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机器人手术在骨科手术中的应用与发展

2017-05-11 来源:关节时间  标签: 掌上医生 喝茶减肥 一天瘦一斤 安全减肥 cps联盟 美容护肤
摘要:在骨科的脊柱外科手术中,一系列专业机器人主要应用于椎弓根螺钉的精确置入。如著名的SpineAssist系统,可以帮助脊柱外科医师术中建立椎弓根置入孔道,提高椎弓根螺钉置入精度,减少血管神经损伤和术中辐射。

  以达芬奇机器人为代表的机器人辅助下的外科手术操作,已在普通外科、心胸外科泌尿外科等领域有了长足发展。相比于传统手术方式,机器人辅助下的外科手术能够提供给外科医师更加高清的视野、更加精细的操作,以及更加舒适的操作环境,因此备受外科医生的青睐。但以达芬奇机器人为代表的通用型机器人主要为内窥镜手术而设计,虽然也有该类机器人在前路骨科手术中的实验和临床尝试,但由于手术对象、手术器械及手术目的特殊性,该类机器人在骨科手术中的应用并不理想。但骨科领域的机器人应用并非局限于此。

  脊柱外科领域

  在骨科的脊柱外科手术中,一系列专业机器人主要应用于椎弓根螺钉的精确置入。如著名的SpineAssist系统,可以帮助脊柱外科医师术中建立椎弓根置入孔道,提高椎弓根螺钉置入精度,减少血管神经损伤和术中辐射。该系统采取2D透视联合CT进行术中导航,术前需要采集患者脊柱椎体的CT解剖数据,术中采集2张脊柱X线片并与术前采集的解剖数据相匹配后,可将该机器人系统固定于脊柱上,最终辅助完成椎弓根螺钉孔道的建立工作。该系统已完成了15000例椎弓根螺钉的置入,并通过了FDA和欧盟CE的相关认证,是脊柱外科领域中较为成熟的机器人系统之一。

  关节外科领域

  关节外科也有一系列成熟的专业机器人,比较著名的主要有Robodoc系统、HipNav系统等。此类系统能够对股骨假体所要置入的髓腔进行精细可控化的磨削,进而实现植入假体与股骨髓腔之间更紧密的匹配和贴合,减少术后假体的松动,延长假体使用寿命。术前需要在患者股骨置入3枚钛针以充当解剖定位点,而后通过CT扫描来明确股骨的解剖参数;术中则可直接根据3枚钛钉所定位的股骨结构与位置,完成相应的假体置换过程。Robodoc系统也获得了美国FDA的批准,并成功进行了超过28000例的关节置换手术,涵盖非骨水泥型全髋关节置换、全膝关节置换、全髋关节翻修手术等各种类型。

  创伤外科领域

  与脊柱或关节领域不同,创伤外科领域现阶段尚无临床实用性的机器人辅助系统,多数系统还仅停留于尸体或动物实验段。主要原因在于创伤骨科需要骨折端的解剖复位,而复位前后骨块的位置关系易变化,导致术前影像和术中影像配准困难,机器人系统很难判断骨折复位的成功与否;其次,骨折端的复位、牵拉等均需要较大阻力,这对机器人刚度、力度和扭矩等力学性能要求甚严;所以该领域的机器人制造和使用尚未有较大突破。但也有一些国内外的学者提出了相应的工程样机并进行了实验,如股骨髓内钉闭合置入系统FRACAS,又如长骨复位机器人等等,但它们的效果和实际应用情况,尚需要更多检验。

  总体而言,机器人辅助下的骨科手术是未来的发展方向。但现阶段的问题在于机器人系统主要扮演的还是被动辅助或半主动辅助的角色,远远达不到高度智能化的全主动角色。随着人工智能、云数据和自动控制等学科的长足发展,未来的手术机器人有可能会帮助骨科医师完成手术决策、数据采集和手术操作等全系列操作,从而把骨科疾病的治疗带入一个新的纪元。

 

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