Summary
टेलीऑपरेटेड रोबोटिक सिस्टम-असिस्टेड परक्यूटेनियस ट्रांसिलियाक-ट्रांससेक्रल स्क्रू फिक्सेशन एक व्यवहार्य तकनीक है। रोबोटिक हथियारों के आंदोलन और स्थिरता की उत्कृष्ट स्वतंत्रता के कारण स्क्रू चैनलों को उच्च सटीकता के साथ लागू किया जा सकता है।
Abstract
ट्रांसिलियाक-ट्रांससेक्रल स्क्रू निर्धारण नैदानिक अभ्यास में चुनौतीपूर्ण है क्योंकि स्क्रू को कॉर्टिकल हड्डी की छह परतों के माध्यम से तोड़ने की आवश्यकता होती है। ट्रांसिलियाक-ट्रांससेक्रल स्क्रू लंबवत ऊर्ध्वाधर कतरनी बलों का सामना करने के लिए एक लंबा लीवर हाथ प्रदान करते हैं। हालांकि, स्क्रू चैनल इतना लंबा है कि एक मामूली विसंगति से आयट्रोजेनिक न्यूरोवास्कुलर चोटें हो सकती हैं। चिकित्सा रोबोट के विकास ने सर्जरी की सटीकता में सुधार किया है। वर्तमान प्रोटोकॉल बताता है कि ट्रांसिलियाक-ट्रांसएक्राल स्क्रू निर्धारण को निष्पादित करने के लिए एक नई टेलीऑपरेटेड रोबोटिक प्रणाली का उपयोग कैसे किया जाए। रोबोट को प्रवेश बिंदु को स्थिति देने और आस्तीन के अभिविन्यास को समायोजित करने के लिए दूरस्थ रूप से संचालित किया गया था। स्क्रू पदों का मूल्यांकन पोस्टऑपरेटिव कंप्यूटेड टोमोग्राफी (सीटी) का उपयोग करके किया गया था। सभी स्क्रू को सुरक्षित रूप से प्रत्यारोपित किया गया था, जैसा कि इंट्राऑपरेटिव फ्लोरोस्कोपी का उपयोग करके पुष्टि की गई थी। पोस्टऑपरेटिव सीटी ने पुष्टि की कि सभी स्क्रू कैंसेलस हड्डी में थे। यह प्रणाली रोबोट की स्थिरता के साथ डॉक्टर की पहल को जोड़ती है। इस प्रक्रिया का रिमोट कंट्रोल संभव है। पारंपरिक तरीकों की तुलना में रोबोट-असिस्टेड सर्जरी में उच्च स्थिति-प्रतिधारण क्षमता होती है। सक्रिय रोबोटिक सिस्टम के विपरीत, सर्जनों का ऑपरेशन पर पूर्ण नियंत्रण होता है। रोबोट सिस्टम ऑपरेटिंग रूम सिस्टम के साथ पूरी तरह से संगत है और अतिरिक्त उपकरणों की आवश्यकता नहीं है।
Introduction
आर्थोपेडिक सर्जरी में उपयोग किया जाने वाला पहला रोबोटिक अनुप्रयोग 1992में नियोजित ROBODOC प्रणाली थी। तब से, रोबोट-सहायता प्राप्त सर्जिकल सिस्टम तेजी से विकसित हुए हैं। रोबोट-असिस्टेड सर्जरी अंग के संरेखण और संयुक्त2 के शारीरिक कीनेमेटिक्स को बहाल करने के लिए सर्जन की क्षमता को बढ़ाकर आर्थ्रोप्लास्टी में सुधार करती है। रीढ़ की हड्डी की सर्जरी में, रोबोट का उपयोग करके पेडिकल स्क्रू का प्लेसमेंट सुरक्षित और सटीक है; यह सर्जन के विकिरण जोखिम को भी कम करताहै। हालांकि, रोबोट-असिस्टेड सर्जरी पर अध्ययन दर्दनाक आर्थोपेडिक रोगों की विविधता के कारण सीमित है। आर्थोपेडिक आघात के लिए रोबोटिक सर्जरी पर मौजूदा शोध मुख्य रूप से रोबोट-असिस्टेड सैक्रोइलियाक संयुक्त स्क्रू और पेल्विक रिंग फ्रैक्चर4 के जघन-स्क्रू निर्धारण, ऊरु गर्दन5 के प्रवेश बिंदु और डिस्टल लॉकिंग बोल्ट में इंट्रामेडुलरी नेलिंग 6,7, पर्क्युटेनियस फ्रैक्चर रिडक्शन 8,9 औरसैन्य क्षेत्र में गंभीर रूप से घायल रोगियों के उपचार पर केंद्रित है।
