基于视觉导航的机器人辅助神经外科手术系统的设计与精度分析

本文中利用MicronTracker双目视觉导航仪,开发出一种新型的视觉导航系统。将此系统应用在被动机器人辅助神经外科手术系统中,实现了对手术针位置和患者头部位置的实时跟踪。使得手术操作更加方便,这将大幅度提高手术效率,也为整个手术系统的推广普及提供了可能性。此外设计了一种新的手术注册方式,并用实验得到了验证,精度可靠安全。

面向机器人辅助神经外科手术的视觉标定方法

针对无框架图像引导的机器人辅助神经外科手术中的空间标定问题，提出了一种非接触式的标定方法，该方法利用双目立体视觉技术，实现临床手术中的病人头部标记点(Mark点)的标定任务。大量实验和数据分析验证了该视觉标定方法的精度，保证了该方法应用于神经外科临床手术的可靠性。该方法与传统的接触式标定相比，具有安全性高、易于操作、可实时更新数据等优点。

逆行松解神经血管束且保留Retzius间隙机器人辅助腹腔镜根治性前列腺切除术的技术要点(“大家泌尿网”观看手术视频)

保留耻骨后间隙的前列腺癌根治术(RS-RARP)可以显著提高术后即刻尿控且不增加切缘阳性率。然而该术式学习曲线长,目前能掌握的学者不到10%,尚未推广。基于对前列腺解剖结构及手术方式的认识,本中心对RS-RARP进行优化。我们首创了完全后入路逆行松解神经血管束的RARP,最大限度保留神经血管束,简化手术操作,仅使用一根缝线即可完成尿道吻合,无需使用Hem-o-lok,减少相关并发症。我们在本中心常规开展该术式,通过多维度分析认为这是一种“肿瘤控制可、尿控保护好、性功能恢复快、并发症少、可操作性强”的手术方式。本文详细介绍该术式的关键步骤及操作体会。

达芬奇机器人辅助腹腔镜泌尿外科手术病人术后早期活动障碍因素的质性研究

目的:了解达芬奇机器人辅助腹腔镜泌尿外科手术病人执行早期活动的障碍因素,为机器人手术病人制订针对性的早期活动干预措施提供借鉴。方法:采用现象学研究,选取16例机器人手术后未执行早期活动的病人为研究对象,进行半结构式深入访谈,根据Colaizzi 7步分析法进行分析,提炼主题。结果:得出三大主题。病人对早期活动态度的主观障碍因素,即传统观念的束缚、恐惧与顾虑、负性情绪与性格改变;执行早期活动的客观障碍因素,包括疼痛、疲乏、胃肠道症状、直立不耐受、睡眠障碍、共存疾病;早期活动的外在影响因素,有治疗限制因素、医护认知不一致、流程和方案不明确、辅助工具受限、照护者参与不足因素。结论:医护人员应提高机器人手术病人对早期活动重要性的认知,采取多学科团队协作,制定切实可行的实施方案,使病人得到安全科学、快速有效的康复。

神经外科手术协作机器人系统应用进展

目前常用的神经外科手术机器人系统的定位移动依靠传统光学导航,体积较大且价格昂贵,临床应用受到限制。近年来,神经外科手术机器人系统逐渐向协作机器人系统方向发展,协作机器人系统可配合术者操作,提高手术效率,确保手术操作更准确、更安全。相比监视控制系统和主从系统,协作机器人系统构造和操作更简单,成本更低,与人类感知觉的联合更紧密,可直接整合入手术场景。本文综述Evolution 1、ROVOT-m、RoboticScope、iArmS、Craniostar原型机和基于3D机器视觉的新型手术协作机器人共6种用于稳定操作和辅助术野观察的手术协作机器人系统的构成和工作原理,以促进其在神经外科的临床应用。

机器人辅助微损伤神经外科手术系统的研究及其临床应用

本文介绍了机器人技术在微损伤神经外科手术中的应用 ,系统的研究包括图形规划、微损伤和无损伤空间映射、机器人辅助手术和遥操作放射性同位素植入。在大量的实验测试和实际手术模拟实验的基础上 。

