Name: 페디클 나사 배치를 위한 척추 로봇 보조 네비게이션 시스템 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-05-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 24 s
Description: 학습하세요 척추 로봇 보조 네비게이션 시스템을 이용한 페디클 나사 배치 표준화 기법. 이 방법은 정확하고 안전하며 최소 침습 수술과 복잡한 기형 교정에 적합합니다.

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이 연구는 부분적으로 로봇 시스템을 제공하는 포인트 로보틱스 메드테크 법인에 의해 지원되었다. 이 헌금자는 X.Y. Xiao, C.W. Chen, H.K. Chou 및 C.Y. Sung에 대한 급여 형태로 지원을 제공했지만 연구 설계, 데이터 수집 및 분석, 출판 결정 또는 원고 준비에 추가적인 역할은 없었습니다.

모든 절차는 국립 대만 대학 병원 (NTUH) 연구 윤리위원회 (REC)와 1975 년 헬싱키 선언 (가장 최근에 개정 된 버전)의 윤리 기준에 따라 했다. 추가 임상 시험이 준비된 경우 모든 환자로부터 통보된 동의를 얻어야 합니다.
참고 : 마취 절차는 환자의 수술 전 평가, 수술 중 관리 및 수술 후 관리의 세 단계로 분류 될 수 있습니다. 수술 전 평가 중 철저한 병력과 신체 검사를 포함한 모든 환자 데이터를 수집해야하며 직원은 환자 동반 및 환자의 마취 치료와 어떻게 관련이 있는지 인식해야합니다. 철저한 기도 검사가 수행되어야하며, 직원은 기본적인 마취 치료 계획을 수립하기 위해 마취 옵션을 알고 있어야합니다. 수술 중 관리 중 마취 전문의는 마취 기계의 기본 기능을 확인하고 맥박 산소 측정기, 심전도, 비침습적 혈압 장치 및 온도 모니터, 기도 관리 옵션, 유도 제 약리학 및 마취 제 중 적응증을 포함하는 미국 마취학회에서 권장하는 기본 생리학적 모니터를 적용해야합니다. 저혈압, 고혈압, 저산소증 및 올리구리아와 같은 수술 중 이벤트는 인식, 평가 및 관리되어야 합니다. 또한, 직원은 환자가 절착 기준을 충족하는 경우를 인식해야합니다.
1. 사전 운영 설정 및 계획
참고: 수술 중, 멸균 수술 커튼은 준비되지 않은 표면과의 접촉을 방지하고 환경 표면, 장비 및 환자의 주변의 수술 부위 멸균을 유지하기 위해 사용되어야합니다. 환자와 수술 팀 모두에게 병원균 전달의 위험을 줄이기 위해, 멸균 수술 가운은 수술 중 수술 팀에 의해 스크럽 정장 위에 착용해야합니다.
<ol><li>수술 부위에서 형광 투시경에 영향을 줄 수있는 모든 구성 요소를 제거하십시오. 이것은 각 개별적인 환자에 따라 수술 계획에 달려 있습니다.</li>
	<li>마취를 투여 한 후 경향이 위치에 환자를 배치하고 수술 요구 사항에 따라 준비. 참고 : 모든 마취 절차는 마취 전문의의 감독하에 수행되어야하며 각 계획은 각 개별 환자에 따라 조정되어야합니다.</li>
	<li>환자의 수술 부위를 청소하고 살균하십시오.</li>
	<li>환자의 수술 부위에서 수술 부위를 덮습니다.</li>
	<li>수술 부위를 제외하고 환자에게 멸균 수술 용 드레이프를 놓습니다.</li>
	<li>환자에게 FF를 고정; 사용자는 필요에 따라 다음 두 가지 방법 중 하나를 선택할 수 있습니다.<ol>
<li>장골 뼈에 고정 (적용 가능한 수술 부위: L5 또는 S1).<ol>
<li>후부 장골 문장에 두 개의 경피 선사 (Φ = 1.5 mm)를 놓고 형광 투시경 에서 진입점을 확인하십시오. 외과 의사가 진입점에 대한 우려가있는 경우 단계를 반복합니다. 마커 펜을 사용하여 진입점을 표시합니다.</li>
			<li>파워 드릴 (1000 RPM)을 사용하여 환자의 후방 장골 문장에 첫 번째 경피 핀 (Φ = 5mm, L = 140mm)을 삽입하십시오.</li>
			<li>FF를 첫 번째 경피 핀과 함께 놓습니다. 광학 추적 카메라에서 인식될 때까지 FF를 조정합니다. 드라이버를 사용하여 FF를 첫 번째 경피 핀에 고정합니다.</li>
			<li>파워 드릴(1000 RPM)을 사용하여 FF에 구멍과 함께 두 번째 경피 핀(Φ = 5mm, L = 140mm)을 삽입합니다. 드라이버를 사용하여 FF의 나사를 두 번째 경피 핀에 고정합니다. 참고 : 광학 추적 시스템의 설명서에 따르면, 마커 구는 광학 추적기에서 3m 이내에 식별 될 수있다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>흉부, 요추 또는 천골 척추 : 클램프 적용 수술 사이트와 현재 또는 인접한 척추 척추 과정에 고정.<ol>