पर्क्यूटेनियस स्क्रू तकनीक को 2 डी और 3 डी नेविगेशन समर्थन का उपयोग करके किया जा सकता है। सैक्रोइलियाक, पूर्ववर्ती स्तंभ, पश्चवर्ती स्तंभ, सुप्रासिटाबुलर और जादू स्क्रू पैल्विक और एसिटेबुलर फैक्ट्योर11 के लिए सबसे आम परक्यूटेनियस तकनीक हैं। पर्क्यूटेनियस ट्रांसिलियाक-ट्रांससेक्रल स्क्रू तकनीक सर्जनों के लिए चुनौतीपूर्ण बनी हुई है। इस प्रक्रिया के लिए पेल्विक एनाटॉमी और एक्स-रे फ्लोरोस्कोपी, सटीक स्थिति और दीर्घकालिक हाथ स्थिरता की समझ की आवश्यकता होती है। टेलीऑपरेटेड रोबोटिक सिस्टम इन आवश्यकताओं को अच्छी तरह से पूरा कर सकता है। यह अध्ययन पेल्विक रिंग फ्रैक्चर के लिए पर्क्यूटेनियस ट्रांसिलियाक-ट्रांससेक्रल स्क्रू निर्धारण को पूरा करने के लिए एक टेलीऑपरेटेड रोबोटिक सिस्टम का उपयोग करता है। इस प्रोटोकॉल का विवरण और वर्कफ़्लो नीचे प्रस्तुत किया गया है।
रोबोटिक प्रणाली
मास्टर-स्लेव ऑर्थोपेडिक पोजिशनिंग एंड गाइडेंस सिस्टम (एमएसओपीजीएस) मुख्य रूप से तीन भागों से बना है: सर्जिकल रोबोट (स्लेव मैनिपुलेटर) सात डिग्री की स्वतंत्रता (डीओएफ), बल प्रतिक्रिया के साथ मास्टर मैनिपुलेटर, और कंसोल। सिस्टम में चार ऑपरेटिंग मोड हैं: मैनुअल कर्षण, मास्टर-दास संचालन, रिमोट सेंटर ऑफ मोशन (ROM), और आपातकालीन स्थिति। चित्रा 1 एमएसओपीजीएस दिखाता है; इसके मुख्य घटकों को संक्षेप में नीचे वर्णित किया गया है।
सर्जिकल रोबोट ( सामग्री की तालिका देखें) एक सात डीओएफ मैनिपुलेटर है जो चिकित्सा उत्पादोंमें एकीकरण के लिए पूर्व-प्रमाणित है। रोबोट में बल-प्रतिक्रिया सेंसर हैं जो बल में परिवर्तन का पता लगा सकते हैं। रोबोटिक हाथ को मैन्युअल रूप से या दूरस्थ रूप से संचालित किया जा सकता है। टिप पर एक टोक़ सेंसर स्थापित किया गया है और "मास्टर मैनिपुलेटर" में मैप किया गया है, जो वास्तविक समय बल प्रतिक्रिया को सक्षम करता है। रोबोटिक बांह पर अधिकतम भार नरम ऊतक बलों का विरोध करने और सर्जिकल उपकरणों के फड़फड़ाने को कम करने के लिए पर्याप्त है। रोबोट एक परिचालन कार्यस्थल प्राप्त करने और स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए एक मोबाइल प्लेटफॉर्म से जुड़ा हुआ है। आधार "मास्टर मैनिपुलेटर" और ऑपरेटिव सिस्टम से जुड़ा हुआ है और ऑपरेटिव सिस्टम से निर्देशों को संसाधित कर सकता है।
"मास्टर मैनिपुलेटर" को स्वास्थ्य सेवा उद्योगों के लिए रोबोट को ठीक से नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह डिवाइस सात सक्रिय डीओएफ प्रदान करता है, जिसमें उच्च-परिशुद्धता बल-प्रतिक्रिया समझने की क्षमताएं शामिल हैं। इसका अंतिम प्रभावक मानव हाथ की गति की प्राकृतिक सीमा को कवर करता है। रोबोटिक हाथ के सहज ज्ञान युक्त नियंत्रण को प्राप्त करने के लिए एक वृद्धिशील नियंत्रण रणनीति का उपयोग किया जाता है।
