机器人辅助经皮穿刺手术系统发展概况

介绍一种经皮穿刺手术辅助机器人系统。文中详细说明了系统的构成,各子系统的功能,可采用的类型,发展趋势,还举例说明了国际上较有代表性的几套机器人以及它们的特点和临床效果。探讨了机器人辅助经皮穿刺手术系统中具有发展前景的技术方向。

中上段胸椎骨质疏松性椎体压缩骨折在手术机器人辅助下经皮穿刺椎体成形术的临床疗效研究

目的探讨分析中上段胸椎骨质疏松性椎体压缩骨折(OVCF)在手术机器人辅助与徒手经皮穿刺椎体成形术(PVP)治疗中的临床疗效比较研究。方法选取2020年4月至2022年4月收治的35例中上段胸椎OVCF患者作为观察组(“天玑”骨科手术机器人辅助下行PVP治疗)和2019年4月至2020年4月收治的35例中上段胸椎OVCF患者作为对照组(徒手PVP治疗)。比较两组患者一般资料,手术指标(手术时间、骨水泥用量、术后住院时间),术后并发症(骨水泥渗漏、感染、血管栓塞),术前和末次随访时的疼痛视觉模拟评分(VAS)、Oswestry功能障碍指数(ODI)及椎体后凸角度(Cobb角)。结果两组在一般资料比较上无差异(P>0.05),具有可比性。手术指标方面,观察组在手术时间、骨水泥用量、术后住院时间均优于对照组(P<0.05)。术后并发症方面,观察组的骨水泥渗漏发生率显著低于对照组(P<0.05),而两组均未出现感染及血管栓塞。临床疗效方面,两组术后末次随访时VAS评分、ODI指数及Cobb角较术前比较均有所下降(P<0.05),而两组在术前及末次随访时组间比较,均无统计学差异(P>0.05)。结论与徒手PVP治疗中上段胸椎OVCF比较,“天玑”骨科手术机器人辅助下行PVP治疗不仅具有相同的临床疗效,还可以优化手术指标、降低骨水泥渗漏等优势。

机器人辅助下高选择穿刺技术在经皮穿刺椎体成形术中的应用效果

目的探讨机器人辅助下高选择穿刺技术在经皮穿刺椎体成形术(PVP)中的应用效果。方法回顾性分析2020年7月至2022年1月北京市海淀医院收治的70例骨质疏松性椎体压缩骨折患者的临床资料。患者均行PVP,根据辅助治疗方式的不同将其分为观察组(机器人辅助,35例)和对照组(C臂透视辅助,35例)。比较两组手术相关指标,术前和术后视觉疼痛模拟量表(VAS)评分、腰椎Oswestry功能障碍指数(ODI)评分、日本骨科协会(JOA)评分、椎体Cobb角,住院时间,术后并发症发生情况。结果观察组术中透视次数、隐性失血量少于对照组,手术时间短于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。术后两组VAS评分、ODI评分均低于术前,JOA评分高于术前,椎体Cobb角小于术前,差异均有统计学意义(P<0.05)。术后观察组VAS评分、ODI评分低于对照组,JOA评分高于对照组,椎体Cobb角小于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。观察组并发症发生率低于对照组,住院时间短于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论骨质疏松性椎体压缩骨折患者选择机器人辅助下高选择穿刺技术进行PVP,有助于手术顺利进行,改善患者的腰椎功能,降低腰痛对患者正常生活的影响,且手术安全性较高,值得推广。

