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第三代國產骨科手術機器人在湖北完成“首秀”,誤差小于0.8毫米
2019-01-23 10:17:32 來源:天夏網

武漢晚報1月22日訊(記者劉晨瑋 通訊員陳夢圓 荊彤 江維) 未來已來,將至已至。二維影像掃描圖像被傳輸至骨科手術機器人系統,醫生在主控屏幕上依據合成圖像設計好釘道,在導航下,機械臂將手術工具定位到手術位置,確認無誤后安放成功。1月22日,第三代國產骨科手術機器人“天璣”在武漢市第四醫院完成首秀,輔助醫生完成股骨骨折頸中空釘內固定手術。長江日報記者了解到,這也是湖北省首臺骨科手術機器人,武漢市第四醫院副院長王俊文教授表示,“它的出現,標志著醫院骨科手術邁入智能化、精準化、微創化時代”。

第三代國產骨科手術機器人在湖北完成“首秀”,誤差小于0.8毫米

 

第三代國產骨科手術機器人在湖北完成“首秀”,誤差小于0.8毫米

 

機器人精準定位 誤差達到亞毫米級

22日下午,形似“獨臂俠”的天璣骨科手術機器人成為手術團隊中的獨特一員。患者吳女士幾天前不慎摔傷,導致左側股骨頸骨折,需要手術復位固定,經術前評估,該院骨科專家團隊決定采用機器人輔助醫生手術。

手術現場,醫生先用透視機對患者進行二維影像掃描,圖像被同步傳輸至骨科手術機器人“大腦”系統。醫生在主控屏幕上依據合成的圖像,設計好三枚釘子的釘道,在光學跟蹤系統的導航下,機械臂將手術工具精確定位到手術位置,一次性安放成功。

“打釘子像射擊手打靶,任何人也不能保證次次正中靶心。”主刀醫生創傷骨科陳明教授介紹,股骨頸骨折內固定的手術屬于常規手術,難度不大,但是傳統手術依靠醫生徒手操作,醫生的熟練程度、身體狀態都可能導致打進去的螺釘并不在規劃位置。他解釋,有些部位因為骨骼不規則、太薄,如果打釘子出現誤差后,將無法調整,也有手術部位因周圍神經、血管太多,一旦實際進釘位置和醫生的規劃有誤差,就可能傷及周圍重要神經、血管,造成嚴重并發癥。骨科手術機器人的優勢正是精準和穩定,可以讓實際與規劃的誤差小于0.8mm,“指哪打哪,正中靶心,堪稱完美!”

“獨臂俠”上陣 解決骨科手術三大難題

對于傳統的骨科手術,手術部位空間小且毗鄰重要神經和血管,醫生如同在布滿管線的黑箱子里進行精細操作,面臨著看不見、打不準和不穩定三個難題,人眼無法透視到骨骼的內部結構、實際進釘位置與規劃位置出現偏差、人手的穩定性和操作精確度無法百分百準確。

傳統手術中,醫生可以借助X光射線在術中透視看到骨頭,但為了定位準確,患者要反復“吃”射線,而“透視眼”“穩定手”“靈活腦”三合一的天璣骨科手術機器人能最大程度保證一次到位。

記者看到,機器人系統由主控臺車、光學跟蹤系統和機械臂構成。該院創傷骨科一病區徐海軍博士解釋,主控電腦是機器人的“大腦”,將規劃設想傳達給機械臂和光學跟蹤系統,光學跟蹤系統是機器人的“眼”,機械臂宛如機器人的“手”,這只獨臂運動靈活,操作穩定,能達到亞毫米的精度。手術時,醫生通過C臂機進行透視,影像傳導進入主控系統后,形成手術部位的“三維地圖”,醫生在圖上規劃好手術路線,主控電腦將它傳達給機械臂和光學跟蹤系統,一邊指導著光學跟蹤系統進行導航,準確指示進釘位置,同時,指揮著機器臂在正確的位置進行精確操作。

有了“獨臂俠”的助力,醫生同時擁有了具備透視功能的高精度眼和高度穩定的手,從而實現體外精確定位,使螺釘進入骨骼的角度和位置更加準確。

更微創、更智能 患者將全方位受益

作為目前世界上唯一能開展四肢、骨盆骨折以及脊柱全節段手術的骨科手術機器人,天璣主要應用于創傷及脊柱骨科手術領域,大大提高手術效率,也有效減少患者的痛苦。

對于嚴重的骨盆骨折患者來說,因骨盆屬于不規則的骨塊,骨折后手術困難,釘子難打、調整機會少,還需要鋼板幫助固定。手術中,醫生需要反復透視確定進釘位置,而在手術前機器人的輔助下,只需要術前規劃、術后驗證兩次成像,一臺手術輻射量能降低70%以上。此外,傳統骨盆骨折手術,切口可能達到20厘米以上,但使用骨科手術機器人后,傷口可能是幾個不到1cm的小孔。如果運用在腰椎、頸椎等神經血管豐富的部位,機器人憑借人手難以企及的精準和穩定,可以避免手術誤差傷及血管和神經,手術風險性得以降級。

完成股骨頸骨折螺釘內固定手術,武漢市第四醫院副院長王俊文教授的最快記錄是7分鐘,但他強調,醫生的手術技巧與熟練程度需要通過上千臺手術經驗積累培養,如今,在機器人設備的輔助下,骨科手術可少走彎路,降低失誤概率,“機器人將比醫生手動操作更加穩定、精準”。在骨科手術機器人的參與下,可以保證復雜手術安全化,常規手術微創化,很多骨科大手術將能實現微創、微損傷。手術時間將縮短一半,效率進一步提高,手術和麻醉風險降低,患者傷口小、出血少、降低并發癥發生的可能性。經過計算,接受機器人手術的患者住院時間平均可縮短17.19天,并減少醫療耗材費用,都將讓患者大大受益。王俊文說,機器人手術是未來手術發展的趨勢之一,借由“獨臂俠”之手,今后,醫院機器人全年手術量將有望達到500至1000臺,并實現穩定增長。

 

責編:bj001

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