基于信息物理融合的骨折复位机器人系统构建

• 作者: 傅卓鑫 孙昊 陈建文 郭悦 陈金
• 来源期刊: 计算机应用
• 关键词: 并联骨折复位机器人 信息物理融合系统 数字孪生 传统复位方法 模拟复位
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 应用前沿、交叉与综合|Frontier & interdisciplinary applications
• 页码范围: 1533-1538
• 页数: 6页
• 分类号: TP393
• 语种: 中文
• DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020071133

摘要

针对骨折治疗中传统复位方法(手法复位、牵引复位、手术复位)存在的二次损伤、肌能失调、患肢僵硬、破坏血运及术后矫正动态性能差等问题,提出了一种人-机-物融合的信息物理系统(CPHS)用于指导机器人的复位动作.首先,从CPHS的数字孪生、信息感知、系统集成、手术流程、模拟复位等方面论证了并联机器人信息物理系统的构成,将机器人的高定位精度及可重复性与微创方法有效结合,从而指导医生完成仿真规划及术中监控等一系列操作;其次,根据临床骨折复位过程,在机器人操作下对5组不同骨折姿态的模拟骨折病例进行了复位实验;最后,计算出每组实验复位后的移位残余及角度误差,并与传统复位方法的相应数据进行对比.实验结果表明,CPHS骨折复位机器人相较于传统复位方法,在骨折复位过程和患者术后康复上均有着明显的优势.