中等量高血压脑出血机器人辅助穿刺微创手术与保守治疗的临床研究

目的:探究中等量高血压脑出血机器人辅助穿刺微创手术与保守治疗比较。方法:选取2021年7月~2022年7月华中科技大学协和深圳医院100例中等量高血压脑出血患者,采用随机数字表法分为参照组(保守治疗)和试验组(机器人辅助穿刺微创手术)各50例,对干预效果进行比较。结果:试验组总有效率94.00%高于参照组72.00%,差异有统计学意义(P<0.05),试验组失血量、手术、血肿清除、脑脊液恢复、置管引流、住院时长均少于参照组,差异有统计学意义(P<0.05),手术后1 min、1 d、3 d试验组的颅内压小于参照组,差异有统计学意义(P<0.05),两组手术前的炎性因子比较,差异无统计学意义(P>0.05),试验组手术后的肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、C反应蛋白(CRP)、白介素-6(IL-6)均小于参照组,差异有统计学意义(P<0.05),研究对象手术前的神经功能缺损(NIHSS)、日常生活能力(ADL)、格拉斯昏迷评分(GCS)、格拉斯哥预后评分(GOS)比较,差异无统计学意义(P>0.05),试验组手术后的NIHSS评分低于参照组,但ADL、GCS、GOS评分高于参照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:机器人辅助穿刺微创手术能够快速降低患者颅内压,并清除血肿,缩短住院天数,促进炎性反应消失,改善患者神经功能,促进预后。

中科大附一院完成一例经脐单孔机器人辅助妇科手术

近日,中科大附一院(安徽省立医院)妇产科妇科肿瘤亚专科团队使用达芬奇机器人辅助单孔技术为子宫内膜非典型增生患者完成了全子宫切除手术。患者张某,因子宫异常出血采用诊断性刮宫术进行检查,病理提示为子宫内膜非典型增生,存在潜在恶性以及进展为癌的风险。与患者充分沟通后,医疗团队决定手术切除全子宫。传统的机器人手术一般为多穿刺孔操作,即在患者的腹腔上建立3-4个穿刺孔置入机械臂,术后对于年轻的女性而言不够美观。

机器人辅助与常规透视辅助PKP手术治疗多节段骨质疏松性椎体压缩骨折的比较

目的 探讨机器人辅助与常规透视辅助PKP手术治疗多节段骨质疏松性椎体压缩骨折(OVCF)的效果。方法 选择2020年1月至2021年12月在该院接受PKP治疗的74例多节段OVCF患者作为研究对象,采用随机数字表法将患者分为对照组和观察组各37例。对照组采用C型臂X线透视引导下PKP治疗,观察组给予机器人辅助引导。观察两组患者术中透视次数、透视剂量、手术时间、骨水泥注射量、骨水泥渗漏率、术后并发症(神经症状、感染、血管栓塞症状)、住院时间(LOS)、疼痛视觉模拟评分(VAS)、椎体后凸角(VKA)和骨折椎体高度(HFV)。结果 两组患者骨水泥注射量和住院时间差异均无统计学意义(P>0.05);观察组透视次数、透视剂量、骨水泥渗漏率均低于对照组(P<0.05),观察组手术时间长于对照组(P<0.05)。两组患者均未发生感染、血管栓塞和神经损伤。两组患者术后1 d和术后3个月时VAS均显著低于术前,差异均有统计学意义(P<0.05);术前、术后1 d、术后3个月时两组患者VAS差异均无统计学意义(P>0.05)。术后1 d时,两组患者VKA均低于术前(P<0.05),HFV水平均高于术前(P<0.05);术前和术后1 d时,两组患者VKA和HFV差异均无统计学意义(P>0.05)。结论 机器人辅助PKP治疗多节段OVCF虽然增加手术时间,但可减少透视次数、透视辐射剂量和降低骨水泥渗漏发生率。

用于机器人辅助穿刺手术进针策略研究的猪肝进针力建模

为研究机器人辅助肝脏穿刺手术中的进针策略以确保手术安全，基于实验数据建立了猪肝的进针力模型。方法如下：在2个新鲜离体猪肝3个不同区域内共采集了18条进针力曲线数据，根据针尖位置及进针力特征将力曲线划分为“被膜刺破前”、“进入肝脏前”和“进入肝脏后”3个阶段，然后采用已有的力模型分别进行每一阶段的进针力建模，通过对比各阶段的建模效果，确定最优的各阶段进针力模型，最后组合成完整的进针力模型。最终的进针力模型比较表明，相同个体不同区域的力模型差异较小，可以用一个力模型来表示该个体进针力特征，不同个体的进针力特征能否用一个力模型表示还需进一步验证。猪肝进针力模型的建立，可为实现机器人辅助人体肝脏穿刺手术中的进针控制和手术安全提供重要依据。

