面向机器人辅助脊柱微创手术的神经电生理监测预警研究

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1、硕士学位论文面向机器人辅助脊柱微创手术的神经电生理监测预警研究REASERCHONINTRAOPERATIVENEUROPHYSIOLOGICALMONITORNIGANDEARLYWARNINGSYSTEMFORROBOTASSISTEDMINIMALLYINVASIVESPINESURGERY张佳哈尔滨工业大学2018年1月国内图书分类号：TP242.3学校代码：10213国际图书分类号：681.5密级：公开工程硕士学位论文面向机器人辅助脊柱微创手术的神经电生理监测预警研究硕士研究生：张佳导师：孟庆虎教授申请学位：工程硕士学科：控制工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2017年

2、12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP242.3U.D.C:681.5AdissertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheprofessionaldegreeofMasterofEngineeringREASERCHONINTRAOPERATIVENEUROPHYSIOLOGICALMONITORINGANDEARLYWARNINGSYSTEMFORROBOTASSISTEDMINIMALLYINVASIVESPINESURGERYCandidate：ZhangJiaSup

3、ervisor：Prof.MENGQinghuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着图像处理技术，医疗技术，以及机器人技术的快速发展，医疗外科机器人的研究成为机器人领域前沿。机器人辅助脊柱微创手术，风险大，

4、难度高，神经并发症是临床医师不可回避的问题。在手术中，引入神经电监测技术，可监测运动和感觉功能，降低医源性损伤。本课题基于Cadwell信号刺激仪器平台，利用BioRadio生理信号多通道监测设备，构建一种利用无线蓝牙传输的神经电生理监测与预警系统，无线传输方式避免了手术环境中冗余的信号线对手术操作造成的干扰。为了准确分析神经电信号，设计数据预处理算法，通过傅里叶分析记录的原始信号，进行滤波处理，并且采用两次中值滤波消除肌电信号的基线漂移问题。对处理后的信号提取出信号特征值。获得信号的波峰和波谷，比较监测信号特征值和设置基线的特征值，将波幅比作为预警参考信息。根据功能需求设计MFC

5、界面显示窗口，界面中包括信号监测和预警显示两部分内容。在现有实验条件下，完成了人体的诱发性肌电图和上肢的体感诱发电位实验监测，以及动物的自发性肌电图和上肢的体感诱发电位实验监测。分析实验监测的结果，记录模拟手术中机械介入时体感诱发电位波幅的变化，以及记录在不同麻醉程度下体感诱发电位信号，验证手术操作不同阶段体感诱发电位和麻醉剂对体感诱发电位监测有较大影响。最后人体诱发性肌电图监测获得预期效果，验证了整个课题研究方法的正确性和合理性。关键词：术中监测；脊柱手术；肌电图；诱发电位-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofima

6、geprocessingtechnology,medicaltechnologyandrobottechnology,theresearchofmedicalsurgicalrobothasbecomethefrontierofrobotfield.Therobotassistedminimallyinvasivesurgeryofthespinalcolumnhasahighriskandhighdifficulty.Theneurologiccomplicationisanunavoidableproblemfortheclinicians.Intheoperation,the

7、introductionofelectricalmonitoringtechniquecanmonitorexerciseandsensoryfunctionandreduceiatrogenicinjury.ThisprojectprovidesanstimulatorbasedontheCadwellsignalstimulationinstrumentplatform,usingtheBioRadiophysiologicalsignalmultichannel