<li>형광 투시경 의 밑에 참조로 환자의 등에 철사 (Φ = 1.5 mm)를 놓습니다. 형광투시경 하에 수술장을 확인하십시오. 외과 의사가 수술 분야에 대한 우려가있는 경우 단계를 반복합니다. 마커 펜을 사용하여 수술 필드를 표시합니다.</li>
			<li>외과 메스를 사용하여 수술 현장에서 피부 조직을 절개하십시오. 드라이버를 사용하여 FF를 가시 공정에 고정합니다. 뼈 미네랄 밀도의 차이로 인해 외과 의사는 FF가 가시 공정에 단단히 고정되어 있는지 결정하도록합니다.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>핸드피스, 광학 추적 시스템, 로봇 워크스테이션 및 네비게이션 툴킷(즉, 프로브)을 포함하여 PSNS의 장비 및 구성 요소가 준비되었는지 확인합니다(그림3 및 그림 4). 참고 : 외과 직원을 방해하지 마십시오. 광학 추적 카메라를 차단하지 마십시오. 트래커가 광학 추적 시스템에 의해 안정적이고 인식되었는지 확인합니다. 탐색 도구 키트를 소독하고 수술대에 놓습니다.</li>
</ol>2. 공간 라벨링 및 등록
<ol><li>환자의 수술 전 CT 이미지를 DVD 또는 USB를 통해 시스템에 전송하고 수술 요구에 따라 방향을 조정하기 위해 이미지 크기를 자르십시오. 이 시스템은 시상, 관상, 축 및 경사 평면을 포함한 가상 수술 유도 이미지와 각 척추에 대한 맞춤형 3D 재구성을 제공합니다.</li>
	<li>PSNS 소프트웨어가 라벨링 인터페이스를 제공함에 따라 외과의사에게 각 척추에 전방 후방 보기및 측면 뷰에 라벨을 부착하여 추간판을 분화하여 식별할 단계를 식별하도록 요청합니다.</li>
	<li>장치 소프트웨어에 따라 최적의 나사 길이 및 임플란트 치수를 선택합니다.</li>
	<li>수술 전 CT 스캔의 3D 및 다중 평면 이미지 재구성을 기반으로 나사의 최적의 위치 및 궤적을 계획합니다.</li>
	<li>계획된 모든 나사가 정확하고 적절한지 확인합니다.</li>
	<li>여러 평면 뷰를 제공하는 PSNS 소프트웨어에 DRF 모니터링 인터페이스를 입력합니다(측면에 3D 볼륨 및 3개의 단면 평면 포함). 모든 DRF는 광학 추적 시스템의 시야 영역 내에 있어야 합니다(사용자 지침에 따라 권장되는 최상의 인식 범위는 범위 B입니다.) 트래커를 나타내는 DRF 벡터 화살표가 사용자 인터페이스상에 표시되면, 추적 시스템에 의해 안정적으로 인식된다(도5).</li>
	<li>가소성 공정을 따라 양자간 서브 페리오스텔해부를 수행하고, 모든 레벨의 횡방향 공정의 팁까지 라미네를 내보낸다. 조인트 조인트 캡슐을 제거하여 관절을 노출시다. 자기 유지 리트랙터의 사용은 측면에 근육을 유지하여 척추 노출에 도움이.</li>
	<li>랜드마크 등록 및 표면 일치를 포함한 등록 절차를 수행합니다. 등록 결과의 정확성을 확인하려면 아래 순서를 따르십시오.<ol>
<li>랜드마크 등록<ol>
<li>환자의 수술 전 3D 재구성 CT 이미지에서 적어도 4개의 비코플라나 특징점(예: 가시 공정, 층상 및 횡방향 프로세스)을 선택합니다.</li>
			<li>프로브 팁을 사용하여 실제 수술 영역에서 2.8.1.1 단계에서 선택한 첫 번째 특징점과 계속 접촉합니다.</li>
			<li>소프트웨어 인터페이스의 프로브 선택 버튼을 눌러 액세스 포인트를 확인합니다.</li>
			<li>2.8.1.1.1.1단계에서 선택된 4개의 특징점이 확인될 때까지 2.8.1.2-2.8.1.3단계를 반복합니다.</li>
			<li>소프트웨어 인터페이스의 계산 버튼을 누릅니다. 시스템은 랜드마크 등록 결과를 계산하여 소프트웨어 인터페이스에 제시합니다.</li>
			<li>등록 정확도에 대한 수용 기준은 임상 적응증(&5 mm)의 요구를 충족해야 합니다. 결과가 만족스럽지 않은 경우 등록 결과가 합격 기준을 충족할 때까지 2.8.1.1-2.8.1.5단계를 반복합니다. 참고: 프로브를 사용하여 뼈 표면의 연조직을 지우고 점 수집 시 프로브 팁의 매달려 있는 것을 방지하는 등 뼈 표면의 위치 정보를 얻을 수 있는지 확인합니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>표면 일치<ol>
<li>프로브 팁을 사용하여 실제 수술 부위의 골표면의 모든 지점에 지속적으로 접촉합니다.</li>
