第三代国产骨科手术机器人在湖北完成“首秀”,误差小于0.8毫米
2019-01-23 10:17:32 来源:天夏网

武汉晚报1月22日讯(记者刘晨玮 通讯员陈梦圆 荆彤 江维) 未来已来,将至已至。二维影像扫描图像被传输至骨科手术机器人系统,医生在主控屏幕上依据合成图像设计好钉道,在导航下,机械臂将手术工具定位到手术位置,确认无误后安放成功。1月22日,第三代国产骨科手术机器人“天玑”在武汉市第四医院完成首秀,辅助医生完成股骨骨折颈中空钉内固定手术。长江日报记者了解到,这也是湖北省首台骨科手术机器人,武汉市第四医院副院长王俊文教授表示,“它的出现,标志着医院骨科手术迈入智能化、精准化、微创化时代”。

第三代国产骨科手术机器人在湖北完成“首秀”,误差小于0.8毫米

 

第三代国产骨科手术机器人在湖北完成“首秀”,误差小于0.8毫米

 

机器人精准定位 误差达到亚毫米级

22日下午,形似“独臂侠”的天玑骨科手术机器人成为手术团队中的独特一员。患者吴女士几天前不慎摔伤,导致左侧股骨颈骨折,需要手术复位固定,经术前评估,该院骨科专家团队决定采用机器人辅助医生手术。

手术现场,医生先用透视机对患者进行二维影像扫描,图像被同步传输至骨科手术机器人“大脑”系统。医生在主控屏幕上依据合成的图像,设计好三枚钉子的钉道,在光学跟踪系统的导航下,机械臂将手术工具精确定位到手术位置,一次性安放成功。

“打钉子像射击手打靶,任何人也不能保证次次正中靶心。”主刀医生创伤骨科陈明教授介绍,股骨颈骨折内固定的手术属于常规手术,难度不大,但是传统手术依靠医生徒手操作,医生的熟练程度、身体状态都可能导致打进去的螺钉并不在规划位置。他解释,有些部位因为骨骼不规则、太薄,如果打钉子出现误差后,将无法调整,也有手术部位因周围神经、血管太多,一旦实际进钉位置和医生的规划有误差,就可能伤及周围重要神经、血管,造成严重并发症。骨科手术机器人的优势正是精准和稳定,可以让实际与规划的误差小于0.8mm,“指哪打哪,正中靶心,堪称完美!”

“独臂侠”上阵 解决骨科手术三大难题

对于传统的骨科手术,手术部位空间小且毗邻重要神经和血管,医生如同在布满管线的黑箱子里进行精细操作,面临着看不见、打不准和不稳定三个难题,人眼无法透视到骨骼的内部结构、实际进钉位置与规划位置出现偏差、人手的稳定性和操作精确度无法百分百准确。

传统手术中,医生可以借助X光射线在术中透视看到骨头,但为了定位准确,患者要反复“吃”射线,而“透视眼”“稳定手”“灵活脑”三合一的天玑骨科手术机器人能最大程度保证一次到位。

记者看到,机器人系统由主控台车、光学跟踪系统和机械臂构成。该院创伤骨科一病区徐海军博士解释,主控电脑是机器人的“大脑”,将规划设想传达给机械臂和光学跟踪系统,光学跟踪系统是机器人的“眼”,机械臂宛如机器人的“手”,这只独臂运动灵活,操作稳定,能达到亚毫米的精度。手术时,医生通过C臂机进行透视,影像传导进入主控系统后,形成手术部位的“三维地图”,医生在图上规划好手术路线,主控电脑将它传达给机械臂和光学跟踪系统,一边指导着光学跟踪系统进行导航,准确指示进钉位置,同时,指挥着机器臂在正确的位置进行精确操作。

有了“独臂侠”的助力,医生同时拥有了具备透视功能的高精度眼和高度稳定的手,从而实现体外精确定位,使螺钉进入骨骼的角度和位置更加准确。

更微创、更智能 患者将全方位受益

作为目前世界上唯一能开展四肢、骨盆骨折以及脊柱全节段手术的骨科手术机器人,天玑主要应用于创伤及脊柱骨科手术领域,大大提高手术效率,也有效减少患者的痛苦。

对于严重的骨盆骨折患者来说,因骨盆属于不规则的骨块,骨折后手术困难,钉子难打、调整机会少,还需要钢板帮助固定。手术中,医生需要反复透视确定进钉位置,而在手术前机器人的辅助下,只需要术前规划、术后验证两次成像,一台手术辐射量能降低70%以上。此外,传统骨盆骨折手术,切口可能达到20厘米以上,但使用骨科手术机器人后,伤口可能是几个不到1cm的小孔。如果运用在腰椎、颈椎等神经血管丰富的部位,机器人凭借人手难以企及的精准和稳定,可以避免手术误差伤及血管和神经,手术风险性得以降级。

完成股骨颈骨折螺钉内固定手术,武汉市第四医院副院长王俊文教授的最快记录是7分钟,但他强调,医生的手术技巧与熟练程度需要通过上千台手术经验积累培养,如今,在机器人设备的辅助下,骨科手术可少走弯路,降低失误概率,“机器人将比医生手动操作更加稳定、精准”。在骨科手术机器人的参与下,可以保证复杂手术安全化,常规手术微创化,很多骨科大手术将能实现微创、微损伤。手术时间将缩短一半,效率进一步提高,手术和麻醉风险降低,患者伤口小、出血少、降低并发症发生的可能性。经过计算,接受机器人手术的患者住院时间平均可缩短17.19天,并减少医疗耗材费用,都将让患者大大受益。王俊文说,机器人手术是未来手术发展的趋势之一,借由“独臂侠”之手,今后,医院机器人全年手术量将有望达到500至1000台,并实现稳定增长。

 

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