可替代的价值，应处理好一些相关的问题，促进其更好地发展。 【关键词】计算机辅助骨科手术创伤骨科导航 中图分类号：?R687 TP391.7 文献标志码：A APPLICATION OF COMPUTER ASSISTED ORTHOPEDIC SURGERY IN ORTHOPEDIC TRAUMA SURGERY/ LI Wei, ZHAO Jinmin. Department of Orthopedic Trauma and Hand Surgery, the First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University, Nanning Guangxi,530021, P. R. China. Corresponding author: ZHAO Jinmin, E-mail: zhaojinmin@https://www.sodocs.net/doc/b64127657.html, 【Abstract】 Objective To investigate the appl ication and significance of computer assisted orthopedic surgery(CAOS) in orthopedic trauma surgery. Methods In orthopedic trauma surgery, the application status of CAOS was analysed and the related problems were summarized. Results At present, CAOS is seldom used to reduce fractures but fre-quently used to insert internal fixation devices and reconstruct the cruciate ligament in orthopedic trauma surgery. And the studies have shown its superiority. During CAOS application, surgeons should pay attention to some problems such as the disadvantages, clinical evaluation, the roles of the surgeons and correct micro-traumatic concept. Conclusion CAOS is very important and cannot be replaced in orthopedic trauma minimal invasion surgery and surgeons should pay attention to some important related problems to make it develop successfully in the study of CAOS. 【Key words】 Computer assisted orthopedic surgery Orthopedic trauma surgery Navigation 20世纪90年代初，医学界意识到可利用自动化控制系统的感知、推理和行动3个基本原则，在内、外科操作中使用数字化医学影像资料[1]。随着医学影像技术和计算机技术的发展，促生了计算机辅助外科手术系统。此系统早期仅用于神经外科等高风险、高难度的手术领域。近10余年来，一方面由于技术的发展及系统的改进，另一方面由于骨组织具有一种刚性结构，其数字影像较为准确、丰富，易于三维重建，特别适用于计算机辅助下手术，故计算机辅助骨科手术（com-puter assisted orthopedic surgery，CAOS）应运而生 [2]。 1概述 1.1CAOS基本工作原理及组成 CAOS基本工作原理是将患者术前数字影像信息输入计算机工作站中，并与患者本体的标志数据资料进行配准，手术过程中，跟踪器实时跟踪，监控手术工 作者单位：广西医科大学第一临床医学院创伤骨科手外科（南宁，530021） 通讯作者：赵劲民，教授，博士导师，研究方向：骨创伤修复、骨组织工程，E-mail: zhaojinmin@https://www.sodocs.net/doc/b64127657.html, 具或骨折段达到要求部位从而实施手术。此外术者也可在影像基础上进行术前计划[3]。其主要由主处理系统、成像显示系统、立体定位系统、导航工具等部分组成。1.2CAOS分类 CAOS有如下分类方法[1-2，4]：①按照立体定位的方法分为光学定位、电磁定位、超声波定位及机械手定位，光学定位在骨科应用最广。②按照交互方式的不同，将手术导航系统分为被动式、半主动式及主动式，被动式目前在临床使用最广泛。③按照影像建立的基础和对图像的依赖程度分为图像依赖导航、X线透视导航及非图像依赖导航，X线透视导航在骨科应用最多。 2CAOS在创伤骨科的应用 2.1在脊柱方面的应用 CAOS在骨科领域中较早应用于脊柱外科。上世纪90年代初，Foley等[5-6]首先分别进行了导航系统在脊柱外科应用的尝试。Nolte等[7]最早开始在实验室进行计算机辅助下的椎弓根植入术实验。此后实验研究和临床应用报道逐渐增多。近年出现大宗病例的应用报道，如Ebmeier等[8]应用导航系统将365个椎

计算机导航在骨科手术中的应用 文献综述

. 骨科手术中的计算机 导航技术

骨科手术中的计算机导航技术 (1) 1 课题简介 (3) 2 选择的数据库 (3) 2.1 中文数据库 (3) 2.2 外文数据库 (3) 2.3 网络信息资源 (4) 3 检索策略与检索结果 (4) 3.1中文数据库 (4) 3.1.1 维普数据库 (4) 3.1.2 万方数据库 (5) 3.1.2.1 学位论文 (6) 3.1.2.2 期刊 (7) 3.1.2.3 会议 (8) 3.1.2.4 专利 (9) 3.1.3 中国知网 (9) 3.2 外文数据库 (11) 3.2.1 SPRINGERLINK (11) 3.2.2 SCIENCEDIRECK (12) 3.2.3 PQDT (13) 3.2.4 欧洲知识产权 (13) 3.3 网络信息资源 (13) 4 课题综述 (14) 4.1 前言 (14) 4.2 正文 (15) 4.2.1 发展简史 (15) 4.2.2 工作原理 (16) 4.2.3 组成及分类 (16) 4.2.3.1 组成 (16) 4.2.3.2 分类 (17) 4.2.4 应用 (18) 4.2.5 存在的问题 (20) 4.2.6 发展方向 (21) 4.3 结语 (21) 4.4 参考文献 (22)

1 课题简介 在传统的骨外科手术中，医生主要凭借经验来进行手术路径的规划及相应操作。但是，即使是非常有经验的骨科医生, 用传统方法进行较精确定位的手术, 也有出现偏差的可能性。所以就迫切的需要一种精确的技术，使手术器械的位置在术中通过影像实时显示，从而来简化手术操作，缩短手术时间，减少手术创伤，减弱术中放射线的照射，使骨科手术变得更安全、更准确、更微创。本论文就是来具体了解一下骨科手术中的计算机导航技术，以及它的应用及发展。 2 选择的数据库 2.1 中文数据库 1)维普数据库 2)万方数据库 3)中国知网 2.2 外文数据库 1)SPRINGERLINK 2)SCIENCEDIRECK 3)欧洲知识产权局 4)PQDT

我国自主研发的骨科手术机器人系统达到国际领先水平,手术准确率达 ...