融合远心运动机构与串联机械臂的穿刺手术机器人系统研究

针对现有穿刺手术机器人远程中心运动(RCM)无法兼顾安全性、精准性及空间有效性的问题,提出结合RCM机构和多自由度串联机械臂,研制一款混联式穿刺手术机器人系统。首先,基于双平行四边形机构设计机器人末端RCM执行机构,用于保证穿刺手术过程中远程中心运动的精度与安全性;然后,结合串联机械臂搭建穿刺手术机器人系统以保证较大的工作空间;最后,设计混联式机器人与现有基于主动式RCM约束(ARCMC)的通用串联穿刺手术机器人系统RCM的定位精度对比实验。结果表明,与基于ARCMC的机型相比,所设计穿刺辅助机器人系统的远端中心俯仰运动和翻滚运动位置误差分别降低了52.6%和59.7%,且其工作空间也远高于基于被动式RCM约束(PRCMC)设计的穿刺手术机。由此可以证明所设计的混联式穿刺手术机器人系统在穿刺手术辅助方面的性能更好。

手术机器人辅助经皮骶髂螺钉固定治疗骨盆后环不稳定损伤

目的研究手术机器人辅助经皮骶髂螺钉固定治疗骨盆后环不稳定损伤的安全性和效果。方法随机选择我院2016年4月-2017年4月收治的15例骨盆后环不稳定损伤患者进行研究和分析,其中男性11例,女性4例,患者年龄均在27岁-55岁之间,平均年龄41.5岁。导致骨盆后环不稳定损伤的原因主要是高处坠落6例,交通事故8例,挤压伤1例。运用手术机器人辅助经皮骶髂固定的方法来治疗骨盆后环不稳定损伤患者,15例患者一共置入19枚螺钉,且在手术中骶髂螺钉的植入时间约在15min-25 min之间,手术中需10 s左右的透视时间,手术出血量约在5 mL-10 mL之间。结果手术后,所有患者置入的螺钉位置经过复查都很理想,没有任何骶髂螺钉出现错位或者切入骶管、切出骨质的问题,也没有术后血管神经并发症和切口感染等症状。术后随访6个月-18个月,平均7.5个月,末次随访Majeed评分,优9例,良5例,可1例,总体优良率93.3%。结论手术机器人辅助经皮骶髂螺钉固定治疗骨盆后环不稳定损伤的安全性较高,术后效果比较理想,可以在临床中进行推广和使用。

一种辅助腹腔镜手术机器人图像导航的穿刺孔定位方法

根据带有主被动关节辅助腹腔镜手术机器人的特点,提出一种基于几何模型和图像导航的穿刺孔定位方法,得到了穿刺孔在辅助腹腔镜手术机器人基础坐标系中的坐标,为辅助腹腔镜手术机器人提供腹腔镜的位姿信息从而实现对腹腔镜位姿的精确控制。定位系统包括两个激光器和一个微型CCD摄像机。实验表明,该定位方法能够准确获得腹腔镜穿刺孔的坐标。定位过程由辅助腹腔镜手术机器人自动完成,缩短了手术时间,提高了手术效率,避免了由手术医生仅通过激光器手动操作辅助腹腔镜手术机器人进行穿刺孔定位时产生人为误差的现象。

J Endourol：机器人辅助自动定位穿刺系统在经皮肾镜碎石术中的首次临床应用

精确定位穿刺是经皮肾镜碎石术(percutanous nephrolithotomy,PCNL)最至关重要的步骤,近20年来大量新技术的涌现旨在提高穿刺的准确性,从而减少由于穿刺偏差导致的手术失败及严重并发症。目前主流的技术进展主要体现在穿刺导航定位体系,由计算机辅助,提供比人工徒手更科学更准确的穿刺。此外,人工智能(artificial intelligence,AI)技术的发展催生了更激进的技术革新,本文旨在介绍这种全新的机器人辅助自动穿刺技术,及其在PCNL中首次临床应用。文章发表于泌尿微创手术治疗的专业刊物Journal of Endourology[MON MON OO,HIMESH RAMESH GANDHI,KIAN TAI CHONG,et al.Automated needle targeting with X-ray(ANT-X)-Robot-assisted device for percutaneous nephrolithotomy(PCNL)with its first successful use in human.DOI:10.1089/end.2018.0003]。

