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机器人辅助外固定架精准复位系统
发布时间: 2025-11-05
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
生物与新医药技术
成果介绍
项目面向国家智能医疗装备重大需求，以提升医疗装备产品性能和质量水平为导向，聚焦外固定架复位技术领域。外固定架常用于开放骨折，复杂创伤及多发伤的抢救，固定跨越骨折区，可提供坚强固定，不需要切开骨折断端，保护骨折端血运不被二次破坏。然而，外固定架只能起到固定作用，却没有复位功能，多依靠术者手法复位和透视来获得最终位置，结果往往不尽人意，后期多需要更换固定方式，这一点限制了外固定架的临床应用。
为了能让外固定具有准确复位功能，增加外固定的适用症，我们引入了现代机器人技术和虚拟仿真技术，协作机器人具有精度高与稳定性强的特点，具有强大的人机协同灵活性，能够提供准确的空间定位。而虚拟仿真技术可通过“数字化预演”以可逆、可重复的方式复刻骨折复位后的位姿关系。通过“虚实共荣”技术模式，在虚拟环境中精确测量畸形角度、位移，规划矫正目标。机器人根据规划精确调整外固定架，实现多平面、多维度的精准畸形矫正，实现外固定架的准确复位。
成果亮点
其先进性主要表现在以下几个方面：1、在虚拟环境中进行精确的骨折复位规划和模拟，可以反复尝试、优化复位方案，确保复位路径和最终位置的最优化。这比传统依赖术中透视和医生经验的方法具有更高的可预测性和可控性；2、机器人系统能够根据虚拟规划的目标位置和实时获取的螺纹针位置信息，以亚毫米级的精度提前调整外固定架的连接杆或环，实现骨折块的精准对位和稳定固定；3、通过精准的闭合复位和机器人辅助的外固定架调整，可以显著降低需要切开复位的病例比例，减少手术创伤、出血量和感染风险。精准复位和稳定的外固定架固定，有助于骨折在最佳位置愈合，减少后期因复位不良而需要二次手术矫正（如截骨矫形）的可能性；4、形成“感知（螺纹针初始位置）-规划（虚拟目标位置）-执行（机器人调整）-验证（术中影像/虚实融合显示）”的闭环。医生可以基于实时反馈，让机器人进行微调，实现术中动态优化。
团队介绍
毕建平，副主任医师，中共党员，2002年毕业于山东中医药大学，擅长四肢骨折与关节脱位的手法和手术治疗。对骨关节畸形、感染及骨不连等疑难疾病有丰富的经验。主要研究领域为"智能医疗"，近年来在"四肢骨折高精度手术机器人系统"和"中医正骨可视化系统"等领域取得了众多突破性的进展，提出了基于灰度值的骨骼承载力计算方法，非呼吸控制机器人精准定位技术，四步快速骨折复位路径规划方法，机器人联合牵引协同骨折复位系统等。2020年被中促会"人工智能"专家学组聘为主任委员，兼青委会副主任委员。先后发表SCI论文7篇，主持课题7项，申报发明专利30余项。
成果资料
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