我国自主研发的骨科手术机器人系统达到国际领先水平,手术准确率达93% 项目单位：北京天智航医疗科技股份有限公司 骨科疾病严重危害人民的健康和生命，是临床常见病和多发病。骨外科发展的核心瓶颈问题是手术医生视野和操作的局限性。 北京天智航医疗科技股份有限公司联合北京积水潭医院、北京航空航天大学，采用医工企紧密结合的方式组成项目研发团队，创建智能骨科手术体系，形成以影像导航和机器人技术为核心的临床解决方案，实现常规手术微创化、复杂手术标准化、关键操作智能化。 为进一步加速国产医疗设备的研发进度，北京市科委自2013年起支持天智航骨盆骨折、脊柱及关节置换等一系列骨科手术机器人辅助产品的研发，破解了智能综合解决方案核心技术研究、核心部件研究、临床应用推广等方面难题，获得了我国第一个医疗手术机器人产品注册许可证，填补了国内空白，在骨科手术机器人领域处于国际领先水平，打破了国际垄断。同时,北京市科委还推动制定了《脊柱外科导航技术标准》，该标准已成为国家卫生行业标准，有力的推进了国产医疗器械的临床应用；利用军地合作项目在解放军总医院、北京军区总医院建立骨科手术机器人临床应用示范基地，促进了产品完善和市场应用推广。 目前，公司已建立起国内首家骨科机器人智能手术中心，创建智能骨科综合治疗新策略。以智能化手术室为平台，建立智能手术配套体系，形成了整套智能骨科成果。上市三年来的总营收达2亿元。创新远程骨科手术模式，形成骨科机器人手术远程救治能力，提升了边远地区和基层医院骨科手术水平。 自2004年成功完成首例机器人辅助骨科手术起，已完成手术超过2000例，获得广泛好评。上颈椎内固定手术准确率由79%提升至93%；腰椎内固定手术准确率由73.4%提升至93.3%；经皮螺钉内固定治疗股骨颈骨折术中透视次数由54.3次降为8.8次；骨盆骨折经皮螺钉内固定准确率由76%提高到100% ，显著提高了手术的安全性和精准性。

北斗导航技术在现代农业中的应用 李亚栋

北斗导航技术在现代农业中的应用李亚栋 摘要:文章介绍了我国自主研发的北斗导航技术的发展的优势。对于发展这一系统的建设对我们国家在卫星导航领域的主导地位、推动经济和社会科学发展具有关键性作用。在推动北斗二代导航系的技术革新后,应用到现代军事信息化局部战争中具有一些重要的战略意义。 关键词:北斗导航;经济效益;军事应用 1卫星导航系统在世界各国中的发展趋势 1.1卫星导航系统建设由“一家独霸”向“多家竞争”转变 从世界范围看,美国率先构建GPS全球卫星导航系统进行深度开发应用,目前拥有最先进的技术,仍在持续推进现代化改造,引领卫星导航发展方向;俄罗斯不甘落后,随着国内经济逐步复苏,把加快GLONASS(格罗纳斯)能力建设作为一项重要战略任务,以重塑军事大国形象;欧盟克服内外部重重困难,全力推进Galileo(伽利略)系 统建设,为其.战略利益提供服务;印度、日本谋求摆脱受制于人的局面,相继发展自主区域卫星导航系统;我国也对北斗长远发展做出了筹划部署,2020年左右将建成全球卫星导航系统。这种发展态势,动摇了美国GPS的霸主地位,引发了世界范围内卫星导航系统建设的激烈竞争,已逐步呈现出你追我赶之势。 1.2卫星航系统性能由单一、概略向多元、精准转变 卫星导航系统是随着科技进步和产业发展不断拓展完善的。各国卫星导航系统建设实践表明,技术决定系统发展,不同技术阶段只能建成相应水平的系统,无论哪个国家都要经历一个由低级向高级逐步推进的过程。例如,美国第一代GPS功能比较单,经过30多年发展和持续现代化改造,定位精度、可用性、完好性和可靠性不断提升,精度优于1 m,自主导航运行能力将达180天,系统抗干扰和导航战能力 明显加强;俄罗斯GLONASS通过不断突破技术,加快了卫星更新换代,新增码分多址导航信号和部署星基增强系统,将具备提供重点区域亚米级导航服务能力;欧盟Galileo系统从试验验证起步,经过不断创新发展,系统精度将优于1 m,能够提供全球生命救援等多种服务。 1.3 卫星导航的应用由有限领域、局部服务向多元客户、全域服务转变 目前,美国GPS在能源、交通、电力金融、通信网络、精细农业、生命救援等全球民用领域广泛应用,占据世界卫星导航市场的95%份额;美军主战平台嵌入GPS 终端数量超.过10万个,单兵装备超过56万套,基本覆盖美军各个作战单元,成为最为依赖的装备系统。GPS的推广应用印证了专家们讲的卫星导航系统“没有做不到,只有想不到”的断言。从目前世界卫星导航系统应用模式、领域、层次看,仍然存在深度开发挖掘的潜力。军事应用将从最初作战单元独立应用。向陆海空各军兵种成建制成体系应用发展,从单机单装的用向多平台、多系统嵌入式网络化集成应用发展;从以导航定位为主向与侦察预警、指挥控制、火力打击、地理信息系统融合应用发展"。 2我国建立“北斗”卫星导航系统的意义 2.1 国家安全 建立自己的导航系统,避免在将来的战争中受制于人,同时我们还有了相同的手段可以反制敌人。导弹要导航,战斗要定位,还得知道哪可以躲,哪可以藏,敌人藏在哪,这都要靠卫星导航定位系统,如果我们一味地依赖于别人的定位系统,不自己开