			<li>소프트웨어 인터페이스의 프로브 선택 버튼을 눌러 액세스 포인트를 확인합니다.</li>
			<li>프로브를 이동하고(프로브를 이전 선택 점과 다르게 만들고) 50개 이상의 선택 점이 완료될 때까지 2.8.2.1-2.8.2.2 단계를 반복합니다.</li>
			<li>소프트웨어 인터페이스의 계산 버튼을 누릅니다. 시스템은 표면 일치 결과를 계산하고 소프트웨어 인터페이스에 제시합니다.</li>
			<li>등록 정확도에 대한 수용 기준은 임상 적응증(&0.5 mm)의 요구를 충족해야 합니다. 결과가 만족스럽지 않은 경우 등록 결과가 합격 기준을 충족할 때까지 2.8.2.1-2.8.2.4 단계를 반복합니다.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>프로브를 사용하여 등록 결과가 수락되면 확인을 위해 실제 수술 부위의 명백한 해부학 적 랜드 마크 (예 : 가시 공정, 횡방향 프로세스, 면 관절)를 선택합니다(그림 6). 참고: 수술 중에 적외선을 적절히 반사하고 수신해야 합니다. 광학 추적 시스템이 마커를 인식할 수 없는 경우 소프트웨어 인터페이스에 빨간색 표시등이 표시됩니다. 수술 장이 카메라 감지 범위의 중심에 있고 트래커가 빛과 혈액으로부터 보호되도록 카메라를 조정해야 합니다.</li>
</ol>3. 로봇 조립 및 모션
<ol><li>핸드피스를 살균 커튼으로 덮고 로봇에 수술 기구를 설치합니다 (예 : 트로카 (Φ = 5mm) 및 K 핀 (Φ = 1.8 mm)).</li>
	<li>다음 지침(단계 3.2.1-3.2.2)에 따라 핸드피스의 각도와 위치를 조정하여 핸드피스가 보상 범위 내에 있도록 합니다(계획된 경로에서 1센티미터 의 거리 및 포함된 각도 4도).<ol>
<li>각도 조정: 핸드피스의 각도를 나타내는 두 원이 소프트웨어 인터페이스에서 일치되도록 공간에서 핸드피스의 각도를 돌립니다.</li>
		<li>위치 조정: 소프트웨어 인터페이스에서 핸드피스의 위치를 나타내는 점이 계획된 경로의 진입점에 정렬되도록 공간에서 핸드피스의 위치를 수평 및 수직으로 이동합니다. 참고: 3.2.1 및 3.2.2 단계가 동시에 완료되면 핸드피스는 사전 계획된 경로에 맞게 계측기의 각도와 위치를 유지하기 위해 능동 보정 기능을 자동으로 활성화합니다(그림7).</li>
	</ol>
</li>
	<li>UI에 표시된 로봇의 마커 색상을 판단하여 로봇의 작동 상태를 결정합니다. 녹색이면 작동할 수 있고 빨간색이면 작동할 수 없습니다. 참고: 핸드피스가 환자 나 주변 장애물과 접촉하는 경우, 내비게이션 워크스테이션 하우징 위에 있는 비상 정지 버튼을 외과 의사 나 기술자가 누를 수 있습니다. 로봇의 정기적 인 유지 보수가 수행되어야한다. 플랫폼은 250회 사용 후 운동학 매개 변수에 대해 다시 보정되어야 합니다. 트로카와 K-핀은 한 번 사용한 후에 버려야 합니다.</li>
</ol>4. 페디클 준비 및 나사 삽입
<ol><li>핸드피스의 드릴 기능을 활성화하고 프런트 엔드에 장착된 기기(K 핀: Φ = 1.8mm 및 트로카: Φ = 5mm)를 계획된 경로를 따라 환자의 신체에 드릴링합니다.</li>
	<li>c-arm을 사용하여 k-핀과 트로카의 위치를 확인합니다.</li>
	<li>형광투시경에서 K핀과 트로카 위치가 올바르지 않은 경우 K-핀과 트로카를 제거하십시오. 그런 다음 핸드피스를 사용하여 k-pin과 트로카 삽입이 형광 투시경 (4.3.1-4.3.2 참조)에서 경향이있는 위치로 삽입 될 때까지 다시 페디클에 드릴.<ol>
<li>AP 뷰에서 원근 이미지에서 페디클에 의해 형성된 타원형 영역에 계측기가 있는지 확인합니다.</li>
		<li>LAT 뷰에서 계측기의 범위가 페디클과 척추 범위 내에 있는지 확인합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>위치가 적절하면 K 핀과 트로카를 가이드와이어(Φ = 1.5mm, L = 400mm)로 교체하십시오.</li>
	<li>가이드와이어를 통해 페디클 나사를 삽입합니다.</li>
	<li>4.1-4.4 단계를 반복하여 모든 수술 계획 경로를 완료합니다. 참고 : 수술 후 관리에 관해서는, 환자는 마취 후 회복 단위에서 모니터링해야 (PACU) 수술 후 진통 옵션을 선택해야합니다. 구역질, 고통, 저혈압, 고혈압 및 저산소증과 같은 기본적인 PACU 사건은 평가되어야 합니다. 추가적으로, 직원은 환자가 PACU 출력을 위한 기준을 충족하는 때 인식해야 합니다.</li>
</ol>

