慣性測量傳感技術實現精確外科手術
2012-08-13 21:13:15 本站原創計算機輔助外科手術不斷創新，推動現代醫學突破界限，朝著全新而令人振奮的尖端科學方向發展。基于控制臺和攝像機的系統逐漸替代了傳統的外科手術儀器，使外科醫生能夠為病人進行異常精確的手術。
病人膝蓋經完整動作掃描后，醫生使用KneeAlign 2系統，依靠ADI IMU捕捉到的定位與動態數據，可以快速測定股骨切割塊的精確方位。
OrthAlign設計團隊進一步提高了創新水平，最近推出了KneeAlign 2系統，該外科手術導航系統僅有手掌大小，在全膝關節置換術(TKA)中實現精準的脛骨和股骨對準。全膝關節置換術將切除整個膝關節，然后植入假體。鑒于基于攝像機的手術導航系統成本高、尺寸大，OrthAligh設計團隊轉而采用ADI iSensor IMU（慣性測量單元）。整形外科醫生在全膝關節置換術中，憑借該慣性測量單元可以在數秒時間內測定病人脛骨旋轉中心，并精確計算出切骨角度。
OrthAlign公司企業發展部門副總裁Darius Kharabi表示：“ADI iSensor慣性測量技術在KneeAlign 2 System中起著至關重要的作用，該技術的運用使得我們的設計團隊能夠實現高精確度、小尺寸和低成本的目標”。
KneeAlign 2系統所采用的ADI iSensor IMU內置三個加速計和三個陀螺儀，能分別感應出直線運動和角向運動，從而完成六自由度測量。iSensor IMU能夠準確跟蹤所有軸上的儀器運動，甚至在極為苛刻的手術條件中也能做到。IMU器件結構緊湊，能通過標準SPI數字接口讀取經校正和動態補償的傳感器數據，還能進行數字調諧傳感器濾波與處理，以適應不同應用情形。通過簡單的數字接口便可立即獲得精確的慣性數據，使OrthAlign設計團隊節省了數年的研發時間，得以將此革新性產品推向市場。
OrthAlign公司的KneeAlign 2系統已經得到FDA（美國食品及藥物管理局）510(k)許可證，經認定與傳統儀器一樣操作簡便，實質上等效于基于攝像機的大型控制臺計算機輔助手術系統，可達到同等的脛骨和股骨測量效果。
到2030年，預計美國全膝關節置換術(TKA)的需求將增長至2005年的673%。借助于ADI iSensor技術，OrthAlign在膝關節手術方面的不斷創新對外科醫生和病人都有著非凡的意義
KneeAlign單元僅手掌大小，其配套切除儀器能與全膝關節置換術中所使用的所有植入系統兼容。美國醫療保健研究與質量管理署提供的數據顯示，2009年約有675000名美國人實施了全膝關節置換術。然而，根據預計這個數字在今后的幾年內將急劇增加，到2030年將有350萬人進行該手術。
目前，估計約30%的全膝關節置換術植入對準不佳。** 使用ADI iSensor IMU后，KneeAlign 2能實現精確對準，其精度與基于攝像機、昂貴得多的大型導航系統相當，已證實其膝關節置換對準精度接近91%，而傳統外科手術設備僅有68%。
2011年9月，美國各大膝關節外科中心限量采用KneeAlign 2進行股骨和脛骨導航，完成了約50例全膝關節置換術，結果令人鼓舞。OrthAlign公司隨即在2012年第一季度將KneeAlign 2系統投放市場，同時繼續在紐約特殊外科醫院、加州斯克里普斯格林醫院以及其他研究中心開展臨床研究。