创伤骨科导航手术操作与技巧

创伤骨科导航手术操作与技巧（含光盘）【罗从凤主编 随着创伤骨科手术技术和导航技术的发展，创伤骨科手术已经不单单依赖透视影像和手术经验，其又不断融入计算机导航辅助下的手术模式。这些技术将逐渐被广泛应用。本书分7章，重点讲解了透视导航技术在创伤骨科手术中的应用，其中包括导航技术的基本介绍、导航技术在骨盆和髋臼以及四肢骨折等创伤骨科手术中的应用、三维影像导航技术在骨科手术中的应用以及导航技术所面临的问题和展望。本书适于骨科临床医师及专业研究人员学习和参考。 罗从风 男，汉族，1966年出生于上海。现任上海第六人民医院主任医师、博士研究生导师、骨科创伤亚学科主任。主要学术任职：AO校友会中国分会(AOAA)秘书长、The Knee国际编委、中华医学会创伤学会委员、中华创伤骨科杂志编委、国际内固定学会国际讲师团成员、Injury杂志审稿人。罗从风教授是国内早期使用导航系统的专家之一，主要应用于骨盆、髋臼和四肢骨折等创伤骨科的手术中，积累了相当丰富的经验，并始终保持国内领先水平。 近年来在国内外专业杂志上共发表论文40余篇，其中SCI收录8篇。完成科研项目10余项。曾获得A0(国际内固定学会)奖学金、卫生部?川医学奖学金、西太平洋膝关节学会(WPOA)“Physician’s Recognition Award(医师成就奖)”、上海医学科技奖等荣誉。参与编写和翻译了《骨科学》、《现代骨科学》、《骨折治疗的AO原则》等多部著作。 第一章导航技术概述 第一节骨科计算机辅助导航技术简史 第二节导航技术的原理 第三节导航系统的组成和分类 第四节X线透视导航技术在创伤骨科中的应用及优势 第二章导航仪及相关工具 第三章透视导航技术在创伤骨科手术中的应用 第一节透视导航系统的注册 第二节透视导航系统在髋臼前柱低位骨折、耻骨支骨折中的临床应用 第三节透视导航系统在髋臼前柱高位骨折中的临床应用 第四节透视导航系统在髋臼后柱骨折中的临床应用

惯性导航系统的发展及应用

惯性导航系统的发展及应用 绪论 惯性导航是一门重要的学科技术，它是飞机、船舶、火箭等载体能顺利完成导航和控制任务的关键性技术之一。1942年德国在V-2火箭上首次应用了惯性导航原理；1954年纯惯性导航系统在飞机上试飞成功。30余年来，惯性导航技术获得迅速发展。在我国惯性导航技术已在航空、航天、航海和陆地车辆的导航和定位中得到应用。1970年以来，我过多次发射的人造地球卫星和火箭都采用了本国研制的惯性导航系统。不仅如此，70多年以来，这门科学技术还在大地测量、海洋勘测、石油钻井、航空测量和摄影等国民经济领域里获得成功应用。 惯性导航简介 惯性导航（Inertial Navigation）是20 世纪中期发展起来的完自主式的导航技术。通过惯性测量组件（IMU）测量载体相对惯性空间的角速率和加速度信息，利用牛顿运动定律自动推算载体的瞬时速度和位置信息，具有不依赖外界信息、不向外界辐射能量、不受干扰、隐蔽性好的特点，且惯导系统能连续地提供载体的全部导航、制导参数（位置、线速度、角速度、姿态角）。惯性导航技术，包括平台式惯导系统和捷联惯导系统。平台式惯性导航系统将陀螺通过平台稳定回路控制平台跟踪导航坐标系在惯性空间的角速度。捷联惯性导航系统利用相对导航坐标系角速度计算姿态矩阵，把雷体坐标系轴向加速度信息转换到导航坐标系轴向并进行导航计算。惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪,又称惯性导航组合。3个自由度陀螺仪用来测量飞行器的三个转动运动；3个加速度计用来测量飞行器的3个平移运动的加速度。计算机根据测得的加速度信号计算出飞行器的速度和位置数据。控制显示器显示各种导航参数。 陀螺仪 陀螺仪是惯性系统的主要元件。陀螺仪通常是指安装在万向支架中高速旋转的转子，转子同时可绕垂直于自转轴的一根轴或两根轴进动，前者称单自由度陀螺仪，后者称二自由度陀螺仪。陀螺仪具有定轴性和进动性，利用这些特性制成了敏感角速度的速率陀螺和敏感角偏差的位置陀螺。由于光学、MEMS 等技术被引入于陀螺仪的研制，现在习惯上把能够完成陀螺功能的装置统称为陀螺。陀螺仪种类多种多样，按陀螺转子主轴所具有的进动自由度数目可分为二自由度陀螺仪和单自由度陀螺仪；按支承系统可分为滚珠轴承支承陀螺，液浮、气浮与磁浮陀螺，挠性陀螺（动力调谐式挠性陀螺仪），静电陀螺；按物理原理分为利用高速旋转体物理特性工作的转子式陀螺，和利用其他物理原理工作的半球谐振陀螺、微机械陀螺、环形激光陀螺和光纤陀螺等。 单自由度陀螺仪敏感角速度，二自由度陀螺仪敏感角位移。为了将角速度和角位移转换成惯性系统中可用的信号，陀螺仪需安装信号传感器。为了能控制陀螺仪按一定的规律进动，需安装力矩器。 加速度计 加速度计是惯性导航系统的核心元件之一。依靠它对比力的测量，完成惯性导航系统确定载体的位置、速度以及产生跟踪信号的任务。载体加速度的测量必须十分准确地进行，而

