A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
מאמר זה מציג טכניקה כירורגית סטנדרטית להצבת ברגים רובוטית באמצעות מערכות ניווט רובוטיות בסיוע רובוטי. אנו מציגים פרוטוקול צעד אחר צעד ומתארים את זרימת העבודה ואת אמצעי הזהירות של הליך זה.
השתלת בורג בריקשה יש השפעות טיפול מצוינות והוא משמש לעתים קרובות על ידי מנתחים בניתוח היתוך בעמוד השדרה. עם זאת, בשל המורכבות של אנטומיה הגוף האנושי, זה הליך כירורגי הוא קשה ומאתגר, במיוחד בניתוח מינימלית פולשנית או חולים עם חריגות מולדות עיוות עקמת. בנוסף לגורמים הנ ל, הניסיון והטכניקה הכירורגית של המנתח משפיעים גם על שיעורי ההחלמה והסיבוכים של המטופלים לאחר הניתוח. לכן, באופן מדויק ביצוע השרשה הבורג יש נושא קבוע של דאגה משותפת מנתחים וחולים. בשנים האחרונות, עם הפיתוח הטכנולוגי, מערכות ניווט בסיוע רובוטים הפכו בהדרגה למאומצים. אלה מערכות ניווט בסיוע רובוט לספק מנתחים עם תכנון טרום הניתוח המלא לפני הניתוחים. המערכת מספקת 3D תמונות משוחזר של כל חוליה, המאפשר למנתחים להבין את המאפיינים הפיזיולוגיים של המטופל מהר יותר. זה גם מספק תמונות 2D של משונן, coronal, צירית ומטוסים אלכסוניים כך מנתחים יכולים לבצע במדויק תוכנית מיקום הבורג ריקשה.
מחקרים קודמים הפגינו את האפקטיביות של מערכות ניווט בסיוע רובוט עבור הליכי השתלת בורג בריקשה, כולל דיוק והערכות בטיחות. פרוטוקול זה, שלב אחר שלב, נועד לשרטט הערה של טכניקה כירורגית סטנדרטית עבור מיקום בורג בעזרת רובוטי.
בתחום הניתוח בעמוד השדרה, ניתוח היתוך בעמוד השדרה הוא הליך כירורגי יסודי, במיוחד האחורי קיבעון בורג, אשר יכול לספק תמיכה שלוש עמודות של החוליות ולשפר את החוזק של ביומכניקה; לכן, זה הפך להיות אחד ההליכים הניתוחים הנפוצים ביותר1. במחקרים מוקדמים רבים, ההשפעה הקלינית של השתלת הבורג האחורי אושרה, והיא הייתה משמשת רבות בניתוח להפרעות שונות בעמוד השדרה, כגון מחלות ניווניות, טראומטיות ומסובכות בעמוד השדרה2.
עם זאת, למרות ניתוח היתוך המותני האחורי של עמוד השדרה יכול להשיג אפקטים מצוינים לטיפול, זה עדיין מסוכן בשל אנטומיה הגוף האנושי. יש הרבה מבני רקמות חיוניים קרוב לריקשה, כגון מערכת העצבים המרכזית, שורשי העצבים וכלי הדם העיקריים. הנזק של רקמות אלה במהלך ההליך כירורגי עלול לגרום לסיבוכים חמורים, כגון פציעות כלי דם, בעיות נוירולוגיות, או בורג התרופפות2, 3. יתר על כן, המנתחים והצוות חשופים לקרינה נוספת, במיוחד במקרה של הליכים מינימלית בעמוד השדרה4. מנתחים עלולים לחוות עייפות ורעידות יד לאחר הליכי ניתוח ארוך ומייגע בעמוד השדרה, כגון מיקומים בורג, עצם האונה, ואת לחץ עצבי5.
השיעור האינו משביע רצון של הליך מיקום הברגים המחייב את ההצעה עבור מערכת ניווט בסיוע רובוטי להיות מיושם בניתוחי עמוד השדרה כדי לשפר את דיוק הניתוח ואת בטיחות החולים. מספר מחקרים על מערכות ניווט בסיוע רובוטי הפגינו שיפורים בטיחות, דיוק, ודיוק של מיקום בורג בריקשה, כמו גם חשיפה לקרינה ירידה וכפול פעיל6,7,8,9,10. עם זאת, תכנון מסלול בורג יסודית, תכנון טרום הניתוח עם תמונות, מערכת רובוטית מקיפה עם התקן קיבעון, ותוכנת בקרת רובוט עדיין צריך להיות ממוען כדי להשיג מטרה זו. מחקר זה מתמקד בתיאור של המבנה הרובוטי ואת זרימת העבודה של מערכת ניווט עצמית מפותחת (כלומר, מערכת הניווט של נקודת השדרה (PSNS)) עבור ניתוחי הצבת ברגים באמצעות רובוטים בסיוע רובוטי.
