谭杰 付艳 朱泽强 郭雯 刘祺 张雨馨

    (华中科技大学，武汉 430070)

    骨骼损伤是一种严重的致残性创伤，可导致患者肢体功能障碍，严重者将失去行为能力，不仅给患者带来身心伤害，同时给家庭和社会带来沉重的经济负担。因此，良好的骨科治疗显得尤为重要。在骨科治疗中，术前需要判定骨骼损伤情况并进行手术规划，术中常使用削骨或置入接骨板等辅助物的方式来支持骨骼正常的恢复，术后康复训练也需要减少代偿，由此可见，治疗方式的精确性非常重要。在传统骨科治疗中，需要在术前与术中使用相对大量的CT 扫描以保证稳定性，术后大量依靠主治医师的经验判断，人力成本高的同时精确性相对较差。人机交互技术能够优化骨科治疗的方式，在骨科治疗中得到广泛的应用，其优点不可替代，同时保留可深入研究的空间。

    本文分析近期国内外相关文献综述，介绍人机交互技术在骨科治疗中的应用情况和技术特点，为临床治疗和科研提供参考。

    本文检索了PubMed、中国知网和万方数据库中2010年以来国内外骨科治疗的相关文献，对增强现实(augmented reality,AR)技术、肌电图(electromyogram,EMG)技术、脑电图(electroencephalogram,EEG)技术、手势交互技术、触控交互技术和手控器技术共6种人机交互技术在骨科治疗中应用的可行性进行分析。

    1 AR技术在骨科治疗中的应用现状

    AR技术是一种通过计算机生成的渲染信息来增强视觉感受的技术，将计算机生成的虚拟物体叠加在捕获的真实物体图像上，同时叠加其他感官感觉，直观地为用户提供丰富的有用信息。目前，AR 技术在骨科治疗中常用于术前诊断和手术模拟、术中辅助导航。

    1.1 AR技术用于术前诊断和手术模拟

    术前诊断决定着术中以及术后操作的正确性，在整个手术过程中具有非常重要的作用。传统诊断方式需要医师观察CT扫描得到的二维影像来判断患者的骨骼状态，容易出现漏诊和误诊的情况，AR技术可综合分析并结合数字化技术重建患者的骨骼结构，使其能以三维形式呈现给医师，提高诊断的正确性。

    AR 技术在重建模型的基础上，可在相关设备的帮助下模拟出显示和虚拟结合的手术环境及手术场景，术者可以对与标定物体锚定的虚拟模型进行旋转、移动等调整操作，对模型进行多方位的观察，同时可对手术需要的切口大小、入路、内固定物置入方式进行模拟训练并不断进行调整。通过上述操作，术者即可对手术流程中可能遇到的问题具有良好的可预见性，能够尽可能避免手术过程中的风险并提高手术的准确率 ......