Ein Spine Robotic-Assisted Navigationssystem für Pedicle Screw Placement

Dieses roboterunterstützte Navigationssystem ist sehr effektiv, präzise und sicher. Es bietet eine freundliche Benutzeroberfläche und automatisch kompensierthandstück für Pedicle Schraubwechsel. Das Punktstück dieses Systems verfügt über eine parallele Plattformarchitektur, die die Vorteile einer starken Belastbarkeit, schneller Positioniergeschwindigkeit, Portabilität, geringer Stellfläche und hoher Krümmbarkeit bietet.

Dieses System kann verwendet werden, um minimal-invasive Operationen, komplizierte kyphoide Skoliose-Deformitäten und andere herausfordernde Fälle durchzuführen. Wir planen, das Robotik-System in anderen chirurgischen Verfahren wie der Nervendekompression zu verwenden. Im Gegensatz zu herkömmlichen chirurgischen Methoden verwendet dieses System eine einzigartige Technologie, die die Visualisierung der chirurgischen Ziele und Operationsschritte innerhalb der Anwendungsschnittstelle ermöglicht.

Mit mir werden Chin-Wei Chen und Xiu-Yun Xiao, Ingenieure von Point Robotics, das Verfahren demonstrieren. Nach Anästhesie und Drapieren einen perkutanen Draht mit einer Lage von 1,5 Millimetern auf den hinteren Iliaskamm legen, um den fiduzialen Rahmen am Iliasknochen des Sägeknochens zu verankern und den Einstiegspunkt unter Fluoroskopie zu überprüfen. Markieren Sie den Einstiegspunkt mit Tinte.

Verwenden Sie einen Bohrer auf 1.000 Umdrehungen pro Minute, um den ersten perkutanen Stift in das hintere Iliaskamm des Patienten einzufügen. Verwenden Sie den Stift, um den Fiducial Frame zu verankern und den Rahmen so lange einzustellen, bis er von der optischen Überwachungskamera erkannt wird. Wenn sich der Rahmen in Position befindet, verwenden Sie einen Schraubendreher, um den Rahmen am Stift zu befestigen, und verwenden Sie den Bohrer, um den zweiten Perkutanstift einzulegen, um den Rahmen mit dem zweiten Stift weiter zu sichern.

Markieren Sie das Operationsfeld mit Tinte und verwenden Sie ein chirurgisches Skalpell, um einen Hautschnitt entlang der Marke zu machen. Dann verwenden Sie einen Schraubendreher, um den Rahmen an der Wirbelsäule von Interesse zu fixieren und lassen Sie den Chirurgen bestätigen, dass der Rahmen fest verankert wurde. Geben Sie für die räumliche Beschriftung und Registrierung die dynamische Referenzrahmenüberwachungsschnittstelle zur Point Spine Navigation System-Software mit mehreren planaren Ansichten ein.

Alle dynamischen Referenzrahmen sollten sich innerhalb des Sichtbereichs des optischen Tracking-Systems befinden. Wenn der dynamische Referenzrahmenvektorpfeil angezeigt wird, wurde der Tracker vom Tracking-System stabil erkannt. Um eine korrekte Registrierung zu gewährleisten, wählen Sie mindestens vier nicht koplanare Feature-Punkte auf den präoperativen 3D-Rekonstruktions-CT-Bildern des Patienten aus.

Verwenden Sie die Spitze der Sonde, um mit dem ersten Feature-Punkt innerhalb des eigentlichen Operationsbereichs in Kontakt zu bleiben. Drücken Sie dann Probe selection', um den Zugriffspunkt zu bestätigen. Wenn alle Feature-Punkte bestätigt wurden, drücken Sie Calculation'Das System berechnet das Ergebnis der Landmark-Registrierung und stellt es in der Software-Schnittstelle vor.

Wenn die Akzeptanzkriterien für die Registrierungsgenauigkeit den Anforderungen der klinischen Indikationen entsprechen, verwenden Sie die Sondenspitze. Kontaktieren Sie kontinuierlich einen beliebigen Punkt auf der Knochenoberfläche im eigentlichen Operationsbereich und drücken Sie die Taste Probeselection', um die Zugangspunkte zu bestätigen. Wenn mindestens 50 Bildpunkte bestätigt wurden, drücken Sie Calculation'Das System berechnet das Oberflächenabgleichsergebnis und stellt es auf der Software-Schnittstelle vor.

Sobald das Registrierungsergebnis akzeptiert wurde, verwenden Sie die Sonde, um die offensichtlichen anatomischen Sehenswürdigkeiten des eigentlichen Operationsbereichs zur Bestätigung auszuwählen. Um den Roboter zu montieren, winkeln Sie das Handstück im Raum so, dass die beiden Kreise, die den Winkel des Handstücks darstellen, in der Software-Schnittstelle übereinstimmen. Passen Sie dann horizontal und vertikal die Position des Handstücks an, so dass die Punkte, die die Position des Handstücks in der Softwareschnittstelle darstellen, an den Einstiegspunkten des geplanten Pfades ausgerichtet sind.

Wir empfehlen, uns mit der First-Person-Orientierung der Benutzeroberfläche und der Bewegung, die wir hier vom Handroboter haben, vertraut zu machen, bevor wir eine Operation versuchen. Um den Pedikus vorzubereiten, aktivieren Sie die Bohrfunktion des Handstücks und bohren Sie die Instrumente, die am vorderen Ende entlang des geplanten Pfades montiert sind. Verwenden Sie den C-Arm, um die Position des K-Pins und des Trokars zu bestätigen und mit der vorderen/hinteren Ansicht zu bestimmen, ob sich das Instrument im ovalen Bereich befindet, der durch den Pedikulieren im perspektivischen Bild gebildet wird.

Bestimmen Sie dann unter der seitlichen Ansicht, ob sich das Instrument im Bereich des Pedikeln und der Wirbel befindet. Wenn die K-Pin- und Trocar-Positionen für das Verfahren geeignet sind, ersetzen Sie sie durch Führungsdrähte und legen Sie die Pedikusschrauben durch die Führungsdrähte. In einer früheren Studie wurde eine niedrige Gesamt-Schraubenfehlstellungsrate von 1,7% von insgesamt 59 Schrauben demonstriert, die über das Point Spine Navigation System an 34 gesehenen Wirbeln platziert wurden.

Es wurden keine Spinalkanalperforationen oder Verletzungen an anderen größeren Gefäßen beobachtet und alle Pedikelnschrauben wurden innerhalb der sicheren Zone positioniert. Der Roboter kann, nicht nur bohren, sondern auch Weichteilmanipulationen durchführen, wegen der hohen Genauigkeit des Roboters, viele chirurgische Eingriffe können sicher durchgeführt werden. Unser Team konzentriert sich derzeit darauf, die Lernkurve des Benutzers zu vereinfachen und einen unterstützenden Arm bereitzustellen, um das Gewicht des Handstücks zu reduzieren.