ऑपरेटिव सिस्टम रोबोटिक आर्म को नियंत्रित करने के लिए चार तरीके प्रदान करता है: मैनुअल ट्रैक्शन, मास्टर-स्लेव ऑपरेशन मोड, रिमोट सेंटर ऑफ मोशन (आरसीएम), और आपातकालीन स्थिति। ऑपरेटिव सिस्टम सर्जन और रोबोट को जोड़ता है और सुरक्षा अलार्म प्रदान करता है। मैनुअल कर्षण मोड मैनिपुलेटर को एक विशिष्ट कार्य सीमा के भीतर स्वतंत्र रूप से खींचने की अनुमति देता है। 5 सेकंड के लिए रोके जाने के बाद रोबोट स्वचालित रूप से लॉक हो जाता है। मास्टर-गुलाम मोड में, सर्जन रोबोटिक हाथ के आंदोलन को नियंत्रित करने के लिए "मास्टर मैनिपुलेटर" का उपयोग कर सकता है। आरसीएम मोड सर्जिकल उपकरण को उपकरण के अंत के चारों ओर धुरी बनाने की अनुमति देता है। आरसीएम मोड चैनल के अक्षीय फ्लोरोस्कोपी दृश्य पर पुन: अभिविन्यास के लिए सबसे उपयुक्त है, जैसे कि सुप्रासेटेबुलर चैनल का रेडियोग्राफिक टियरड्रॉप संकेत और ट्रांसिलियाक-ट्रांससेक्रल ऑसियस मार्ग का सच्चा त्रिक दृश्य। मैनिपुलेटर का उपयोग किसी भी स्थिति में आपातकालीन ब्रेकिंग के लिए किया जा सकता है। चित्र 2 सिस्टम के वर्कफ़्लो को दर्शाता है।
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Protocol
इस रोबोट तकनीक के आवेदन को टोंगजी मेडिकल कॉलेज, हुआझोंग यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के टोंगजी अस्पताल की आचार समिति द्वारा अनुमोदित किया गया था, और यह 2013 में संशोधित 1975 के हेलसिंकी घोषणा का अनुपालन करता है।
1. प्रीऑपरेटिव प्लानिंग
- फीमर के माध्यम से दो शैंज पिन डालकर फ्लोरोस्कोपिक प्लेट बेस ( सामग्री की तालिका देखें) का उपयोग करके लापरवाह स्थिति में कैडवेरिक पेलवे को ठीक करें। लापरवाह स्थिति में, दोनों पश्चवर्ती बेहतर इलियाक रीढ़ को एक साथ तख्त पर रखें और काठ की कशेरुकाओं को फर्श के समानांतर रखें।
नोट: दान किए गए शवों को एनाटॉमी और रिसर्च विभाग, टोंगजी मेडिकल कॉलेज, हुआझोंग यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी द्वारा लेप लगाया गया था। पेल्विक नमूने काठ 5 कशेरुका के स्तर पर और फीमर के कम ट्रोचैंटर के नीचे ट्रांससेक्शन द्वारा प्राप्त किए गए थे। पेल्विक कैविटी में अंगों को हटा दिया गया था। मांसपेशियों, संयुक्त कैप्सूल और स्नायुबंधन संरचनाओं को बरकरार रखा गया था। - सर्पिल सीटी का उपयोग करके एल 5 कशेरुक के ऊपरी किनारे से डिस्टल फेमोरल ट्रॉचंटर तक पेलव्स की छवियां प्राप्त करें ( सामग्री की तालिका देखें)। वर्कस्टेशन का उपयोग करके सभी शवों की गणना टोमोग्राफी (सीटी) छवियों को संसाधित करें, और उन्हें डीआईसीओएम प्रारूप में संग्रहीत करें।
नोट: सीटी पैरामीटर: 0.5 मिमी स्लाइस मोटाई, 63 एमए वर्तमान, 140 केवी वोल्टेज। - श्रोणि की अक्षीय, कोरोनल और धनु छवियों को प्राप्त करने के लिए इस प्रणाली के प्रीऑपरेटिव प्लानिंग सॉफ्टवेयर ( सामग्री की तालिका देखें) में सीटी स्कैन डेटा आयात करें।
नोट: DICOM फ़ाइलों में CT स्कैन से जानकारी होती है, और पुनर्निर्मित छवि स्वचालित आयात द्वारा प्राप्त की जा सकती है। - सॉफ्टवेयर के मेडकैड मॉड्यूल का उपयोग करके एक सिलेंडर बनाएं, और व्यास और लंबाई में टाइप करके सिलेंडर के आकार को परिभाषित करें। इसे एस 1 या एस 2 कशेरुक शरीर में रखें, और अक्षीय और कोरोनल छवियों पर सिलेंडर मध्य रेखा के अभिविन्यास को समायोजित करें। प्रत्येक छवि में सिलेंडर के किनारे और कॉर्टिकल हड्डी के बीच संबंध की जांच करें।
नोट: पूरी तरह से कैंसेलस हड्डी के भीतर सिलेंडर (कॉर्टिकल हड्डी के संपर्क को छोड़कर) को एस 1 या एस 2 में एक संबंधित स्क्रू चैनल माना जाता है। सिलेंडर की मध्य रेखा की लंबाई पेंच की लंबाई है।
