基本介紹
包括三個平台:計算機手術規劃平台、視覺手術導航平台和機器人手術操作平台(圖1)。計算機手術規劃平台利用CT或MRI醫學圖像重建顱內組織與病灶的三維圖像,便於醫師確定穿刺路徑,進行術前規劃和手術模擬(圖2)。視覺手術導航平台利用機器人和視覺攝像頭完成空間映射(圖3),實現醫學圖像空間與機器人手術空間的坐標關係統一。機器人手術操作平台通過控制智慧型機器臂完成手術定位和操作。
手術步驟
1.術前定位準備:
將3枚定位標記點貼於患者頭部,然後行頭部CT或MRI掃描,注意將病灶及定位標記點顯現於影像中,再將定位影像傳輸到機器人計算機系統中。
2.手術規劃設計:
利用計算機手術規劃軟體,醫生勾勒病灶,確定手術靶點,設計入顱方向及穿刺路徑。
3.機器人定位準備:
手術視患者能否配合選用局部麻醉或全身麻醉。塑形枕固定患者頭部後,機器人掃描定位標記點,確定安全手術範圍;明確手術路徑及靶點位置後,機器人機械臂在定位攝像下自動移動到設計穿刺位置,手術醫生再次確認機械臂位置與設計方案是否一致。
4.手術實施:
常規消毒鋪單,顱骨鑽孔,穿刺進針,根據病情需要套用Remebot進行相應手術操作。
手術優勢
Remebot 將三個平台合為一體。
(1)計算機手術規劃平台:一些原來需要手工完成的操作改由計算機自動完成,提高了手術精度,簡化了系統操作流程。
(2)視覺手術跟蹤平台:採用計算機視覺跟蹤方式和探測目標,通過自動識別頭部的特定標誌點,確定目標物體的位置,從而解決了目標識別和動態跟蹤的精度問題,提高了計算機視覺跟蹤範圍和定位精度。
(3)機器人操作平台:將手術定向和操作功能合二為一,機器人既能在計算機視覺的引導下完成對手術器械的定位和跟蹤,又能作為實際定向手術的操作平台。
現代神經外科的目標是最大限度地去除病灶,同時將手術創傷降到最低程度。如今,神經外科微創手術的手段較多,如ROSA機器人和開顱顯微外科的神經導航系統等。ROSA機器人在國內多用於癲癇治療和深部腦刺激植入,因價格昂貴,套用較為局限。神經導航手術和無框架立體定向手術系統均屬於微侵襲神經外科的分支,計算機定位技術是二者的共同基礎,但二者有如下的明顯區別。
(1)起源不同:神經導航起源於顯微手術外科,術中除了具有導航定位外,其他操作與顯微外科手術相仿;無框架立體定向手術系統起源於有框架立體定向手術系統,除了擺脫傳統的框架外,手術操作和治療範圍與後者相似。
(2)套用不同:神經導航設備主要滿足開顱手術的需求,引導術者套用顯微外科器械切除病變,也能夠輔助進行精度要求不高的立體定向手術;無框架立體定向手術系統主要進行立體定向手術,目標精確。
(3)手術精準性:Remebot手術誤差<1 mm,而神經導航手術誤差通常>2 mm。
(4)自動化程度:Remebot能夠動態跟蹤患者,並發出報警提示,醫師輸入指令,機械臂即可進行位姿調整,並自動識別靶點,無需重新進行手術規劃,更加穩定方便快捷。
(5)網際網路遠程手術:新型立體定向機器人可以通過網際網路實現遠程手術規劃,遙操作手術機器人進行手術。
但是,Remebot尚存在以下缺點:(1)不能代替術中CT或MRI實時引導。(2)對局部麻醉患者配合要求較高,塑形枕固定頭部後,患者頭部不能移動,對不能配合患者需選用全身麻醉。
Remebot 的套用簡化了手術操作步驟,提高手術精確度,同時在定位過程中取消了傳統立體定向框架,減輕了患者痛苦。在打鑽過程中應輕托患者下頜給予反作用力以避免打鑽震動導致患者頭部位移。對於術中需要進行靶點驗證及功能監護的局部麻醉患者,如患者不自主震顫嚴重可能影響手術精準度,不應強行套用塑形枕而改用頭架固定。
立體定向神經外科是現代微創神經外科的一個重要分支,機器人輔助手術更是微創外科新的技術革命浪潮。隨著現代醫學影像技術、計算機技術和網際網路技術的飛速發展,機器人輔助的神經外科手術已經進入了一個嶄新的階段,微創外科的21世紀必將是手術機器人主導的時代。
媒體報導
2016年5月25日,在中央電視台《新聞聯播》欄目的“調結構轉方式·北京創新科技調研行”中,播出了這款醫療機器人合作專家,北京天壇醫院功能神經外科主任張建國的手術畫面。
本次手術的活檢術式主要套用於腦腫瘤、顱內炎症以及一些疑難雜症的定性診斷,可彌補 CT 或核磁的不足,為醫生提供可靠的臨床證據。
新華社針對該醫療機器人的發展歷程,發表了文章“從實驗室到市場,這個機器人走了18年——來自督查一線的見聞與思考”, 其中提到:
如果從1999年實現了技術上的關鍵性突破,到今年開始正式走向市場,Remebot 從實驗室里的樣機到手術台上的產品,整整花了18年。
國務院促進民間投資專項督查組第五組組長嚴之堯認為,Remebot的成長經歷,對反思科技體制改革、金融制度創新和民間投資發展提供了一個典型案例。
“沒有體制機制的改革,沒有現代金融制度的創新,就難以催生現代高科技為代表的新產業、新業態的爆發。”嚴之堯表示,對於初創期的新產品、新技術,國家如果能適時出台相應的鼓勵和支持政策,破除各種體制機制障礙,政府和社會如果能及時提供針對性的金融服務,更多的科技成果就能走出實驗室,轉化成新的先進生產力。