<ol><li>Verma, K., Boniello, A., Rihn, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emerging+techniques+for+posterior+fixation+of+the+lumbar+spine%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Academy+of+Orthopaedic+Surgery%22%5BJournal%5D)">Emerging techniques for posterior fixation of the lumbar spine.</a> Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgery. 24 (6), 357-364 (2016).</li>
<li>Gaines, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+pedicle-screw+internal+fixation+for+the+operative+treatment+of+spinal+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Bone+and+Joint+Surgery-American%22%5BJournal%5D)">The use of pedicle-screw internal fixation for the operative treatment of spinal disorders.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery-American. 82 (10), 1458-1476 (2000).</li>
<li>Dede, O., Ward, W., Bosch, P., Bowles, A., Roach, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+the+freehand+pedicle+screw+placement+technique+in+adolescent+idiopathic+scoliosis+surgery%3A+what+is+the+incidence+of+neurological+symptoms+secondary+to+misplaced+screws%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">Using the freehand pedicle screw placement technique in adolescent idiopathic scoliosis surgery: what is the incidence of neurological symptoms secondary to misplaced screws.</a> Spine. 39 (4), 286-290 (2014).</li>
<li>Costa, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Erratum%3A+Radiation+exposure+in+spine+surgery+using+an+image-guided+system+based+on+intraoperative+cone-beam+computed+tomography%3A+analysis+of+107+consecutive+cases%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%3A+Spine+SPI%22%5BJournal%5D)">Erratum: Radiation exposure in spine surgery using an image-guided system based on intraoperative cone-beam computed tomography: analysis of 107 consecutive cases.</a> Journal of Neurosurgery: Spine SPI. 26 (4), 542(2017).</li>
<li>Stuer, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Robotic+technology+in+spine+surgery%3A+Current+applications+and+future+developments%5BTitle%5D)+AND+%22Intraoperative+Imaging%22%5BJournal%5D)">Robotic technology in spine surgery: Current applications and future developments.</a> Intraoperative Imaging. 109, 241-245 (2011).</li>
<li>Devito, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+acceptance+and+accuracy+assessment+of+spinal+implants+guided+with+SpineAssist+surgical+robot%3A+retrospective+study%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">Clinical acceptance and accuracy assessment of spinal implants guided with SpineAssist surgical robot: retrospective study.</a> Spine. 35 (24), 2109-2115 (2010).</li>
<li>Fan, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radiological+and+clinical+differences+among+three+assisted+technologies+in+pedicle+screw+fixation+of+adult+degenerative+scoliosis%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Radiological and clinical differences among three assisted technologies in pedicle screw fixation of adult degenerative scoliosis.</a> Scientific Reports. 8 (1), 890(2018).</li>
<li>Kantelhardt, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perioperative+course+and+accuracy+of+screw+positioning+in+conventional%2C+open+robotic-guided+and+percutaneous+robotic-guided%2C+pedicle+screw+placement%5BTitle%5D)+AND+%22European+Spine+Joutnal%22%5BJournal%5D)">Perioperative course and accuracy of screw positioning in conventional, open robotic-guided and percutaneous robotic-guided, pedicle screw placement.</a> European Spine Joutnal. 20 (6), 860-868 (2011).</li>
<li>Verma, R., Krishnan, S., Haendlmayer, K., Mohsen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+outcome+of+computer-assisted+spinal+pedicle+screw+placement%3A+a+systematic+review+and+meta-analysis+of+23+studies+including+5%2C992+pedicle+screws%5BTitle%5D)+AND+%22European+Spine+Journal%22%5BJournal%5D)">Functional outcome of computer-assisted spinal pedicle screw placement: a systematic review and meta-analysis of 23 studies including 5,992 pedicle screws.</a> European Spine Journal. 19 (3), 370-375 (2010).</li>
<li>Ghasem, A., Sharma, A., Greif, D., Alam, M., Maaieh, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Arrival+of+Robotics+in+Spine+Surgery%3A+A+Review+of+the+Literature%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">The Arrival of Robotics in Spine Surgery: A Review of the Literature.</a> Spine. 43 (23), 1670-1677 (2018).</li>
<li>Roser, F., Tatagiba, M., Maier, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spinal+robotics%3A+current+applications+and+future+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Spinal robotics: current applications and future perspectives.</a> Neurosurgery. 72 (1), 12-18 (2013).</li>
<li>Chen, H. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Results+of+using+robotic-assisted+navigational+system+in+pedicle+screw+placement%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Results of using robotic-assisted navigational system in pedicle screw placement.</a> PLoS One. 14 (8), 0220851(2019).</li>
<li>NDI Medical. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.ndigital.com/medical/products/polaris-vega">https://www.ndigital.com/medical/products/polaris-vega</a> (2020).</li>
<li>Gertzbein, S. D., Robbins, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accuracy+of+pedicular+screw+placement+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">Accuracy of pedicular screw placement in vivo.</a> Spine. 15 (1), 11-14 (1990).</li>
<li>Kim, T. T., Johnson, J. P., Pashman, R., Drazin, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Minimally+Invasive+Spinal+Surgery+with+Intraoperative+Image-Guided+Navigation%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed+Research+International%22%5BJournal%5D)">Minimally Invasive Spinal Surgery with Intraoperative Image-Guided Navigation.</a> Biomed Research International. 2016, 5716235(2016).</li>
<li>Bailey, S. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+BWM+spinal+fixator+system.+A+preliminary+report+of+a+2-year+prospective%2C+international+multicenter+study+in+a+range+of+indications+requiring+surgical+intervention+for+bone+grafting+and+pedicle+screw+fixation%5BTitle%5D)+AND+%22Spine%22%5BJournal%5D)">The BWM spinal fixator system. A preliminary report of a 2-year prospective, international multicenter study in a range of indications requiring surgical intervention for bone grafting and pedicle screw fixation.</a> Spine. 21 (17), 2006-2015 (1996).</li>
<li>Lonstein, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complications+associated+with+pedicle+screws%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Bone+and+Joint+Surgery-American+Volume%22%5BJournal%5D)">Complications associated with pedicle screws.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery-American Volume. 81 (11), 1519-1528 (1999).</li>
</ol>