2. सर्जिकल सेटिंग
- सुपाइन स्थिति में फ्लोरोस्कोपिक ऑपरेटिंग टेबल पर श्रोणि को ठीक करें (चित्रा 1)।
- रोबोट ( सामग्री की तालिका देखें) को ऑपरेटिंग टेबल पर 45 ° पर दाईं ओर रखें, जिसमें सी-आर्म ऑपरेटिंग टेबल के लंबवत है। सी-आर्म के मॉनिटर को ऑपरेटिंग रूम का सामना करना चाहिए ताकि सर्जन इसे देख सके (चित्रा 1)।
- ऑपरेटिंग रूम के बाहर एमएसओपीजीएस और स्लेव मैनिपुलेटर के वर्कस्टेशन रखें। सर्जन को स्लेव-मैनिपुलेटर (चित्रा 1) के साथ टेलीऑपरेटिंग करते समय सर्जिकल क्षेत्र और सी-आर्म मॉनिटर का निरीक्षण करने में सक्षम होना चाहिए।
3. सर्जिकल प्रक्रिया
नोट: सिस्टम शुरू होने और निरीक्षण करने के बाद, मैनिपुलेटर स्वचालित रूप से कामकाजी स्थिति में तैनात हो जाता है।
- दूसरी तरफ चिपकने वाला टेप के साथ ग्रिड स्थिति निर्माता को ठीक करें। थैली के सही पार्श्व दृश्य पर ग्रिड स्थिति मार्कर द्वारा लक्ष्य क्षेत्र का चयन करें। सुनिश्चित करें कि कंसोल पर मैन्युअल कर्षण मोड चयनित और प्रारंभ किया गया है। रोबोटिक हाथ को एस 1 या एस 2 ट्रांसिलियाक-ट्रांससेक्रल स्क्रू एंट्री पॉइंट (चित्रा 3 ए, बी) के सामान्य क्षेत्र में खींचें।
नोट: लक्ष्य क्षेत्र थैली की पूर्ववर्ती सीमा, त्रिक तंत्रिका नहर और रीढ़ की हड्डी की नहर से घिरा हुआ है। - थैली के सच्चे पार्श्व दृश्य की कल्पना करें, मास्टर मैनिपुलेटर को संचालित करें, और मास्टर-स्लेव ऑपरेशन मोड (चित्रा 3 सी) में गाइडवायर प्रवेश क्षेत्र में स्थित होने के लिए डिस्टल आस्तीन की नोक को समायोजित करें।
- आरसीएम मोड का चयन करने के बाद, पार्श्व त्रिक दृश्य के लिए सी-आर्म फ्लोरोस्कोपी जारी रखें। पेंच चैनल (चित्रा 3 डी) के अनुरूप होने के लिए गाइडवायर आस्तीन के केंद्र को संकेंद्रित मंडलों में समायोजित करें।
- रोबोटिक आर्म को लॉक करें, और इलेक्ट्रिक ड्रिल का उपयोग करके विपरीत इलियम के माध्यम से एक गाइडवायर (2.5 मिमी के-तार, सामग्री की तालिका देखें) डालें। फिर, मैनुअल कर्षण मोड (चित्रा 3 ई) में रोबोट को हटा दें।
नोट: इस चरण के दौरान कोई फ्लोरोस्कोपी नहीं की जानी चाहिए। - सी-आर्म को इनलेट और आउटलेट कोणों (विभिन्न पेलवेस के अलग-अलग कोण होते हैं) में घुमाएं ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि गाइडवायर पूर्वकाल और पीछे के त्रिक प्रांतस्था और त्रिक तंत्रिका नहर (चित्रा 3 एफ, जी) के माध्यम से टूट गया है या संपर्क किया है।
- गाइडवायर के साथ एक 7.3 मिमी अर्ध-थ्रेडेड स्क्रू डालें ( सामग्री की तालिका देखें)।
- पेल्विक इनलेट और आउटलेट दृश्य और पार्श्व दृश्य में पेंच की स्थिति का आकलन करें (चित्रा 4)।
4. पोस्टऑपरेटिव मूल्यांकन
- चरण 1.2-1.3 निष्पादित करें।
नोट: सीटी पैरामीटर: 0.5 मिमी स्लाइस मोटाई, 63 एमए करंट, और 140 केवी वोल्टेज। - प्रत्येक अक्षीय, कोरोनल और कोरोनल छवि में पेंच स्थिति की जांच करें।