CT引导机器人辅助经皮肺穿刺活检术定位机制

文中提出一种基于CT图像引导机器人辅助经皮肺穿刺活检术空间定位的新机制。首先,设计6个标记点,并将其同时固定于CT检查床,以在硬件上参考定位;其次,在软件上以改进的D-H逆向运动算法实现CT图像引导机器人进行经皮肺穿刺操作。仿真实验结果表明,使用文中提出的定位机制可有效地保证一次性穿刺成功率。

辅助腹腔镜手术机器人穿刺孔位置标定研究

从临床应用的角度出发,针对研制的带有主被动关节的辅助腹腔镜手术机器人被动姿态关节的特点,提出了一种标定患者腹壁穿刺孔位置相对机器人基础坐标系坐标的方法.在机器人小臂的下方安装2个不同倾角的激光源,通过几何关系间接测得患者穿刺孔相对机器人基础坐标系的位置,为机器人控制功能的实现提供了必要的腹腔镜姿态信息.对机器人标定系统进行了实验研究,分析了标定误差产生的原因,研究结果表明该方法可以准确标定出穿刺孔相对机器人基础坐标系的位置,机器人能够完成腹腔镜位姿控制的任务.

远程机器人辅助经皮椎体后凸成形术临床效果研究

目的分析远程机器人辅助经皮椎体后凸成形术(percutaneous kyphoplasty,PKP)治疗胸腰椎压缩性骨折的临床效果,为远程机器人辅助脊柱手术的临床应用提供依据。方法回顾性分析2021年3月至2021年12月由北京积水潭医院专家远程操作其他医院骨科手术机器人完成的PKP手术的24例患者病例资料。统计患者基本资料、手术时间、腰背痛视觉模拟量表(visual analogue scale,VAS)评分、局部后凸角、骨折椎体高度及并发症发生情况,评估远程机器人手术临床效果。结果24例远程机器人辅助PKP手术均顺利完成,平均手术时间为35.63 min±17.40 min。术后腰背痛VAS评分(2.02±0.79)比术前(4.47±2.04)显著下降(P<0.001),术后局部后凸角(4.17°±2.02°)较术前(11.53°±6.03°)显著下降(P<0.001),术后骨折椎体高度(21.16 mm±5.55 mm)较术前(16.76 mm±3.90 mm)增加(P=0.003)。未出现通讯故障、机器人故障和围手术期并发症。结论基于5G网络的远程机器人辅助PKP手术治疗胸腰椎压缩性骨折可显著缓解疼痛、改善局部后凸角、恢复椎体高度,是安全和有效的。

基于肝脏力模型的机器人辅助进针策略

针对机器人辅助穿刺手术中软组织形变引起的安全性和准确性问题,基于猪肝进针力模型,在分析猪肝组织结构和力学特性的基础上提出了机器人辅助进针策略.它主要包括两点:一是在穿刺针进入肝脏瞬间,机器人自动停止进针,待软组织松弛片刻后,再以减半速度继续进针,以尽可能减小软组织形变对穿刺精度的影响,提高手术准确性.二是在穿刺针进入肝脏后,如果进针力超出猪肝力模型中的"临界线",机器人立即停止进针,待排除异常后再继续进针,以防进针过程中发生意外,提高手术安全性.实验结果验证了本文进针策略的有效性.