תיאור מערכת ופרוטוקול כירורגי
ה-PSNS כולל תחנת עבודה לניווט הכוללת את הפרטים הבאים. (1) יש תוכנת ממשק משתמש אחראי על הקריאה תמונה דרך שחזור תלת מימדי (3D), תכנון טרום הניתוח, חישוב מרחבי הקשר קימטי, ורישום. (2) ה-PSNS משתמש במערכות הדרכה אופטיות של אינפרא-אדום כדי לעקוב אחר המיקום המרחבי של רובוטים וחולים כירורגיים. מערכת ההנחיה האופטית של אינפרא-אדום מכילה את הרכיבים הבאים: (i) מכשיר אופטי הפולט באופן פעיל אור אינפרא-אדום ומבצע מיקום סטריאו באמצעות מצלמה כפולה (איור 1); (ii) כדור סמן שפני השטח שלו כולל ציפוי רפלקטיבי עם תכונות רפלקטיבית למעקב אחר כלי מדויק; ו-(iii) כלי בעל מסגרת התייחסות דינאמית (DRF) הכוללת בסיס וארבעה כדורי סמן. כדי למנוע את כשל הזיהוי של מערכת המעקב, לכל התקן יש עיצוב DRF ייחודי ואין אפשרות לשתף אחד עם השני. ה-DRF המשמש כולל מסגרת בסיסית (BF) המצורפת לבסיס של פיסת הנייר כדי לאשר את המיקום הhandpiece, מסגרת הקצה-אפקטור (EF) מחוברת לסוף של פיסת הנייר כדי לאשר את מיקום עבודת יד, מסגרת fiducial (FF) מעוגנת על העצם של המטופל כדי לאשר את מיקומו של המטופל, ובדיקה אשר העצה שלו משמש כדי לאשר את מיקום היעד בחלל 3D. (3) יש פיסת יד הכוללת שש דרגות של חופש (הפלטפורמה) סטיוארט, עם קצה אחד של הרובוט מצויד כלי פעולה המשמש לקידוח את נתיב הבורג. עבודת היד היא מערכת ניווט רובוטית המסייעת מנתחים לכיוון המיקום המדויק של שתלים, כגון ברגים בריקשה, או מיקום של כלים כירורגיים במהלך ניתוח השדרה. התנועה של המטרה כירורגית מתבצע מעקב כאשר הרובוט מפצה אוטומטית על המטרה הנכונה. הרובוט מיועד כמערכת חצי פעילה המציעה הדרכה כלי כירורגי; עם זאת, הניתוח בפועל מבוצע על ידי מנתחים. עקרון התפעול והציוד מומחש באיור 2.
PSNS מצוין עבור פרוצדורות כולל אך לא מוגבל הליכים לדוגמה הבאים: (אני) פתוח, מינימלית פולשנית, או ניתוח בעמוד השדרה הפרעורית; (ii) האתר של ניתוח השדרה לחוליות החזה, המותני או הסאקרל; (iii) היתוך עמוד השדרה האחורי עבור טראומה, היצרות ניווניות מחלה, חוסר יציבות, ספונדילוקציה, פריצת דיסק, גידול, זיהום, או תיקון עיוות השדרה; (iv) מיקום של מכשירים זמניים או קבועים, כגון מחטים או חוטים, תוך כדי ביצוע vertebroplasty, או או מעבר או הניתוח המותני מותניים אנדוסקופית; ו (iv) הסרטן העצם כריתה, כולל האבלציה של אוסטאופאיד, או ביופסיה של הגידול, שבו הרובוט מכוון מחטים או הנחיה מיקום נתון החוליות. הליך זה הוא התווית עבור אלה עם חוסר יכולת לסבול הרדמה, הליך כירורגי, או כאשר תמונות ניווט משביע רצון לא נרכשו.
שימו לב כי צוות התפעול, לרבות מנתחים ומנתחים אורתופדיים, חייב להיות מורשה ומאומן בקורסים מנחים. כל ההליכים להפעלת הרובוט במהלך הניתוח צריך לעקוב אחר הליכים סטנדרטיים מומלצים כדי למנוע גרימת נזק החולה או המנתח. מנתחים חייבים להחזיק ניסיון כירורגי קונבנציונאלי כדי להבטיח כי ניתן לעבור חזרה מכשירים כירורגיים קונבנציונליים ולהשלים את הניתוח כאשר נקבע כי הניווט אינו מדויק, מבוסס על הידע האנטומי של המנתחים.
כל ההליכים ואחריו היו בהתאם לסטנדרטים האתיים של בית החולים הלאומי באוניברסיטת טייוואן (NTUH) ועדת אתיקה של המחקר (REC) והצהרת הלסינקי של 1975 (בגרסה האחרונה שתוקנה שלה). הסכמה מושכלת יש להשיג מכל המטופלים אם המשפט הקליני הנוסף מוכן.