포인트 로보틱스 메드테크 는 저자 시우윤 샤오, 치웨이 첸, 하오카이 추, 성첸유를 고용했다. 이 연구는 로봇 시스템을 제공하는 포인트 로보틱스 메드테크(Point Robotics MedTech Inc.)에 의해 부분적으로 지원되었습니다. 저자는 이 연구에서 평가된 포인트 척추 네비게이션 시스템(PSNS)이 개발 된 제품이라고 선언합니다.

1990년 이래로 로봇 사용과 관련된 외과 적 응용 분야가 급속히 발전해 왔습니다. 사용 가능한 로봇 기술이 최적화되어 정확도가 향상되고, 사람의 손의 떨림을 극복하고, 네비게이션 시스템의 일치 및 등록 시간이단축되었습니다 15. 수술 로봇 지원의 장점은 다음과 같습니다 : (1) 긴 학습 과정없이 즉각적인 표준화; (2) 외과 의사는 사용자 인터페이스를 통해 CT 기반 이미지에 중첩되는 수술 전 계획을 정확하게 따를 수 있습니다. (3) 외과 의사 및 운영 직원에 대한 방사선 노출 의 감소; (4) 특히 복잡한 해부학 또는 복잡한 개정 수술에 직면하는 동안, 정확도를 향상.
페디클 나사의 널리 허용 된 사용에도 불구하고, 자유형 페디클 배치 기술은 해부학 랜드 마크, 이미지 가이드 및 외과 의사의 경험에 크게 의존한다. 경험이 풍부한 외과 의사와도 불구하고 임플란트 부처분율은 5.1-31 %의 범위에 있으며 여러 검토 연구에서 설명한 ...