导航技术

深空探测的自主导航技术研究综述 学号：0910200129，姓名：李吉 摘要：导航定位是深空探测的基础，由于深空探测距离遥远，导航的精度要求非常高，其中测距、测速、测角依照传统地球卫星的导航定位方法很难完成。X 射线脉冲星作为自然的天体，其运行特性不会受到人为的破坏与干扰，具有适于自主导航的显著特征，非常适合于深空探测的导航。本文综合国内外现有的研究成果，系统阐述了基于 X 射线脉冲星自主导航的基本原理、关键技术、国内外的研究现状以及我国现有的基于 X 射线脉冲星自主导航技术研究的基础条件。从而指出，我国已经具备 X 射线脉冲星观测和理论研究的基本条件。基于 X 射线脉冲星的自主导航是实现航天器高精度自主导航的新思路和可行途径，对于深空探测具有重要的理论研究意义和实际工程应用价值。 关键词：深空探测；X 射线脉冲星；自主导航 1 .引言 二十一世纪以来，各主要航天大国纷纷将深空探测作为重点发展的航天领域之一；而我国也正在加紧自己的探测步伐[1]。导航定位是深空探测的基础，深空探测器在空间运行，地面站同它建立通信链路，为保证通信质量必须知道探测器在相应坐标系中的位置(距离和角度)和速度，使得天线主瓣方向能够对准探测器和接收信号，反之同理。由于深空探测距离遥远，需要精确的测角、测距和测速能力，为深空探测器导航定位。因为空间探测器定轨的优势是深空探测器的大致位置事先知道，不需要测定整个距离，只需对事先确定的值进行验证和改进。现在对于地球周围的卫星，无论是静止轨道还是低轨和中轨上的卫星，对其 定轨都不存在太大的困难。但是由于深空探测距离遥远，导航的精度要求非常高，其中测距、测速、测角依照传统地球卫星的导航定位方法很难完成[2]。 上世纪60-70年代，深空探测导航系统主要采用地基无线电外测技术为巡航阶段的探测器导航和测轨，甚至用在探测器交会阶段。80年代以来，采用甚长基线干涉技术，利用测距换算出角度，利用增加的基线长度减少测距误差的影响，测角精度达20-30nrad。NASA进而又开发了连接元干涉技术，两测站之间相距21km，宽带光纤连接的测站将收到的信号用光纤传到信号处理中心，实时导航精度达80nrad[3]。 NASA正在开发同波束干涉技术，它是在两个航天器非常接近的情况下，它们可以在地面天线的同一波束内观测，使得两个深空站天线对两个航天器同时观测，产生差分干涉测量，提供天平面上两个航天器非常精确的相对角位置[4]。 中国国内有学者提出利用地球静止轨道卫星编队进行深空导航，将卫星编队的轨道高度上升到静止轨道高度，在地球静止轨道上相距一定角度分布两个卫星编队。采用两个卫星编队相距59°地心夹角，构成天基连续导航系统。该卫星编队采用无源反向导航方法，多颗卫星共同接收深空探测器信号，依照信号到达各个卫星时间差确定探测器空间位置[5]。 但是，在深空探测的过程中，航天器远离地球，与地面通信困难且易受到干扰，因此具有自主导航能力非常重要。由于目前的导航卫星主要是为地面和近地空间应用设计的，难以应用于深空轨道；由于飞行时间很长，惯导系统漂移很大，需要引入独立的导航系统进行修正；一般的星敏感器也易于受到太阳的干扰。而应用脉冲星导航则有望克服以上的困难。