MRI兼容的乳腺穿刺介入辅助机器人设计与路径规划研究

针对核磁共振成像环境(MRI)下的乳腺穿刺手术定位问题,研制了一种直角坐标构型的5自由度穿刺手术辅助机器人,设计了基于多视角拼接图像信息的路径规划方案。结果表明,所研制的穿刺机器人具备在磁共振环境下工作的材料与结构的兼容性能,且具备空间定位与轨迹规划能力。

一针完成!机器人助力肺穿刺

无论是动物实验还是临床试验,均表明机器人引导的肺穿刺,一针到位率显著高于传统穿刺方式。近日,58岁的古女士在检查时发现左肺占位,直径超过2厘米,随即来到广东省人民医院呼吸与危重症科就诊。李静主任医师团队接诊后评估认为,需行经皮肺穿刺活检进一步明确诊断。经患者知情同意后,决定为其采用肺部穿刺机器人辅助系统引导下肺穿刺活检术。

手术时间分段分析法在机器人辅助腹腔镜前列腺癌根治性切除术难度因素分析中的应用

目的:探索从前列腺穿刺活检到行机器人辅助腹腔镜前列腺癌根治性切除术(RALP)的时间间隔能否影响手术过程中每个步骤,验证利用手术时间分段分析法评估手术难度的可行性,并对影响RALP难度的因素进行分析。方法:纳入2016年1月-2017年9月在上海长海医院接受单一术者RALP治疗的209例局限性和局部晚期前列腺癌患者的临床信息,根据手术录像,将手术时间分为7个时段。将前列腺穿刺活检到行RALP的时间间隔分为≤3周、4~6周、7~9周和>9周。通过KruskalWallis H检验和卡方检验对按时间间隔分类的患者的临床及病理信息差异进行统计分析。应用多元线性回归分析法分析总手术时间和每一步手术时间的独立影响因素。结果:按时间间隔分类的各组患者的总手术时间和每一步手术时间均差异无统计学意义(P>0.05)。多元线性回归分析提示较大的前列腺(P=0.005)和淋巴结清扫(P=0.001)是总手术时间延长的独立预测因素;年龄、BMI、术前PSA、前列腺体积、病理Gleason评分、淋巴结清扫和神经保留等因素对相应的手术步骤有影响;穿刺活检至行手术的时间间隔对手术时间的影响无临床意义。结论:手术时间分段分析方法是一种有效且可行的方法,可用于评估影响RALP难度的因素。对于经验丰富的外科医生,可以在前列腺穿刺活检后6周内进行RALP。但这些结果仍需结合多名外科医生的手术记录、术中并发症和术后恢复情况等信息进一步研究验证。

右美托咪定在经皮穿刺椎间孔镜手术的应用

经皮穿刺椎间孔镜术（Percutaneous Transformational Endoscopic Discectomy,PTED）是一种新型用于治疗脊柱疾病的微创技术,具有创伤小、出血少、视野清晰等优点,近年来被广泛应用临床.为判断有无神经损伤,术中需保持患者清醒,因而PTED多在局部浸润麻醉似懂非懂下进行.常用的一些辅助用药往往达不到满意的效果,还可能产生呼吸抑制等不良反应.右美托咪定（dexmedetomidine）是一种新型高选择性α2肾上腺受体激动药,具有镇静、镇痛、抗交感而无呼吸抑制以及术中易于唤醒的临床特点,增加围手术期血流动力学稳定的同时,减少麻醉及镇静用药.右美托咪定兼备镇静止痛作用,且可保持患者可唤醒能力,符合椎间孔镜手术麻醉的要求.国内外相关的报道较少.本研究采用静脉注射辅助局部浸润阻滞经皮穿刺椎间孔镜手术,观察其麻醉的有效性和安全性,现报道如下.

机器人辅助无移位急性舟骨骨折经皮内固定的诊疗与手术操作规范

经皮微创螺钉内固定无明显移位的急性舟骨骨折目前已在我国较多医疗机构开展,但实现精准置钉、避免手术并发症仍是临床面临的一个重要挑战。已证实天玑骨科手术机器人辅助下可提高舟骨骨折经皮微创内固定术的安全性和精确性,但由于机器人辅助骨科手术是相对较新的技术,尤其是应用于骨骼结构复杂而精细的腕关节,目前尚无相关诊疗和手术操作规范。该文在综合国内有经验的医疗机构及相关专家的实践经验基础上,结合我国医疗现状,制定了天玑骨科手术机器人辅助无移位急性舟骨骨折经皮内固定的诊疗和手术操作规范,以指导临床医师进行规范的诊疗操作,提高机器人辅助舟骨骨折经皮微创内固定的安全性和可靠性。