척추 수술 분야에서 척추 융합 수술은 기본적인 외과 적 수술, 특히 척추의 3 열 지원을 제공하고 생체 역학의 강도를 향상시킬 수있는 후방 척추 나사 고정입니다. 따라서, 그것은 가장 일반적으로 사용되는 외과 적 절차 중 하나가되고있다1. 많은 초기 연구에서, 후방 소아성차임의 임상적 효과가 확인되었으며, 퇴행성, 외상성 및 복잡한 척추 질환과 같은 많은 다른 척추 질환에 대한 수술에 널리 사용되고 있다2.
그러나, 후방 요추 융합 수술은 우수한 치료 효과를 얻을 수 있지만, 인체 해부학으로 인해 여전히 위험하다. 중추 신경계, 신경 뿌리 및 주요 혈관과 같은 페디클에 가까운 많은 중요한 조직 구조가 있습니다. 외과 적 수술 중 이러한 조직의 손상은 혈관 손상, 신경 학적 결핍 또는 나사 풀림22,3과같은 심각한 합병증을 일으킬 수 있습니다. 또한 외과 의사와 직원은 특히 최소 침습 척추 절차의 경우 추가 방사선에 노출됩니다4. 외과 의사는 나사 배치, 뼈 절골술 및 신경감압5와 같은 길고 지루한 척추 수술 절차 후 피로와 손 떨림을 경험할 수 있습니다.
척추 수술에 적용될 로봇 보조 네비게이션 시스템을 수술 정확도와 환자의 안전을 개선하기 위한 제안이 필요했습니다. 로봇 보조 네비게이션 시스템에 대한 여러 연구는 혈통 나사 배치의 안전성, 정확성 및 정밀도의 향상뿐만 아니라 방사선 노출 및 작동 시간6,7,7,88,9,,10을감소시보였다. 그러나 철저한 나사 궤도 계획, 이미지로 의한 사전 작동 계획, 고정 장치가 있는 포괄적인 로봇 시스템 및 로봇 제어 소프트웨어는 여전히 이 목표를 달성하기 위해 해결되어야 합니다. 이 연구는 로봇 보조 페디클 나사 배치 수술을 위한 자체 개발 네비게이션 시스템(즉, 포인트 척추 네비게이션 시스템(PSNS))의 로봇 구조 및 워크플로우에 대한 설명에 중점을 둡니다.
시스템 설명 및 수술 프로토콜 PSNS는 다음을 포함하는 탐색 워크스테이션으로 구성됩니다. (1) 3차원(3D) 재구성, 사전 수술 계획, 공간 운동 관계 계산 및 등록을 통한 이미지 판독을 담당하는 사용자 인터페이스 소프트웨어가 있습니다. (2) PSNS는 적외선 광학 안내 시스템을 사용하여 수술 로봇과 환자의 공간 위치를 추적합니다. 적외선 광학 가이던스 시스템에는 다음과 같은 구성 요소가 포함되어 있습니다: (i) 적외선을 능동적으로 방출하고 듀얼 카메라를 통해 스테레오 포지셔닝을 수행하는 광학 트래커(그림1); (ii) 표면이 정밀한 공구 추적을 위한 반사 특성을 가진 반사 코팅을 가진 마커 구; 및 (iii) 베이스 및 4개의 마커 구를 포함하는 동적 참조 프레임(DRF)을 가진 도구. 추적 시스템의 식별 실패를 방지하기 위해 각 장치에는 고유한 DRF 설계가 있으며 서로 공유할 수 없습니다. 사용되는 DRF에는 핸드피스 위치를 확인하기 위해 핸드피스의 베이스에 부착된 베이스 프레임(BF), 핸드피스의 끝에 부착된 엔드 이펙터 프레임(EF), 환자의 뼈에 고정된 신탁 프레임(FF) 및 3D 공간에서 대상 위치를 확인하는 프로브가 포함됩니다. (3) 6자유도(DOF) 스튜어트 플랫폼을 포함하는 핸드피스가 있는데, 로봇의 한쪽 끝은 나사 경로를 드릴링하는 데 사용되는 동작 도구를 구비한다. 핸드피스는 외과 의사가 척추 수술 중 수술 도구의 위치 또는 페디클 나사와 같은 임플란트의 정확한 배치를 지원하는 로봇 보조 네비게이션 시스템입니다. 로봇이 자동으로 올바른 대상을 보정할 때 수술 대상의 움직임이 추적됩니다. 로봇은 수술 도구 지침을 제공하는 반 활성 시스템으로 설계되었습니다. 그러나, 실제 수술은 외과 의사에 의해 수행됩니다. 작동 원리 및 장비는 그림 2에나와 있습니다.
PSNS는 다음 시료 절차를 포함하되 이에 국한되지 않는 절차에 대해 표시됩니다: (i) 개방, 최소 침습, 또는 경피적 척추 수술; (ii) 흉부, 요추 또는 천골 척추에 대한 척추 수술 부위; (iii) 외상, 퇴행성 협착 질환, 불안정성, 척추 염, 추간판 추간판, 종양, 감염 또는 척추 기형 교정을위한 후방 척추 융합; (iv) 척추 성형술을 수행하는 동안 K-와이어 또는 바늘과 같은 일시적 또는 영구적 인 장치의 배치, 또는 경피 경피 내시경 요추 절제술; (iv) 골종양 절제술은 골양성 골종 또는 종양 생검의 절제, 로봇이 주어진 척추 위치로 바늘 또는 가이드와이어를 지시하는. 이 절차는 마취, 외과 적 수술을 견딜 수없는 사람들 또는 만족스러운 탐색 이미지가 획득되지 않은 사람들에게 금기입니다.
신경 외과 의사와 정형 외과 의사를 포함한 수술 직원은 지도 과정에 대한 라이센스와 훈련을 받아야합니다. 수술 중 로봇을 작동시키기위한 모든 절차는 환자 또는 외과 의사에게 해를 끼치지 않도록 권장 표준화 된 절차를 따라야합니다. 외과 의사는 기존의 수술 기구로 다시 전환하고 탐색이 부정확하다고 판단될 때 수술을 완료 할 수 있는지 확인하기 위해 기존의 수술 경험을 가지고 있어야합니다, 외과 의사의 해부학 적 지식에 따라.

<table><tbody><tr><td>동적 참조 프레임</td><td>POINT</td><td></td><td></td></tr><tr><td>FF 도구 키트: 1.커넥팅 로드 2.콤비네이션 클램프 3.멀티 핀 클램프 4.Schanz screw 5.Spinous process clamp 6.Open wrench 7.육각 렌치</td><td>POINT</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Handpiece</td><td>POINT</td> Handpiece holder <td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>POINT</td><td></td><td></td></tr><tr><td>핸드피스 스탠드</td><td>POINT</td><td></td><td></td></tr><tr><td>K-pin</td><td>POINT</td><td></td><td></td></tr><tr><td>광학 추적기</td><td>NDI</td><td></td><td></td></tr><tr><td>패시브 스피어</td><td>NDI</td><td></td><td></td></tr><tr><td>프로브</td><td>POINT</td><td></td><td></td></tr><tr><td>멸균 상자</td><td>POINT</td><td></td><td></td></tr><tr><td>멸균 드레이프</td><td>POINT</td><td></td><td></td></tr><tr><td>투관침</td><td>POINT</td><td></td><td></td></tr><tr><td>워크 스테이션 카트</td><td>POINT</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