计算机辅助导航技术在骨科手术中的应用

国内讲堂11 继续医学教育　第２１卷第１２期计算机辅助导航技术在骨科手术中的应用 邱贵兴（中国医学科学院协和医科大学北京协和医院骨科　１００７１０） 作者简介邱贵兴，男，江苏省无锡市人，教授，博士生导师，中华医学会骨科分会主任委员，中华医学会北京分会骨科专业委员会主任委员，中华骨科杂志主编，吴阶平医学基金会理事，中华医学会国际交流与合作工作委员会委员。影像导航技术问世之前，骨科医生在术中，凭借人体的骨骼解剖特点、术前患者的影像学资料（Ｘ线片、ＣＴ、ＭＲＩ）和术中的Ｘ线透视进行定位。但是，解剖变异或解剖标志的缺乏等往往会导致术中的定位偏差。因此，手术者的实践经验就非常重要。然而，即使是非常有经验的骨科医生，用传统方法进行较精确定位的手术，也有出现偏差的可能性。临床和实验研究已经显示，用传统定位方法行腰椎椎弓根钉植入的失误率为２０％～３０％。然而，如果 应用影像导航技术，椎弓根钉植入的失误率只有０～４％。近年来，计算机辅助影像导航系统用于术前制定手术计划和术中导航，在手术过程中跟踪手术器械，帮助骨科医生更精确和更安全地进行多种复杂手术。因此，该技术有许多不可替代的优越性，已被越来越广泛地应用于骨科手术中。１　骨科计算机辅助导航技术的简史影像导航，也称为无框架立体定向。１９８６年Ｒｏｂｅｒｔｓ首次报告使用声波数字化仪跟踪手术器械或显微镜的方法，从而开创了无框架立体定向神经外科。随后，Ｂｅｒｎｅｔｔ和　Ｒｅｉｎｈａｒｄ对超声波系统进行了改进，使导航精度有了一定的提高，但声学环境及温度很容易造成干扰而使导航失败。１９９１年日本的Ｗａｎａｔａｂｅ和美国的Ｐｅｌｌ相继发明了遥控机械臂定位系统，可以不受瞄准线约束。但因其体积过大，使医生的操作受限。１９９２年，使用红外线跟踪技术的影像导航系统在美国开始应用于临床。这是世界上首台光学手术导航系统，由于其精度较高，所以成为目前市场上的主流产品。同年，著名的神经外科专家Ｋｅｖｉｎ　Ｆｏｌｅｙ将光学手术导航系统应用于脊柱外科领域。１９９５年，Ｇｕｎｋｅｌ推出了电磁感应型导航系统，但由于手术室各种金属器械及仪器都会影响电磁场，从而影响其精度，所以未能很好推广。１９９９年首台完全针对骨科的手术导航系统进入市场。Ｘ线透视和红外线跟踪技术、计算机定点手术技术的结合提供了一种新颖的术中影像导航的方法，减少了术中Ｘ线透视的缺点。同时，应用术前的ＣＴ和ＭＲ扫描数据进行骨结构的三维重建，在术前进行手术方案设计，并在术中对正常或病变结构进行精确定位，以协助医生安全、精确地完成手术。２　骨科计算机辅助导航系统的组成及工作原理以Ｘ线透视影像导航为例，Ｘ线透视法和计算机技术的结合增加了标准透视法的优点，减少了缺点。在“Ｃ”型臂透视Ｘ线机的图像增强器上安装校准靶，经过一次或多次投照中获得的透视图像和位置校准后，计算机工作站就可以建立起一个透视图 像的模型，将追踪的手术器械与保存的图像叠加在 一起。当手术器械对之前获得的透视图像进行操作 时，系统可以同时显示它们在多个平面上的位置关系，这种方式称为“虚拟透视”。透视图像可保存，透视时手术人员可以从手术区域离开，大大减少了放射线辐射。而且系统已保存了多次投照的影像和有效的数据，因此不必重新摆放“Ｃ”型臂。“Ｃ”型臂可以推离手术区域，导航可以继续，而且不妨碍医生的操作。 近年来，新型的计算机辅助导航系统可将患者的术前薄层ＣＴ扫描（可以０．８　ｍｍ）或ＭＲ扫描数据进行处理，使患者的骨骼扫描数据变成三维立体虚拟图像储存在计算机中。医生可在术前利用该计算机系统进行详尽的手术设计。术中应用光学定位系统，跟踪测量手术器械上的发光二极管或被动反射球的位置。由计算机测算手术器械与被操作的骨结构之间的位置关系，可以动态的显示手术器械

手术导航系统已成为当前最前沿的研究领域之一

手术导航系统已成为当前最前沿的研究领域之一 手术导航系统是计算机技术、立体定向技术和图像处理技术结合发展的产物，现已适应微创外科的需要，广泛应用于神经外科、骨科、耳鼻喉科的手术应用。 手术导航系统发展到现在大概可分为三个阶段：(1) 框架机械立体定向仪：病人被局部麻醉后，把一个轻质的立体定向框架固定在病人头部，去做CT或M RI扫描，然后根据影像确定手术靶点的位置。(2) 无框架机械臂定位系统：利用机械臂技术和计算机技术结合来定位。机械臂上有许多关节，手术中依据计算机测量关节相对运动，模拟显示手术工具的运动进度。但定位精度较差。(3) 手术导航系统：超声波测量跟踪技术最早被采用，但超声波束的方向性差，易受干扰。 1. 手术导航成为国际研究的热点 以科学引文索引扩展版（Science Citation Index Expanded，SCI-E）数据库为数据源，以“(surgery or surgi*) and navigat*（手术导航）”为检索策略进行统计分析，发现上世纪末以来，“手术导航”论文稳步增长，说明全球对于手术导航的重视程度不断提升。 图 1 SCI-E数据库收录“手术导航”论文的年度增长情况 2 美国和德国处于领先地位，中国不断进步 从全球来看，德国和美国在手术导航的研究中处于领先地位。一方面，德国是世界上最早发明手术导航系统的国家，另一方面，德国和美国也是器械工业最为发达的国家。德国比较著名的医疗器械公司有：博医来公司（BrainLAB）、史赛克公司（Stryker）等，美国比较著名的医疗器械公司有：美敦力导航公司（Medtronic, Inc）、GE公司等。

