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- 无框架(机器人)立体定向手术
- 作者:尹丰|发布时间:2010-04-20|浏览量:1272次
机器人辅助外科手术研究是近年来国际高科技领域的研究热点,目前仅少数发达国家开展了机器人实施外科手术的研究。
海军总医院全军神经外科中心为国家863项目负责单位,与相关单位合作,将科研与应用密切结合,开发出具有独立知识产权的医用机器人。不仅打破了欧美发达国家在该领域的垄断,而且在国际上首次完成了遥操作立体定向脑外科手术。海军总医院神经外科尹丰
手术系统简介
医疗外科机器人是一个多学科交叉研究领域,涉及机器人、电子、通讯、控制、图像处理、图形学、虚拟现实、医学和微创伤手术等先进技术。外科机器人具有精确度高、重复性好、安全性强等忧点。
主要结构包括智能机械臂、影像片图像定位软件,手术径路模拟显示装置,手术及注药控制模块等。该机机械臂具有六个关节,每个关节都有一个极坐标系统。机械臂能进行大范围的角位移,使其运动过程与人体相类似。机器人具有良好的安全性,当电气或机械失效时,在各关节安装的弹簧可自动刹车制动。
在脑立体定向手术中,该系统可以取代传统的定向仪框架,通过识别贴附于患者头部的标志点,建立相应的三维坐标体系,并可标示出靶点位置和穿刺轨迹。智能机械臂按照模拟轨迹固定穿刺方向,为术者提供准确导航和操作平台。靶点定位后,动力机械臂能以0.1mm的重复精度保持稳定的轨迹,确保手术准确无误。
手术适应证
1. 脑内病变活检:脑肿瘤、寄生虫及其它不明原因病变;
2. 脑内各种囊肿抽吸、切除;
3. 脑内血肿排空、引流;
4. 脑脓肿排空及注入抗生素;
5. 脑内异物摘除;
6. 各种功能性神经外科疾病:帕金森病、扭转痉挛、舞蹈病、脑瘫、精神疾病、癫痫、疼痛等;
7. 脑肿瘤内各种治疗,如内放疗(注入同位累胶体和后装置管)、内化疗;
8. 内窥镜治疗脑内各种病变;
手术方法
1.患者经局麻施术。2.首先在患者头部安放立体定位标志点,进行CT或MR扫描明确病灶部位。3.利用机器人系统完成如下操作:〔1〕靶点定位:将定位图像通过局域网输入计算机,应用专门设计的定位软件,自动显示拟穿刺靶点的三维坐标;〔2〕规划手术路经:通过获得的三维立体图像,构成一个“虚拟病人”,通过虚拟现实技术的各种交换方法,医生可以对病人实行虚拟手术,以确定最佳手术方案;〔3〕导航穿刺:在计算机屏幕上,实时显示智能机械臂的位置至预达靶点;〔4〕固定操作:按照术者确定的穿刺点和穿刺轨迹,固定穿刺道,根据已标定的靶点坐标自动进针。穿刺针到达靶点后,进行相应的手术;〔5〕存储资料:手术过程中,可将患者的有关手术资料记录于计算机存储器,并可随时打印出。
临床应用
在实际应用中,本中心对多种脑外科疾病进行了4000余例定向手术治疗,其中机器人手术1000余例(远程遥操作手术12例)。手术安全有效,并发症发生率<0.5%。从机器人系统定位至手术结束,平均需时20min。多数患者于手术后2~4小时,即可进流食。术后次日,术前病情较轻者可下床活动。
手术优势
1. 手术过程简化:采用计算机图像引导定位系统, 简化了原来的手工操作测量,适合现代立体定向手术;
2. 定位精度高:充分利用影像标记信息,扫描定位靶点精确(误差<1mm),可重复性好,减少了人工测量靶点的误差;
3. 手术时间短:传统的立体定向手术由于受到定位框架消毒及安装框架耗时的限制,一套系统一天仅能实施一台手术,而本系统施术由于摆脱了定位框架,因而不受上述限制,一天可实施手术10余台;
4. 手术痛苦小:机器人手术可以去除传统定向手术所需的框架,可减少手术时间,减轻病人的手术痛苦;
5. 手术效果好:借助计算机辅助软件系统根据图像信息定制的手术规划方案较之传统的基于经验的规划方法更为准确、科学;机器人定位精度高、自动化程度高,手术创伤小、效果好,从而大大减轻病人的手术痛苦。并且可显著减少人为因素造成的手术失误,使手术更加安全可靠;
6. 手术费用低:患者术后康复周期短,降低了手术耗费,临床应用已进入医保范围;
7. 远程施术:采用网络互连实现信息交互,使得远程专家能够交互式会诊;或者由远程控制端实时控制异地的机器人进行手术。
二、结语
临床应用研究表明,机器人手术精确度高,创伤小,安全可靠,适应证广,能够最大程度地减轻患者手术痛苦和手术费用,提高手术质量。
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