नोट: स्क्रू स्थितियों का मूल्यांकन ग्रास की विधि का उपयोग करके किया गया था। विशेष रूप से, कैंसेलस हड्डी में स्क्रू ग्रेड 1 हैं, कॉर्टिकल हड्डी के संपर्क में स्क्रू ग्रेड II हैं, और स्क्रू जो कॉर्टिकल हड्डी में प्रवेश करते हैं वे ग्रेड III हैं। ग्रेड III स्क्रू मिसप्लेसमेंट का प्रतिनिधित्व करता है और संवहनी और तंत्रिका चोट के जोखिम को इंगित करताहै।
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Representative Results
एक वरिष्ठ आर्थोपेडिक सर्जन ने वर्णित प्रक्रिया का उपयोग करके सर्जरी पूरी की। सभी स्क्रू (एस 1 में तीन और एस 2 में दो) सुरक्षित थे। पांच स्क्रू में से प्रत्येक को सम्मिलित करने के लिए लिया गया समय (पहले एक्स-रे फ्लोरोस्कोपी से स्क्रू के सम्मिलन तक) क्रमशः 32 मिनट, 28 मिनट, 26 मिनट, 20 मिनट और 23 मिनट था। प्रत्येक स्क्रू के लिए फ्लोरोस्कोपी का समय लगभग 5 मिनट था। यद्यपि इंट्राऑपरेटिव फ्लोरोस्कोपिक छवियों पर सभी स्क्रू सही जगह पर थे, कई लेखों ने स्क्रू प्लेसमेंट का मूल्यांकन करने के लिए पोस्टऑपरेटिव सीटी स्कैन की आवश्यकता पर प्रकाश डाला है। पोस्टऑपरेटिव सीटी स्कैन पर कॉर्टिकल हड्डी में कोई स्क्रू नहीं घुसा। सभी स्क्रू पूरी तरह से कैंसेलस हड्डी में थे (चित्रा 4)।
चित्रा 1: सर्जिकल पर्यावरण सेटअप। रोबोटिक हाथ को ऑपरेटिंग टेबल के कोण पर प्रभावित पक्ष पर तैनात किया जाता है और आधार द्वारा लॉक किया जाता है। सी-आर्म को श्रोणि के स्वस्थ पक्ष पर तैनात किया गया है, जिसमें छवि डिस्प्ले सर्जन के सामने है। टेलीऑपरेशन के लिए नियंत्रक ऑपरेटिंग रूम के बाहर स्थित है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 2: एमएसओपीजीएस के लिए नैदानिक वर्कफ़्लो। सर्जिकल प्रक्रिया चुनने के बाद, रोबोट प्लेसमेंट निर्देशों का पालन किया जाना चाहिए। मोटे मार्गदर्शन मोड का मतलब है कि सर्जन सर्जिकल उपकरणों को रुचि की स्थिति में ले जाने के लिए मैनुअल कर्षण मोड या मास्टर-स्लेव मोड का उपयोग करता है। फिर, आरसीएम मोड या जॉयस्टिक ऑपरेशन मोड में आस्तीन की दिशा समायोजित करें। दूसरे शब्दों में, प्रवेश बिंदु का चयन करने के लिए रफ मोड का उपयोग किया जाता है, और सटीक मोड का उपयोग गाइडवायर की दिशा को समायोजित करने के लिए किया जाता है। जॉयस्टिक ऑपरेशन मोड, जिसका उपयोग तिरछे सैक्रोइलियाक शैली स्क्रू के लिए किया जाता है, पाठ में उल्लेख नहीं किया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्र 3: शल्य चिकित्सा प्रक्रिया। (A) सर्जरी से पहले ग्रिड का उपयोग करके लक्ष्य क्षेत्र का पता लगाना। (बी) रोबोटिक हाथ को लक्ष्य क्षेत्र में खींचना। (सी) मास्टर-स्लेव ऑपरेशन मोड में, रोबोटिक आर्म को अधिक सटीक रूप से तैनात किया जाता है ताकि गाइडवायर आस्तीन वांछित प्रवेश बिंदु पर हो। (डी) मूवमेंट गाइडवायर आस्तीन के बाहर के छोर के चारों ओर किया जाता है जब तक कि आस्तीन एक संकेंद्रित सर्कल के रूप में दिखाई नहीं देती है। (ई-जी) गाइडवायर में ड्रिलिंग के बाद, श्रोणि के इनलेट और आउटलेट छवियों पर गाइडवायर की आदर्श स्थिति की पुष्टि की जाती है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 4: कम्प्यूटेड टोमोग्राफी पुनर्निर्माण और एक्स-रे यह पुष्टि करते हैं कि पेंच पूरी तरह से कैंसेलस