基于三维影像的骨折整复外固定系统

项目简介:

该项目开发基于术前三维图像及空间定位技术的骨折整复手术导航系统。该系统能够利用术前三维图像建立骨骼模型及规划手术区域。利用空间配准技术实现术中骨骼及术具的实时定位。凭借虚拟现实环境下骨骼及术具模型的位置关系引导医生实施骨折整复,并给出操作提示。该系统能有效避免术中X光的使用,骨折预接骨精度小于1mm,导航定位精度小于3mm,满足临床要求。该系统面向全国县乡级以上医院(6000家),90%以上有需求,市场前景广阔。该项目来自黑龙江省应用技术研究与开发计划项目(项目号GC13A308)。目前该项目成果已经在国际上发表论文1篇,申请发明专利2项,软件著作权1项。

  

技术特点:

本项目是与黑龙江省医院、解放军二一一医院等合作开发,利用术前三维图像建立骨骼模型,通过术中快速配准,定位术中患者骨骼及手术器具,在三维虚拟环境中实现微创骨科手术。该方法即可应用到手术床边操作,也可用于远程手术操作。具体创新点包括:1 术前通过扫描骨折部位获得三维模型,根据断面形状可自动或半自动对接断骨,完成预接骨。2 通过3D打印机打印的断骨模型可辅助医生模拟手术操作。3结合自行设计的6自由度骨折整复外固定器,实现术中导航和术后固定。该项目主要解决当前术中X光引导骨折整复方法中X光的电离辐射对医生和患者的健康危害,在避免使用术中X光情况下,将传统2维图像引导升级为3维图像引导,方便医生观察和操作,提高手术的成功率和疗效。

投入与经济效益:

该项目以产业化为目标,后续还会与东北农业大学、东北林业大学合作开发骨折外固定和内固定架配合导航系统使用,并追加整骨机器人、术中机械手等设备。项目产业化预计融资1500万元人民币,5年内评价资产回报率在35-50%左右。

支撑与保障:

团队包括李金老师,栾宽老师,梁洪老师等,临床合作导师4名,十余名博士生和硕士生,同时与哈尔滨医科大学、解放军二一一医院、黑龙江省康复医院、黑龙江省肿瘤医院等展开合作。

李金教授多年从事医用及工业图像处理、视频图像处理与分析、多维图像数据可视化、系统建模与仿真等研究。先后主持和承担了国家 863 重大专项子课题、国家科技支撑计划子课题、国家科技部仪器专项子课题、国防科工委基础研究基金等几十项省部级课题。先后参与了黑龙江省及哈尔滨市多家医院的医疗信息管理系统项目。

主要技术负责人栾宽老师在日本留学期间,致力于计算机辅助外科研究。先后与日本ALOKA株式会社及横滨市立大学医学研究科合作,参与超声图像指导的软性内视镜手术导航系统及导管介入手术导航系统等项目,在世界上首创基于导管路径拓展超声血管成像方法。