导航定位技术及相关应用

导航定位技术及相关应用 在全球一体化和科技快速发展的今天，导航定位技术在日常工作和生活中扮演了愈来愈重要的角色，尤其是在我们石油天然气这个高技术行业，无论在地质信息采集、钻井、平台安装、管道铺设维护等各方面都离不开导航定位。本文对导航定位技术进行了全面的介绍，并列举了在平湖海管检测上的应用实例。 一、导航定位发展的历程及最新技术 最早的导航定位手段有：14世纪前后开始利用指南针（即罗盘）进行定位的地物定位方法，18世纪30-40年代出现的利用六分仪、天文钟进行定位的天文定位方法。传统的地物定位方法现今已成为特殊情况下的补充手段。二十世纪出现了无线电定位仪。经过几十年的发展，无线电导航定位仪进行了如下表所示的演变过程： 常规无线电定位仪有这样一些缺点：覆盖的工作区域小,电波传播受大气影响；定位精度不高，精度只能达到200米甚至上千米。 现在，导航定位技术已进入高精度卫星导航定位时代。目前已开发或正在开发的全球卫星导航定位系统有：美国开发的全球定位系统（Navigation Sateliate Timing and Ranging/Global Positing System，GPS）；为了摆脱对美国GPS的依赖(主要从国家安全利益考虑)，俄罗斯开发了GLONASS（Global Navigation Satellite System）全球导航系统；中国开发了北斗卫星定位系统；欧盟正在加紧开发伽里略卫星导航定位系统( Galileo) （中国也已参与合作开发）。 美国开发的全球定位系统（Navigation Satelite Timing and Ranging/Global Positing System，GPS）可在全球范围内全天候为海上、陆上、空中和空间用户提供连续的、高精度的三维定位、速度和时间信息。GPS 系统包括三大部分：空间卫星系、地面控制系统、接收系统如下图所示： GPS的工作原理是以三角测量定位原理来进行定位的。它采用多星高轨测距体制，以接

卫星导航技术专题讲座_一_第1讲卫星导航技术与应用的发展

编者按:卫星导航系统发展至今,因其全球性、连续性、实时性、全天候和高精度的特点, 已经广泛应用于陆地、海洋、天空和太空的各类军事及民用领域中,成为目前最常用的导航定位 技术。因此,受到了世界各国的极大重视,成为继互联网、移动通信之后发展最快的信息产业之 一。作为一种重要的国家信息基础设施,美国、俄罗斯、欧盟都不惜投入巨资建设卫星导航系统。 目前,美国GPS 、俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONA SS )和中国的“北斗一号”卫星导航系 统均已投入商业运行。由中国和欧洲15国共同参与的欧洲民用卫星导航“伽利略计划”以及中 国的“北斗二号”也在积极推进中。 作为无线电导航技术之一,卫星导航技术已经广泛应用于现代军事斗争的许多领域,极大地 提高了部队的整体作战能力,是取得现代信息战争主导权的重要手段之一。因此,我们开设关于 卫星导航技术专题讲座,向通信工程技术人员、研究生和高年级本科生介绍卫星导航技术的原理 及有关知识,希以达到拓宽知识面,共同推动卫星导航技术的发展和应用,并加强卫星导航与通 信结合应用研究的目的。本讲座内容涉及卫星导航系统应用现状及发展简史、系统组成、工作原 理,介绍卫星导航中的增强技术、组合导航技术、高灵敏接收技术及A 2GN SS 技术等。 卫星导航技术专题讲座(一) 第1讲　卫星导航技术与应用的发展 Ξ 吕　晶,李广侠,于　永 (解放军理工大学通信工程学院训练部,江苏南京210007)摘　要:文中介绍了卫星导航的发展简史,阐述了卫星导航在民事和军事中的应用,并总结了卫星导航的技术 发展。 关键词:卫星导航;应用;技术发展 中图分类号:TN 967.1文献标识码:A 文章编号:CN 3221289(2009)0320095205 D e ve lopm e nt of GNS S Te chnique s a nd A pp lica tions L V J ing ,L I Guang 2x ia ,YU Y ong (T raining D epantm ent I CE ,PLAU ST ,N anjing 210007,Ch ina ) A bs tra c t :T he h isto ry of GN SS w as in troduced firstly .T hen the app licati on s in civil and m ilitary w ere discu ssed and the developm en t of its techn iques w as summ arized . Ke y w o rds :GN SS ;app licati on s ;developm en t of techn iques 导航是一种技术与方法的总称,它的最基本的作用是将运载体(飞机、车辆、舰船及人员)从起始点沿着所选定的路线安全、准确、准时地导引到目的地。在这个过程中,确定运载体的几何位置(即定位)是基础。　第30卷第3期 　2009年9月军　事　通　信　技　术Journal of M ilitary Comm unicati ons T echno logy V o l .30N o.3Sep.2009 Ξ收稿日期:2009204229;修回日期:2009206210 作者简介:吕晶(19652),男,教授.