페디클 나사 배치를 위한 척추 로봇 보조 네비게이션 시스템

A Spine Robotic-Assisted Navigation System for Pedicle Screw Placement

Pedicle 나사 이식은 우수한 치료 효과를 가지고 있으며 종종 척추 융합 수술에서 외과 의사에 의해 사용된다. 그러나 인체 해부학의 복잡성으로 인해이 외과 적 수술은 특히 최소 침습 수술이나 선천성 기형 및 척추 측만증 환자에서 어렵고 도전적입니다. 위에서 언급 한 요인 외에도 외과 의사의 수술 경험과 기술은 수술 후 환자의 회복 속도 및 합병증에도 영향을 미칩니다. 따라서, 정확하게 수행 된 소아성부 수착은 외과 의사와 환자에 대한 공통관심사의 지속적인 주제이다. 최근 기술 개발과 함께 로봇 보조 네비게이션 시스템이 점차 채택되고 있습니다. 이 로봇 보조 네비게이션 시스템은 수술 전에 수술 전 완벽한 계획을 외과 의사에게 제공합니다. 이 시스템은 각 척추의 3D 재구성 이미지를 제공하여 외과 의사가 환자의 생리학적 특성을 보다 신속하게 이해할 수 있도록 합니다. 또한 시상, 관상, 축 및 경사 평면의 2D 이미지를 제공하여 외과 의사가 페디클 나사 배치 계획을 정확하게 수행 할 수 있도록합니다.
이전 연구는 정확도 및 안전성 평가를 포함하여 페디클 스크류 이식 절차를 위한 로봇 보조 네비게이션 시스템의 효과를 입증했습니다. 이 단계별 프로토콜은 로봇 보조 페디클 나사 배치를 위한 표준화된 수술 기법 노트를 설명하는 것을 목표로 합니다.

로봇 보조 페디클 나사 배치의 안전성과 정확성은 여러 연구에서 해결되었습니다6,,11. 우리는 제안된 방법의 광학 추적 시스템에서 수술 전 계획 이미지와 척추를 일치시다. 계획된 수술 경로를 결정한 후, 이 정보는 핸드피스 제어부를 통해 핸드피스로 전달되었다. 내비게이션 시스템은 추적 정보를 통합하여 수술 중 모니터에 표시합니다. 또한, 화면은 척추의 입학 경로와 악기의 위치를 표시합니다.
이전 연구12에서,총 59개의 나사로부터 1.7%의 낮은 전체 나사 부설률을 PSNS를 통해 30개의 돼지 척추에 배치하였다(도8). 외과 적 절차는 PSNS를 사용하는 동안 원활하게 진행하고이 59 페디클 나사는 수술 후 CT 스캔에 의해 평가되었다. 나사 51개(86.4%) A조7명(11.9...

이 기사에서는 로봇 보조 네비게이션 시스템을 사용하여 로봇 보조 페디클 나사 배치를 위한 표준화된 수술 기법을 제시합니다. 단계별 프로토콜을 제시하고 이 절차의 워크플로 및 예방 조치에 대해 설명합니다.

Pedicle screw implantation has excellent treatment effects and is often used by surgeons in spinal fusion surgery. However, due to the complexity of human ...

