机器人辅助骨外科手术(Robot-AssistedOrthopedicSurgery，RAOS)作为医疗机器人技术的一个重要分支，在骨外科手术的精确路径规划模拟、目标靶点精确定位、手术微创化、远程手术、新型诊疗方案等方面具有广阔的研究与应用前景，正迅速成为国际医学界和工程界前沿的研究及应用热点之一。在创伤骨科手术中，机器人辅助骨科手术大多应用基于X-线透视图像的导航系统(Fluoroscopy-basednavigation)，利用术中C臂机实时采集的X-线透视图像进行导航定位。目前RAOS在创伤骨科的研究多集中在术中精确定位，如何利用RAOS对术中图像的处理能力，将骨折治疗的每一步关键操作都能够基于计算机的精确规划控制之下，国内外相关方面的研究还较少，本文基于创伤骨科的手术特点，选择胫骨骨折带锁髓内钉内固定手术作为骨科机器人全程规划系统的研究对象，可实现针对完整长骨解剖结构的解剖分析、手术规划、虚拟仿真以及骨折牵引等功能。 本文通过对骨科机器人系统的总体结构以及其导航系统硬件结构、控制系统及其关键算法的简要介绍，给出了全程规划系统与骨科机器人导航系统之间的关系，并且说明了全程规划系统在骨科机器人系统中所起的作用。随后简要介绍了全程规划系统的机械本体牵引复位模块，但是详细介绍了全程规划系统的控制系统。根据骨外科临床手术的需要提出了基于自制模板的图像校正和基于自制标尺的全景图像拼接等全程规划系统的关键算法，然后详细阐述了基于以上关键算法的全程规划系统软件的设计与实现过程。最后，基于骨科全程规划系统结构和特点，针对图像校正、图像拼接以及胫骨骨折复位等三个试验对象分别进行了试验，并给出了各自的实验及分析结果。