3D智能结构光注册技术在机器人辅助神经外科手术中的初步应用

目的探讨3D智能结构光注册技术在机器人辅助神经外科手术中的精准性及安全性。方法回顾性分析2020年8月至2021年1月首都医科大学附属北京天坛医院神经外科收治的77例患者的临床资料,所有患者均行基于3D智能结构光注册定位的神经外科机器人辅助手术;其中,70例行立体定向活组织检查术,1例行囊肿穿刺Ommaya囊置入术,1例行立体脑电图(SEEG)电极置入术,5例行神经导航辅助颅内病变切除术。通过将术后头颅CT与术前手术规划影像融合,分析注册误差、入颅点误差等评价其定位精准性,并比较基于CT注册与基于MRI注册的误差是否存在差异。观察术后相关并发症的发生情况。结果77例患者均在2 min内完成结构光注册,27例以CT为基准的患者注册误差为(0.18±0.03)mm(0.13~0.23mm),50例以MRI为基准的患者注册误差为(0.38±0.09)mm(0.15~0.52 mm),两者的差异具有统计学意义(P<0.01)。以MRI为基准的入颅点误差为(1.30±0.78)mm(0.19~3.28 mm),以CT为基准的人颅点误差为(1.62±1.05)mm(0.29~3.27 mm),两者的差异无统计学意义(P=0.29);其中,1例SEEG手术的6个入颅点误差为(0.98±0.51)mm(0.32~1.74 mm)。术后无死亡病例,无手术相关出血事件、颅内感染、手术切口愈合不良等情况发生。结论初步研究发现,将3D智能结构光注册定位技术应用于神经外科机器人手术具有注册时间短、定位误差小、安全性好的优势;与基于MRI注册者比较,基于CT的注册误差更小,但入颅点误差相似。

超声引导下星状神经节阻滞对机器人辅助腹腔镜下前列腺癌根治术患者术中应激反应水平及术后认知功能恢复情况的影响

目的:探讨超声引导下星状神经节阻滞(SGB)对机器人辅助腹腔镜下前列腺癌根治术(RALRP)患者术中应激指标及术后认知功能的影响。方法:选取2020年1月—2022年12月在十堰市太和医院接受RALRP的78例患者,采用随机数字表法将其分为研究组和对照组,每组39例。研究组接受超声引导下SGB,对照组仅给予生理盐水注射。围手术期间,记录患者入室后(T0)、气管插管(T1)、气腹后(T2)、手术10 min(T3)、术后20 min(T4)、术毕(T5)、术后2 h(T6)各项生命指征和血液指标,对比两组患者不同时点的应激指标(皮质醇、肾上腺素)和认知功能MMSE评分。结果:T0~T5时段内,两组患者的心率、舒张压持续降低,收缩压呈现先降低后升高的趋势,但在T5时点收缩压低于T0时点Sp O2则先升高后降低至原水平,时点上的差异具有统计学意义(P<0.05),但同时点的两组患者围术期指标差异均无统计学意义(P>0.05)。T2~T6时段内,两组患者的Cor、E水平呈先升高后降低的趋势(P<0.05)。研究组T2、T4、T6时的Cor、E水平均低于对照组(P<0.05)。从术前到术后5 d,两组患者的MMSE评分呈现小幅度降低—升高—降低趋势,时点上的差异具有统计学意义(P<0.05),但同时点的两组MMSE评分差异均无统计学意义(P>0.05)。研究组患者术后3 d的认知功能障碍发生率为5.13%(2/39),对照组为20.51%(8/39),差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:超声引导下SGB可以稳定RALRP术中患者的生命指征,降低患者术中应激反应程度,并加快其术后认知功能恢复。

医学图像标志点提取方法在神经外科手术机器人中的应用分析

手术机器人辅助神经外科手术系统的应用现已成为医疗机器人领域的重要研究方向。医学图像标志点提取是完成患者注册的重要环节,医学二维影像空间与患者三维手术空间匹配的精度直接影响整个手术导航定位系统的精度。其基本原理是:先获取包含预设标记点的目标图像,在目标图像对应的图像坐标系中进行标记点提取,获得预设标记点在图像坐标系中的位置,然后基于标记点在机器人坐标系中的位置和标记点在图像坐标系中的位置,得到两个坐标系之间的转换关系。本文将在介绍医学图像标志点提取方法基础上,以睿米手术机器人为例,分析医学图像标志点提取方法在神经外科手术机器人中的临床应用。

机器人外科手术系统与传统腹腔镜辅助结直肠癌根治术的初步比较

目的初步比较机器人外科手术系统与传统腹腔镜辅助结直肠癌根治手术在技术上的差异及手术结果。方法 2010年3—10月,将肿瘤生长部位分别为升结肠、左半结肠、乙状结肠和直肠的10例患者非随机两两配对,分别采用传统腹腔镜技术(腔镜组)和达芬奇机器人外科手术系统(机器人组)辅助完成结直肠癌根治手术,即右半结肠切除、左半结肠切除、乙状结肠癌根治、直肠上段癌行直肠前切除和低位直肠癌行直肠前切除各2例。比较两组的手术时间、术中出血量、术后恢复及肿瘤学治疗评价。结果两组患者均顺利完成手术,无中转开腹病例。机器人组的手术时间略长于腹腔镜组,术中出血量略少于腹腔镜组,但差异均无统计学意义(P值均>0.05)。两组术后恢复情况相似。手术后标本的肿瘤病理学检查都达到根治性肿瘤学手术的要求,仅1例低位直肠癌行腹腔镜直肠前切除手术的患者的系膜完整性被破坏。结论达芬奇机器人外科手术系统辅助结直肠癌根治术更能体现微创外科的损伤控制原则和肿瘤治疗原则,尤其在狭窄盆腔的低位直肠癌根治术方面有着广阔的应用前景。