骨科机器人来啦

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/b64127657.html, 骨科机器人来啦 作者：周炜凡进 来源：《祝您健康》2019年第05期 科技改变生活，我国自主研发的“天玑”骨科手术机器人改变着传统的手术方式。 骨科手术，四肢、关节、颈椎、腰椎等精准操作手术，对医务人员而言都是艰巨的任务。 江苏省人民医院骨科主任殷国勇教授介绍说，不同于对表面软组织的手术，骨头在肌肉包裹中，手术中医生无法直接看到，更像是在坚硬的暗箱内操作。需要医生在头脑中建立深层三维空间，才能精确定位。 因此，骨科手术有三大难题：看不见、打不准、拿不稳。骨科医生需要一双特殊的“眼睛”，可以实时看清人体内部立体结构，以及电钻螺钉打入的三维过程。也急需一双特殊的“手”，可以极其稳定又能精确地按照“眼睛”分析出的操作路径，完成钻孔和拧入螺钉的过程。 但这些操作若由机器人来做，则会变得比较轻松且更加精准。 日前，殷国勇教授团队，在骨科机器人的辅助下，分别为两名患者成功开展了手术：一例是为一名50岁的女性腰椎滑脱患者，开展了腰椎滑脱复位内固定手术;另一例是为一个72岁 男性中上胸椎（T7）骨折患者，历时45分钟，成功进行了椎體成形手术。这两例手术都是在机器人的辅助下，医生团队密切配合完成的。 骨科周炜副主任医师感慨地说，以往中上胸椎骨折精确定位一直是一个难题，但在机器人导航辅助下，手术团队将精确度误差限制在0.5毫米以内。 患者接受全麻后，医生操作手术机器人开始手术。 第一步：机器人“G臂”在手术中用CT对患者进行腰椎影像扫描及三维重建，图像被同步传输至骨科手术机器人系统。 第二步：根据传输来的CT图像，导航系统设计好钉道位置，呈现在屏幕上。机器人的机械臂根据设计的位置，将手术工具精确定位到手术位置，套筒指向钉道的进钉点。 第三步：医生沿着套筒钻入导引针，确认位置无误后，再把直径6.5毫米的空心椎弓根螺钉通过导引针固定，拔出导针。 第四步：对患者再次进行CT扫描，确认打入的螺钉位置正确无误。

创伤骨科导航手术操作与技巧

创伤骨科导航手术操作 与技巧 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

创伤骨科导航手术操作与技巧（含光盘）【罗从凤主编 随着创伤骨科手术技术和导航技术的发展，创伤骨科手术已经不单单依赖透视影像和手术经验，其又不断融入计算机导航辅助下的手术模式。这些技术将逐渐被广泛应用。本书分7章，重点讲解了透视导航技术在创伤骨科手术中的应用，其中包括导航技术的基本介绍、导航技术在骨盆和髋臼以及四肢骨折等创伤骨科手术中的应用、三维影像导航技术在骨科手术中的应用以及导航技术所面临的问题和展望。本书适于骨科临床医师及专业研究人员学习和参考。 罗从风 男，汉族，1966年出生于上海。现任上海第六人民医院主任医师、博士研究生导师、骨科创伤亚学科主任。主要学术任职：AO校友会中国分会(AOAA)秘书长、The Knee国际编委、中华医学会创伤学会委员、中华创伤骨科杂志编委、国际内固定学会国际讲师团成员、Injury杂志审稿人。罗从风教授是国内早期使用导航系统的专家之一，主要应用于骨盆、髋臼和四肢骨折等创伤骨科的手术中，积累了相当丰富的经验，并始终保持国内领先水平。 近年来在国内外专业杂志上共发表论文40余篇，其中SCI收录8篇。完成科研项目10余项。曾获得A0(国际内固定学会)奖学金、卫生部川医学奖学金、西太平洋膝关节学会(WPOA)“Physician’s

Recognition Award(医师成就奖)”、上海医学科技奖等荣誉。参与编写和翻译了《骨科学》、《现代骨科学》、《骨折治疗的AO原则》等多部着作。 第一章导航技术概述 第二章第一节骨科计算机辅助导航技术简史 第三章第二节导航技术的原理 第四章第三节导航系统的组成和分类 第五章第四节 X线透视导航技术在创伤骨科中的应用及优势 第六章第二章导航仪及相关工具 第七章第三章透视导航技术在创伤骨科手术中的应用 第八章第一节透视导航系统的注册 第九章第二节透视导航系统在髋臼前柱低位骨折、耻骨支骨折中的临床应用 第十章第三节透视导航系统在髋臼前柱高位骨折中的临床应用 第十一章第四节透视导航系统在髋臼后柱骨折中的临床应用 第十二章第五节透视导航系统在骶髂关节骨折、脱位中的临床应用 第十三章第六节透视导航系统在空心钉治疗股骨颈骨折中的临床应用 第十四章第七节透视导航系统在r钉治疗粗隆问骨折中的临床应用 第十五章第八节透视导航系统在胫骨平台骨折中的临床应用 第十六章第九节透视导航系统在骨盆骨折外固定支架固定术中的临床应用 第十七章第四章透视导航技术在骨科其他手术中的特殊应用 第十八章第一节透视导航技术在长骨干骨折复位中的临床应用 第十九章第二节透视导航技术辅助下的股骨旋转角的术中测量 第二十章第五章导航系统在骨关节炎截骨术中的应用 第二十一章第一节透视导航系统在骨关节炎截骨术中的应用

卫星导航技术主要应用领域有哪些

卫星导航技术主要应用领域有哪些以GPS为代表的卫星导航引用产业已逐步成为一个全球性的高新技术产业，普遍应用于地理数据采集、测绘、车辆监控调度和导航服务、航空航海、军用、时间和同步、机械控制、大众消费应用。 一、地理数据采集 人类80%的活动与空间信息有关，地理数据采集是GNSS最基本的专业应用，用来确认航点、航线和航迹。国土、矿产和环境调查等需要确定采样的点位信息，铁路、公路、电力、石油、水利等需要确定管线位置信息，房地产、资产和设备巡检需要面积和航迹位置信息。GIS数据采集产品正在成为满足各行业对空间地理数据需求的常用工具。 二、高精度测量 卫星导航应用给测绘界带来了一场革命，现已广泛应用在大地测量、资源勘查、地壳运动、地籍测量及工程测量等领域，在海洋测量和海洋工程中的应用也已进兴起。与传统的测量手段相比，卫星导航应用有巨大的优势：测量精度高；操作简便，仪器体积小，便于携带；全天候操作；观测点之间无需通视。