הערה: הליך ההרדמה יכול להיות מסווג לשלושה צעדים: הערכה טרום-הניתוח של המטופל, ניהול הפנים וניהול פוסט-פעיל. במהלך הערכה מראש, כל נתוני המטופל, לרבות ההיסטוריה היסודית והבדיקה הגופנית, יש לאסוף והצוות צריך להכיר בטיפול בתחלואה מטופלים וכיצד הם מתייחסים לטפל הרדמה של המטופל. יש לבצע בחינה יסודית של דרכי הנשימה, והצוות צריך להיות מודע לאפשרויות ההרדמה כדי לגבש תוכנית טיפול הרדמה בסיסית. במהלך ניהול הפנים, המרדים צריך לבדוק את הפונקציות הבסיסיות של מכונת ההרדמה, ולהחיל צגים פיזיולוגיים בסיסיים מומלץ על ידי החברה האמריקנית של המרדיולוגים, אשר כוללים חמצן הדופק, אלקטרוקרדיוגרפיה, לחץ דם לא פולשני המכשיר, ו ניטור טמפרטורה, אפשרויות ניהול דרכי הנשימה, פרמקולוגיה של סוכני אינדוקציה, ו אינדיקציות ב אירועים פנים, כגון יתר לחץ דם, היפוקסיה, ו oliguria, חייב להיות מזוהה, העריך, ומנוהל. בנוסף, על הצוות להכיר כאשר המטופל עומד בתנאי הקבלה.
1. הגדרה ותכנון לפני הניתוח
הערה: במהלך הניתוח, יש להשתמש בווילונות כירורגיים סטריליים כדי למנוע מגע עם משטחים לא מוכנים ולשמור על עקרות אתר כירורגי של משטחים סביבתיים, ציוד וסביבתו של המטופל. כדי להפחית את הסיכון של שידור הפתוגן הן החולים והן את הצוות הכירורגי, שמלות כירורגי סטרילי יש לענוד על חליפות לקרצף על ידי צוות ההפעלה במהלך הניתוח.
2. תיוג מרחבי והרשמה
3. רובוט הרכבה ותנועה
4. הכנה להכנה ובורגי בריקשה
הבטיחות והדיוק של מיקומי הברגים הרובוטיים בסיוע רובוטי טופלו במספר מחקרים6,11. אנו מתאימים את החוליות עם תמונות תכנון טרום הניתוח תחת מערכת מעקב אופטי בשיטה המוצעת. לאחר קביעת הנתיב הכירורגי המתוכנן, מידע זה הועבר לכלי העבודה דרך יחידת השליטה בכלי היד. מערכת...
מאז 1990, היו התפתחויות מהירות ביישומים כירורגיים הכרוכים בשימוש של רובוטים. הטכנולוגיות הרובוטיות הזמינות ממוטבות, וכתוצאה מכך משופר הדיוק, התגברות על רעידות בידי האדם, ומופחתת זמני התאמה והרשמה של מערכות ניווט15. היתרונות של סיוע רובוט כירורגי כוללים: (1) סטנדרטיזציה מיידית לל...
פוינט רובוטיקה MedTech Inc מועסקים סופרים צ'יו-יון שיאו, Chih-ווי צ'ן, האו-קאי צ'ו, ו צ'אן יו סונג. מחקר זה היה נתמך חלקית על ידי פוינט רובוטיקה MedTech Inc., אשר סיפק את מערכת הרובוט. המחברים מצהירים כי מערכת ניווט הנקודה בעמוד השדרה (PSNS) המוערך במחקר זה הוא מוצר בפיתוח.
מחקר זה היה נתמך חלקית על ידי פוינט רובוטיקה Medtech התאגדות, אשר סיפק את מערכת הרובוט. הפונדר סיפק תמיכה בצורה של משכורות עבור X.Y. קסיאו, סי-וו צ'ן, ה-צ'ו-צ'או, ו-C.Y. סונג, אך לא היה לו תפקיד נוסף בעיצוב המחקר, איסוף נתונים וניתוח, החלטה לפרסם, או הכנת כתב היד.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Dynamic reference frames | POINT | ||
FF tool kit: 1.Connecting Rod 2.Combination clamps 3.Multi-pin clamps 4.Schanz screw 5.Spinous process clamp 6.Open wrench 7.Hexagonal wrench | POINT | ||
Handpiece | POINT | ||
Handpiece holder | POINT | ||
Handpiece stand | POINT | ||
K-pin | POINT | ||
Optical tracker | NDI | ||
Passive spheres | NDI | ||
Probe | POINT | ||
Sterile box | POINT | ||
Sterile drape | POINT | ||
Trocar | POINT | ||
Workstation cart | POINT |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved