机器人辅助膝关节置换手术系统研究探究综述文档.pdf

第31 卷第1 期 机 械 设 计 Vol.31 No.1 2 0 1 4 年 1 月 Jan. 2014 年 月 2014 1 JOURNAL OF MACHINE DESIGN 机器人辅助膝关节置换手术系统研究综述* 1 1 2 2 雷静桃 ，曹元龙 ，胡磊 ，王田苗 （ 上海大学 机电工程与自动化学院，上海 ； 北京航空航天大学 机械工程及自动化学院，北京 ） 1. 200072 2. 100191 摘要：分析了膝关节置换手术机器人的需求及传统膝关节置换手术的不足，如切骨模板种类繁多、手术操作繁琐、骨 平面切割不精确、难于精确定位等问题。 对国内外机器人辅助膝关节置换的研究现状进行了综述，介绍了膝关节置换手术 机器人系统的基本结构和系统组成，总结了研发机器人所涉及的关键技术，并展望膝关节置换手术机器人的发展趋势。 关键词：人工关节；全膝关节置换；单髁关节置换；机器人 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） TH242 A 1001-2354 2014 01-0001-08 骨关节病在中老年人中有很高的发病率， 其主要 骨与假体的吻合度达98％ ，而传统手术股骨与假体的 ［ ］ 表现为软骨退变磨损， 同时关节边缘韧带附着处和软 吻合度只有23％ 2 。 骨下骨质反应性增生形成骨赘，并由此引起关节疼痛、 文献［ ］临床对比了传统手术 例和机器人辅助 3 30 僵直畸形和功能障碍。 关节软骨一旦磨损，不可再生。 膝关节置换 例，采用传统手术，在侧向 光片中股 32 X 磨损后，常常出现内翻畸形，膝关节内侧局部应力负荷 骨屈曲角（the femoral flexion angle γ ）、胫骨角（the tib- 集中，更会加重软骨及软骨下骨磨损，从而内翻畸形加 ial flexion angle δ ）分别为4.19°±3.28°和89.7°±1.7° ；而 重，形成恶性循环，疼痛逐渐加重，甚至无法行走，病人 采用机器人辅助手术股骨和胫骨外翻角分别为0.17°± 最终选择人工关节置换术。 0.65°和85.5°±0.92°。 表明机器人辅助关节置换手术在 人工关节置换术已经成为治疗各种原因引起的骨 切骨及假体植入定位方面有更高的精度， 从而能获得 性关节炎及类风湿性关节炎的重要手段之一， 目前全 良好的下肢对线。可以看出，机器人辅助关节置换在