神经外科手术机器人辅助脑深部电刺激手术的中国专家共识

1概述脑深部电刺激(deep brain stimulation,DBS)手术是通过立体定向方法进行精确定位,在脑内特定靶点植入刺激电极进行电刺激,从而改变相应核团兴奋性,以达到改善帕金森病及肌张力障碍症状,控制癫痫发作,缓解疼痛、痴呆、精神疾病等的一种神经调控疗法,现已成为治疗神经外科功能性疾病的重要手段之一[1-3]。在过去的30余年间,DBS技术在国内外逐渐成熟,其治疗运动障碍性疾病的安全性、有效性和舒适性得到公认,其中DBS手术辅助设备的不断改进是提高电极植入精度、减小误差、保障手术安全的关键[4-5]。

用于神经外科手术的磁共振图像导航机器人的兼容性研究

分析了磁共振图像导航微创外科手术环境对机器人的要求,提出了磁共振图像导航机器人必须满足的结构和磁共振兼容性方面的特殊要求.探讨了MRI导航机器人的构型设计及结构优化设计问题,实现了机器人结构兼容性设计.将机器人部件进行分类,并设计了相应的磁共振兼容测试方法.通过在各部件兼容性测试中对水模信噪比的测试,实现了机器人磁共振兼容性.

图像处理在机器人辅助外科手术中的应用状况

在综述了目前外科和一些介入式手术的图像导航技术和成果基础上,对图像导航系统中的关键技术进行了分析.提出了将来图像导航系统的可能技术组成,并展望了这些技术在诊断和治疗中将达到微创化、智能化和人性化所起到的作用.

神经外科手术机器人研究进展

神经外科是机器人外科最早涉及的领域之一,神经外科手术机器人近年来发展迅速,其手术系统已从立体定向手术发展到开颅显微外科手术甚至远程手术。本文就神经外科机器人的发展及目前国内外的研究现状作一综述。

达芬奇机器人辅助腹腔镜泌尿外科手术500例回顾性分析

目的:针对安徽医科大学第一附属医院泌尿外科500例达芬奇机器人辅助腹腔镜手术治疗效果进行汇总,并总结其临床经验。方法:2014年9月~2017年6月,共完成达芬奇机器人辅助腹腔镜手术500例,其中包括前列腺癌根治术203例,肾部分切除术132例,肾盂输尿管成形术45例,肾癌根治术39例,肾上腺肿瘤切除术46例,膀胱癌根治术17例等。结果:除2例保留肾单位部分切除术(NSS)和2例巨大肾上腺肿瘤切除术中转为开放手术外,其余手术均获得成功,术后恢复良好,均顺利出院。结论:机器人辅助腹腔镜手术具有解剖层次清晰、操作精细的图特点,适用于绝大多数的泌尿外科手术。

神经外科机器人辅助手术系统

同医生操作比较,机器人具有精度高、不会疲劳等优点,结合医学影像、计算机和机器人技术的机器人辅助手术系统是当前国内外的研究热点。介绍了无框架神经外科立体定向术辅助外科手术系统的系统结构,综合分析了系统设计、操作过程中保证操作安全、改善使用性能方面的一些新方法,如基于数字医学图像传输标准的数据获取、结合虚拟现实的手术规划、主被动结合的手术器械支架以及将机器人运动框架模型融合在现场视频用于远程手术等技术,经临床验证有效可行。

机器人辅助心脏外科手术术前规划的研究

机器人辅助心脏外科手术是世纪之交时出现的新颖手术方式，最早应用于单支冠状动脉旁路手术中，目前已趋向应用于各类心脏手术中。同时，作为机器人辅助心脏外科手术重要组成部分的术前规划也获得了飞速的发展。现就机器人辅助心脏外科手术术前规划的产生、发展、近期国内外研究进展以及目前存在的缺陷综述如下。

机器人辅助下腹腔镜泌尿外科手术

为了减少手术创伤并提高手术效果,新的设备和方法被不断引入到外科手术中。以daVinci系统为代表的机器人辅助下腹腔镜泌尿外科手术克服了开放手术和普通腹腔镜手术的一些技术缺陷,目前发展迅速。现将经daVinci系统前列腺癌根治术为代表的机器辅助下腹腔镜泌尿外科手术作一综述。

柏惠维康:手术机器人解决神经外科痛点

神经外科手术一直存在手术空间小、定位困难等问题,并且在手术过程中需要对特定的神经组织进行操作,对手术操作精准度提出了非常高的要求。传统神经外科手术运用的定位方式是仪器定位(立体定向仪、导航系统)和测量定位(CT、MRI),术前定位容易出现错误。神外手术机器人的出现,解决了手术精度低、操作空间小、创口面积大,以及视野不良、定位难等问题。

神经外科手术机器人系统

机器人应用的新领域 近年来,高新技术在医疗领域的应用取得了丰硕的成果,如CT、MRI、X刀、伽玛刀、激光刀等,使疾病的诊断和治疗效果都有了明显的提高。随着机器人技术的发展,机器人以操作灵活。