三、车辆监控调度及导航服务 车辆监控调度应用系统通过GNSS全球定位技术，利用通信信道，将移动车辆的位置数据传送到监控中心，实现GIS的图形化监视、查询、分析功能，对车辆进行调度和管理。 车载导航系统结合了卫星导航技术、地理信息技术和汽车电子技术，可在显示器上精确显示汽车的位置、速度和方向，为驾驶者提供实时的道路引导。 四、航空和航海应用 ·航空应用 为满足日益增长的空中运输量的需求，适应新型飞机航程的扩展与航速的提高，克服陆基空中交通管理系统的局限性，国际民航组织（ICAO）决定实施基于卫星导航、卫星通信和数据通信技术的新的空中交通管理系统，即新航行系统。根据ICAO的要求，新系统和原系统在2005年前同时使用，到2010年全球范围内的陆基系统将逐步停止使用，2010年以后新系统将作为唯一手段在全世界范围内运行。 ·航海应用（主要包括救援、导航和港口运作） 1992年2月1日，国际海事组织在全世界范围内实施《全球海上遇险和安全系统》（GMDSS）,利用海事卫星（INMARSAT）改善海上遇险与安全通信，建立新的全球卫星通信搜救网络。使用了全球卫星导航系统后，弥补了GMDSS系统在确定位置方面的不足。 海洋和河道运输是当今世界上最广泛应用的运输方式，效率、安全和最优化是海洋和河道运输重点。卫星导航技术的应用，有效地实现了最小航行交通冲突，最有效地利用日益拥挤的航路，保证了航行安全，提高了交通运输效益。 卫星导航广泛应用于港口船舶进出港导航、现场调度指挥监控、GIS建库和维护、信息管理系统建设等方面，对加速港口现代化建设起到了不可替代的作用。 五、军用

外科手术导航系统主要用途及功能要求

外科手术导航系统主要用途及功能要求 能够满足头颈外科、神经外科、骨科手术导航，可与术中C型臂以及术中超声设备进行整合。 数量：1套 1 机型设计 1.1 导航系统为最新分体式设计（红外镜头和主机显示系统可分开放置于手术室） 2 导航工作站 2.1 操作系统为Windows或LINUX 2.2 可与数字化手术室系统匹配，共享同一界面，同步显示软件运行,可实现数字化手术室系统与导航双向控制。 2.3 导航工作站配置 2.3.1 Intel Xeon 中央处理器2.5 GHz 2.3.2 内存≥6GB 2.3.3 硬盘≥320 GB 2.3.4 ≥4个USB接口，以及CD-RW 和DVD+-RW 传输患者数据 2.4 导航系统外部整合 2.4.1 具有DICOM 3.0接口，符合DICOM3.0协议，与医院PACS/RIS等网络兼容 2.4.2 连接面板提供支持最新技术的数字和模拟视频输入端口（支持全高清分辨率），可通过即插即用方式轻松连接手术显微镜、透视镜、内窥镜和超声设备等：2xHDMI，2x 复合(CVBS, SDI)，1x S-端子 2.4.3 连接面板还包括1 个DisplayPort 1.2 输出，60 赫兹条件下分辨率≥3,600 x 1,080 像素，用于连接独立显示器（全高清3D，4K）；以及1 个DVI-I 输出，用于模拟/数字视频输出 2.5 主机工作站显示器（包括下述 3.2.5.1/3.2.5.2）

2.5.1 2个专业彩色液晶，触摸控制，≥26英寸 2.5.2 像素分辨率≥1900x1200 3 导航定位系统： 3.1 导航系统跟踪系统: 3.1.1 为红外线光学跟踪定位方式 3.1.2 导航定位仪：具备主动发射和被动接受功能 3.1.3 红外追踪定位装置在术中可随时进行X\Y\Z三向移动和原位转动，可随时自由移动至适宜位置，不影响手术安全和系统坐标的精度 3.2 导航系统跟踪定位方式（包括下述3.3.2.1/3.3.2.2） 3.2.1 无线红外被动式 3.2.2 被跟踪器械与追踪器间无需电线及电池，即可实现手术器械导航 3.3 定位参考系统: 3.3.1 术中手术床或病人位置的变化不影响注册精度和手术导航进程 3.4 红外相机的导航精确度≤±0.1mm 3.5 主刀医生术中操作导航为全触摸屏式操作控制导航 3.6 无需键盘、鼠标及脚踏开关 3.7 隔离变压器500VA，一体化设计220V不间断电源UPS 4 注册技术 4.1 注册方式：免标记贴的激光注册方式及自动识别标记贴注册方式，标记贴注册方式无需事先标定标记贴编号顺序而系统可自动识别。 4.2 无线激光注册仪 *4.2.1 无线激光注册方式, 无须接触皮肤表面，无须面膜耗材，即可采集数据进行注册，减少皮肤漂移带来的误差 4.2.2 工作距离≥240厘米 4.2.3 系统注册时间≤60秒