हड्डी के भीतर था। (ए) मध्य रेखा साइट की सीटी पुनर्निर्माण छवियां बताती हैं कि स्क्रू एस 1 में स्थित है। (बी) स्क्रू ने रेस्सिस अक्षीय सीटी पुनर्निर्माण छवि पर त्रिक नहर में प्रवेश नहीं किया। (सी) स्क्रू रेस्लाइस कोरोनल सीटी पुनर्निर्माण छवि पर सुरक्षित है। (डी) स्क्रू पूरी तरह से हड्डी के भीतर थैली के सच्चे पार्श्व दृश्य पर स्थित है। (E, F) पेंच इनलेट और आउटलेट छवियों पर पूर्वकाल और पीछे के त्रिक प्रांतस्था और त्रिक तंत्रिका नहर से एक सुरक्षित दूरी पर है। स्केल बार (A-C): 2 सेमी. कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें.
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Discussion
रोबोट के प्रकार के बावजूद, आर्थोपेडिक्स में रोबोट का मुख्य अनुप्रयोग सर्जनों के लिए सर्जरी की सटीकता में सुधार करने के लिए एक उन्नत उपकरण प्रदान करता है। हालांकि, सर्जिकल रोबोट का उद्भव डॉक्टरों के लिए एक प्रतिस्थापन नहीं है। रोबोटिक सर्जरी करने वाले सर्जन ऑपरेटिंग रूम में हो सकते हैं या नहीं भी हो सकते हैं। सर्जिकल रोबोट में आम तौर पर एक कंप्यूटर नियंत्रण प्रणाली, ऑपरेशन के लिए जिम्मेदार एक रोबोट हाथ और ट्रैकिंग के लिए जिम्मेदार एक नेविगेशन सिस्टम शामिल होता है। रोबोट सिस्टम की तीन श्रेणियां हैं जो इस बात पर निर्भर करती हैं कि रोबोट और सर्जन कैसे बातचीत करते हैं, जिसमें अर्ध-सक्रिय, निष्क्रिय और सक्रिय सिस्टमशामिल हैं। रोबोटिक सहायता मुख्य रूप से सर्जिकल सटीकता 2,15,16 में सुधार के लिए संयुक्त आर्थ्रोप्लास्टी और स्पाइनल इंस्ट्रूमेंटेशन प्रक्रियाओं तक सीमित है। आघात आर्थोपेडिक्स में रोबोट का उपयोग अपेक्षाकृत दुर्लभ है। ट्रॉमा पॉड10 युद्ध के मैदान में गंभीर रूप से घायल रोगियों के जीवन को बचाता है, और रोबोट-असिस्टेड फ्रैक्चर सर्जरी (आरएएफएस) 17 और रेपोरोबो18 ऊरु फ्रैक्चर को कम करने में सहायता कर सकते हैं। TiRobot एक अर्ध-स्वचालित रोबोट प्रणाली है जो प्रीऑपरेटिव छवियों के आधार पर स्क्रू प्रक्षेपवक्र की योजना बनाने के लिए एक बुद्धिमान एल्गोरिथ्म का उपयोग करता है; यह19,20 नेविगेट करने के लिए 3 डी इमेजिंग और ऑप्टिकल ट्रैकिंग का उपयोग करता है। सिस्टम केवल प्रीऑपरेटिव प्लानिंग और नेविगेशन कर सकता है और अन्य सर्जिकल कार्य नहीं कर सकता है। इसी तरह, टिरोबोट प्रणाली ऊरु गर्दन फ्रैक्चर सर्जरी21 के दौरान पेंच स्थिति को निर्धारित करने में एक भूमिका निभाती है। एक उपकरण के रूप में, एमएसओपीजीएस सर्जरी को अधिक सटीक और न्यूनतम इनवेसिव बनाने के लिए डॉक्टरों के कौशल और ज्ञान के साथ जोड़ता है।
ट्रांसिलियाक-ट्रांससेक्रल स्क्रू कॉर्टिकल हड्डी 22 की छह परतों के माध्यम सेटूटते हैं। स्क्रू चैनल इतना लंबा है कि मामूली विसंगतियों के परिणामस्वरूप आयट्रोजेनिक न्यूरोवास्कुलर चोटें हो सकती हैं। फ्रीहैंड तकनीक से जुड़ी सबसे महत्वपूर्ण चुनौती आउटलेट और इनलेट दृश्यों में गाइडवायर दिशा को समायोजित करना है। कॉर्टिकल या सबकॉन्ड्रल हड्डी के माध्यम से टूटने पर गाइडवायर विक्षेपित होता है। रोबोट-असिस्टेड सर्जरी निम्नलिखित कारणों से पारंपरिक शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं की तुलना में अधिक सटीक है। सबसे पहले, सर्जन के हाथ के आंदोलनों के आयाम को एक-से-एक आधार पर सर्जिकल उपकरणों में स्थानांतरित नहीं किया जाता है। स्केलिंग प्रभाव बेहतर आंदोलनों को सुविधाजनक बनाने के लिए सर्जिकल उपकरण के आंदोलनों के आयाम को कम करता है। दूसरा, रोबोट बिना किसी विचलन के अपनी स्थिति बनाए रख सकता है। हालांकि, सर्जिकल उपकरणों के आंदोलन के दौरान नरम ऊतकों को आघात होता है या नहीं, यह अज्ञात है। नरम ऊतक पर अत्यधिक तनाव से बचने के लिए एक प्रतिक्रिया सीमा की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, सर्जन पूरी प्रक्रिया के दौरान विकिरण जोखिम के खतरे से बच सकता है।
नई तकनीक हमेशा सीखने की अवस्था से जुड़ी होती है। इस अध्ययन में, पहले तीन स्क्रू को ठीक करने में लगने वाले समय की तुलना में, अंतिम दो स्क्रू के ऑपरेशन समय को काफी कम कर दिया गया था। टेलीऑपरेशन लॉजिक सर्जनों को सर्जिकल उपकरण और मास्टर मैनिपुलेटर के बीच मस्तिष्क में कनेक्शन बनाने में मदद करेगा। डॉक्टरों को फ्लोरोस्कोपी के तहत फ्रीहैंड तकनीक का उपयोग करके सैक्रोइलियाक स्क्रू रखने में कुशल होना चाहिए। हमारी तकनीक में, सिस्टम को संचालित करने की कठिनाई को कम करने के लिए एक सहज ज्ञान युक्त नियंत्रण रणनीति का उपयोग किया गया था। यद्यपि मास्टर मैनिपुलेटर और सर्जिकल उपकरण का अंत एक ही कार्य स्थान में नहीं हैं, सर्जिकल उपकरण का अंत मास्टर मैनिपुलेटर के साथ उचित रूप से आगे बढ़ सकता है। आरसीएम, सबसे महत्वपूर्ण कदम, गाइडवायर की दिशा के समायोजन को बहुत सरल बनाता है। आरसीएम मोड यह सुनिश्चित करता है कि रोटेशन के दौरान प्रवेश बिंदु विस्थापित नहीं होता है, बशर्ते कि प्रवेश बिंदु निर्धारित किया गया हो। सर्जन मास्टर मैनिपुलेटर का संचालन करता है, और सर्जिकल उपकरण शंकु जैसी जगह में चलते हैं, जहां शीर्ष पेंच सम्मिलन का बिंदु है।
चूंकि अधिकांश प्रक्रिया के लिए पार्श्व त्रिक छवियों का उपयोग किया जाता है, इसलिए रोगियों को सर्जरी के दौरान एक ही स्थिति बनाए रखनी चाहिए। कैडवेरिक अध्ययनों में, श्रोणि सर्जिकल टेबल पर तय की जाती है। वास्तविक सर्जिकल सेटिंग्स में हार्नेस का उपयोग करके रोगी के ट्रंक को सर्जिकल टेबल पर सुरक्षित किया जा सकता है। हालांकि, रोगी शवों की तुलना में भारी होते हैं और आसानी से हिलते नहीं हैं। रोबोट और रोगी सिस्टम के दो असंबंधित भाग हैं। परियोजना के विकास के साथ, रोबोट और रोगी एक ट्रैकिंग सिस्टम का उपयोग करके एक वास्तविक समय सिंक्रनाइज़ सिस्टम बनाएंगे, जिसका अर्थ है कि रोबोट और रोगी की सापेक्ष स्थिति स्थिर रह सकती है।
