便攜式近紅外椎弓根釘植入導航監(jiān)測設備的研制.pdf

1、目前，在臨床椎弓根釘內(nèi)固定手術中，植入螺釘?shù)姆较蚺c位置難以把握，市場上缺乏監(jiān)測釘?shù)榔畹闹庇^有效的手段，導致螺釘植偏、誤植或穿透椎弓根等情況出現(xiàn)，使手術質(zhì)量下降，手術風險提高。本文主要提出了一種基于近紅外光譜技術的用于監(jiān)測椎弓根釘植入的方法，比較了此方法較監(jiān)測約化散射系數(shù)(μ's)的優(yōu)越性，為臨床手術中提高植釘準確率提供了可靠參考。
　　 論文闡述了基于空間漫反射理論的計算公式，利用Matlab進行了仿真，討論了漫反射率與約化散

2、射系數(shù)(μ's)、吸收系數(shù)(μα)、光源與檢測器距離(ρ)的關系，并由生物組織的漫反射率反演得到了組織的約化散射系數(shù)(μ's)和吸收系數(shù)(μα)的值。論文利用南京航空航天大學生物醫(yī)學光子學實驗室已有的紅外椎弓根螺釘植入光譜采集系統(tǒng)，在新鮮豬胸腰椎段椎骨上進行了實驗，測量了螺釘植入釘?shù)郎掀浼s化散射系數(shù)(μ's)和光譜的變化。論文對豬骨的漫反射光譜曲線從積分面積、峰值和斜率三方面進行了研究，結果表明這三個因子對于不同骨組織的識別度要高于約化

3、散射系數(shù)(μ's)。在前面研究基礎上，設計并完成了一套基于近紅外光強的便攜式椎弓根釘植入監(jiān)測設備，設備主要應用鎖相放大技術對采集的信號進行處理，利用LabVIEW編程顯示測量結果。最后通過豬骨實驗驗證了設備的有效性。
　　 論文的主要創(chuàng)新點：將近紅外光譜技術用于椎弓根內(nèi)固定手術中螺釘位置監(jiān)測，提出以組織漫反射光譜曲線的積分面積、峰值、斜率作為識別因子，較約化散射系數(shù)(μ's)更為優(yōu)異，通過豬椎骨實驗表明該因子可以辨別穿刺釘?shù)郎系?/p>