이 로봇 지원 네비게이션 시스템은 매우 효과적이고 정확하며 안전합니다. 그것은 친절한 사용자 인터페이스를 제공하고 페디클 나사 교체를위한 자동으로 보상 핸드피스를 제공합니다. 이 시스템의 포인트 핸드피스는 강력한 하중 용량, 빠른 위치 지정 속도, 휴대성, 작은 설치 공간 및 높은 곡선성의 장점을 갖는 병렬 플랫폼 아키텍처를 가지고 있습니다.이 시스템은 최소 침습 수술, 복잡한 kyphoid 척추측만증 기형 및 기타 도전적인 사례를 수행하는 데 사용할 수 있습니다. 우리는 신경 감압과 같은 다른 외과 적 수술에서 로봇 시스템을 사용할 계획입니다. 기존의 외과 적 방법과는 달리,이 시스템은 응용 프로그램 인터페이스 내에서 수술 목표 및 수술 단계를 시각화 할 수있는 독특한 기술을 사용합니다.저와 함께 절차를 시연하는 것은 포인트 로보틱스의 엔지니어인 친웨이 첸과 시우윤 샤오입니다. 마취 및 드레이핑 후, 후방 에리악 문장에 1.5 밀리미터의 격자로 경피 와이어 를 배치하여 관전 프레임을 톱 뼈의 장강 뼈에 고정하고 형광검사 에서 진입점을 확인하십시오. 잉크로 진입점을 표시합니다.분당 1, 000 회전으로 설정된 파워 드릴을 사용하여 환자의 후방 iliac 문장에 첫 번째 경피 핀을 삽입합니다. 핀을 사용하여 수탁 프레임을 고정하고 광학 추적 카메라에서 인식될 때까지 프레임을 조정합니다. 프레임이 위치에 있을 때 드라이버를 사용하여 프레임을 핀에 고정하고 드릴을 사용하여 두 번째 경피 핀을 삽입하여 두 번째 핀으로 프레임을 더욱 고정합니다.수술장을 잉크로 표시하고 외과용 메스를 사용하여 마크를 따라 피부 절개를 합니다. 그런 다음 드라이버를 사용하여 관심있는 척추 과정에 프레임을 고정하고 외과 의사가 프레임이 단단히 고정되었는지 확인하도록합니다. 공간 라벨링 및 등록을 위해 동적 참조 프레임 모니터링 인터페이스를 여러 평면 뷰가 있는 Point Spine 탐색 시스템 소프트웨어에 입력합니다.모든 동적 참조 프레임은 광학 추적 시스템의 비전 영역 내에 있어야 합니다. 동적 참조 프레임 벡터 화살표가 표시되면 추적 시스템에서 트래커를 안정적으로 인식했습니다. 올바른 등록을 위해 환자의 수술 전 3D 재구성 CT 이미지에서 적어도 4개의 비-coplanar 피처 포인트를 선택합니다.프로브의 끝을 사용하여 실제 수술 영역 내의 첫 번째 피처 포인트와 계속 접촉하십시오. 그런 다음 프로브 선택을 눌러 액세스 포인트를 확인합니다. 모든 피처 포인트가 확인되면, 'The 시스템은 랜드마크 등록 결과를 계산하고 소프트웨어 인터페이스에 제시합니다.등록 정확도에 대한 수용 기준이 임상 적응증의 요구사항을 충족하는 경우 프로브 팁을 사용합니다. 실제 수술 부위의 뼈 표면의 모든 지점에 지속적으로 연락하여 프로브 선택 버튼을 눌러 액세스 지점을 확인합니다. 50개 이상의 그림 점이 확인되면, 이 시스템은 표면 매칭 결과를 계산하고 소프트웨어 인터페이스에 제시합니다.등록 결과가 받아들여지면 프로브를 사용하여 실제 수술 영역의 명백한 해부학 적 랜드 마크를 선택하여 확인하십시오. 로봇을 조립하려면 핸드피스의 각도를 나타내는 두 원이 소프트웨어 인터페이스에서 일치하도록 공간에서 핸드피스를 각도로 이동합니다. 그런 다음, 소프트웨어 인터페이스에서 핸드피스의 위치를 나타내는 점이 계획된 경로의 진입점과 정렬되도록, 핸드피스의 위치를 수평 및 수직으로 조정한다.우리는 사용자 인터페이스의 첫 번째 사람 방향과 우리가 수술을 시도하기 전에 핸드 헬드 로봇의 여기에 있는 움직임에 익숙해지는 것이 좋습니다. 페디클을 준비하려면 핸드피스의 드릴 기능을 활성화하고 계획된 경로를 따라 프런트 엔드에 장착된 계측기를 드릴링합니다. C-암을 사용하여 K-핀과 트로카의 위치를 확인하고 전방/후방 뷰를 사용하여 계측기가 원근 이미지에서 페디클에 의해 형성된 타원형 영역에 있는지 여부를 결정합니다.그런 다음 측면 보기 에서 계측기가 페디클 과 척추의 범위 내에 있는지 여부를 결정합니다. K-핀과 트로카 위치가 절차에 적합한 경우 가이드 와이어로 교체하고 가이드 와이어를 통해 페디클 나사를 삽입합니다. 이전 연구에서는 포인트 척추 내비게이션 시스템을 통해 34개의 척추에 배치된 총 59개의 나사에서 1.7%의 낮은 전체 나사 과치율이 입증되었습니다.다른 주요 선박에 대한 척추 운하 천공이나 부상은 관찰되지 않았으며 모든 페디클 나사는 안전 구역 내에 배치되었습니다. 로봇은 드릴뿐만 아니라 로봇의 높은 정확도로 인해 연조직 조작도 수행 할 수 있으며 많은 수술 절차를 안전하게 수행 할 수 있습니다. 우리 팀은 현재 사용자 학습 곡선을 더 쉽게 만들고 핸드피스의 무게를 줄이기 위해 지원 팔을 제공하는 데 주력하고 있습니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

이 문서의 목적은 최소 침습적 트랜스포머날 체 간 융합에 대한 이미지 지침을 제공하는 것입니다.

최소 침습성 경막 전형 체 융합을 위한 콘 빔 수술 외 컴퓨터 단층 촬영 기반 이미지 안내

단일 위치, 경향, 측면 접근 방식은 측면 요추 간 신체 배치와 한 위치에 페디클 나사 배치로 직접 후부 감압을 허용합니다.

입체 네비게이션 가이드, 프론, 단일 위치, 측면 요추 신체 간 융합 기술

L5-S1 레벨(OLIF51)에서의 C-암이 없는 비스듬한 요추 간 융합과 동시 페디클 스크류 고정은 내비게이션 안내에 따라 측면 위치에서 수행됩니다. 이 기술은 외과 의사 또는 수술 직원을 방사선 위험에 노출시키지 않습니다.

단일 횡방향 위치에 C-암이 없는 동시 OLIF51 및 경피 페디클 스크류 고정

이 기사에서는 대퇴 경부 시스템을 사용하여 대퇴 경부 골절 치료 중 나사 배치를 위한 로봇 보조 정형외과 수술 방법을 소개하여 보다 정확한 나사 배치, 수술 효율성 향상 및 합병증 감소를 가능하게 합니다.

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증강 현실 헤드 마운트 디스플레이인 Magic Leap은 기존의 내비게이션 시스템과 함께 사용되어 새로운 워크플로를 준수하여 돼지 모델에 척추경 나사를 배치했습니다. Gertzbein에 따르면 &lt;2.5분의 중간 삽입 시간으로 서브밀리미터 기술 정확도와 100% 임상 정확도가 달성되었습니다.

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