यह रोबोटिक प्रणाली भविष्य में टेलीमेडिसिन का एक अनिवार्य हिस्सा बनने की उम्मीद है क्योंकि इसकी कम विलंबता और वर्तमान शल्य चिकित्सा प्रणालियों के साथ संगतता है। आर्थोपेडिक आघात वाले रोगियों में चोट और सर्जरी के बीच एक विशिष्ट समय खिड़की होती है, खासकर पैल्विक और एसिटेबुलर फ्रैक्चर के मामले में। ऐसे मामलों में, संचार स्थिरता सुनिश्चित करना और अन्य प्रणालीगत चोटों को रोकना महत्वपूर्ण है। केंद्रीय अस्पतालों के डॉक्टर प्रीऑपरेटिव तैयारियों का मार्गदर्शन करने और एमएसओपीजीएस के माध्यम से पूर्ण रिमोट सर्जरी करने के लिए टेलीमेडिसिन प्रणाली का उपयोग कर सकते हैं। इसके अलावा, यह प्रणाली 2 डी या 3 डी नेविगेशन, वर्चुअल रियलिटी (वीआर), संवर्धित वास्तविकता (एआर), और मिश्रित वास्तविकता (एमआर) प्रौद्योगिकियों को जोड़ती है। वास्तविकता प्रौद्योगिकी में आर्थोपेडिक सर्जरी के लिए महत्वपूर्ण क्षमता है। किसी भी समय रोगी डेटा को सत्यापित करने की क्षमता, ऑपरेशन की योजना को आगे बढ़ाने और हस्तक्षेप की सटीकता में सुधार करने की क्षमता स्वास्थ्य देखभाल और रोगी परिणामों की गुणवत्ता कोबढ़ाती है। प्रीऑपरेटिव इमेजिंग डेटा को रोगी की सतह के लिए स्थानिक रूप से सही संरेखण में प्रस्तुत आगे के दृश्य डेटा के साथ जोड़ा जा सकता है। एमआर में मल्टीमॉडल छवि एकीकरण सर्जनों को वास्तविक शारीरिक संरचनाओं के साथ छवि पुनर्निर्माण को ओवरले करके इंट्राऑपरेटिव फ्लोरोस्कोपी प्रदान करता है, जिससे विकिरण का पुन: उपयोग करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।
इस अध्ययन की कुछ सीमाएं हैं। उपयोग किए गए श्रोणि के लिए नमूना आकार छोटा था। यद्यपि हमने वास्तविक शल्य चिकित्सा परिस्थिति को पूरी तरह से अनुकरण करने का प्रयास किया, लेकिन कैडवेरिक अध्ययन और वास्तविक परिचालन परिस्थितियों के बीच महत्वपूर्ण अंतर हैं। नैदानिक अनुप्रयोगों के लिए इस प्रणाली को और परिष्कृत करने की आवश्यकता है।
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Disclosures
लेखक घोषणा करते हैं कि उनके पास कोई प्रतिस्पर्धी हित नहीं हैं।
Acknowledgments
कोई नहीं।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 160-slice CT | United Imaging Healthcare Surgical Technology Co. Ltd | uCT780 | Acquire the prescise image and DICOM data |
| Electric bone drill | YUTONG Medical | None | Power system |
| Fluoroscopic plate base | None | None | Fix the cadaveric pelves to operating table |
| K-wire | None | 2.5mm | Guidewire |
| Master-Slave Orthopaedic Positioning and Guidance System | United Imaging Healthcare Surgical Technology Co. Ltd | None | A teleoperated robotic system that positions screws for orthopaedic surgery |
| Mimics Innovation Suite | Materialise | Mimics Medical 21 | Preoperative planning software |
| Mobile C-arm | United Imaging Healthcare Surgical Technology Co. Ltd | uMC560i | Low Dose CMOS Mobile C-arm |
| Operating table | KELING | DL·C-I | Fluoroscopic surgical table |
| Schanz pins | Tianjin ZhengTian Medical Instrument Co.,Ltd. | 5.0mm | Fix the cadaveric pelves |
| Semi-threaded screw | Tianjin ZhengTian Medical Instrument Co.,Ltd. | 7.3mm | Transiliac-Transsacral Screw |
| Seven DOF manipulator | KUKA, Germany | LBR Med 7 R800 | Device for performing surgical operations |
References
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