Zrobotyzowana implantacja ślimakowa w celu uzyskania bezpośredniego dostępu do ślimaka
June 16th, 2022
Zrobotyzowany implant ślimakowy to procedura minimalnie inwazyjnego dostępu do ucha wewnętrznego. W porównaniu z konwencjonalną chirurgią, zrobotyzowany implant ślimakowy obejmuje dodatkowe kroki, które należy wykonać na sali operacyjnej. W tym artykule przedstawiamy opis zabiegu i podkreślamy ważne aspekty robotycznej implantacji ślimakowej.
Demonstrujemy unikalną na skalę światową technikę wszczepiania implantów ślimakowych. Przepływ pracy jest kompleksowy i wymaga przeszkolenia, aby zapewnić bezpieczną procedurę. Główną zaletą tej techniki jest to, że umożliwia ona wykonanie optymalnie ustawionego, minimalnie inwazyjnego dostępu tunelowego do ucha wewnętrznego.
Na początek upewnij się, że odległość trajektorii do nerwu twarzowego wynosi co najmniej 0,4 milimetra, a odległość do struny bębenkowej wynosi co najmniej 0,3 milimetra, aby trajektoria mogła być bezpiecznie wywiercona. Następnie zaznacz nacięcie zauszne pod implant ślimakowy. Za pomocą markera chirurgicznego wykonaj nacięcie, unieś płat mięśniowo-skórny i użyj łyżeczki, aby odsłonić kość korową wyrostka sutkowatego.
Zaznacz położenie pięciu odniesienia. Pierwsze cztery rejestracyjne są umieszczone około 20-30 milimetrów wstecz, w kształcie trapezu. Piąta śruba służy do mocowania markera pacjenta i jest umieszczona w przybliżeniu w odległości kciuka od pierwszych czterech, jak najniżej.
Trzymaj wiertło prostopadle do powierzchni kości i użyj wiertła wstępnego i rękojeści wiertarskiej, aby wstępnie wywiercić otwory na. Włóż do wstępnie wywierconych otworów i upewnij się, że są mocno zamocowane w kości. Wykonaj obrazowanie tomografii komputerowej lub tomografię komputerową wiązki stożkowej pod bezdechem, aby zredukować artefakty ruchu.
Wykonuj obrazowanie z minimalną rozdzielczością 0,2 na 0,2 na 0,2 milimetra. Sprawdź jakość danych obrazu i widoczność wszystkich w danych CT. Następnie wygeneruj siatkę powierzchni nerwu twarzowego, dodając punkty w zakładce linii środkowej kanału jajowodu.
Przejdź do identyfikacji kanału jajowodu i zdefiniuj kanał jajowodu, dostosowując punkty. Następnie wygeneruj siatkę powierzchni struny bębenkowej. Zaplanuj trajektorię ćwiczenia i zatwierdź plan z neuroradiologiem.
Przygotuj pacjenta, ustawiając głowę w zagłówku w taki sposób, aby szyja była podparta przez dolną poduszkę, a nos był wyrównany ze środkiem górnej ramy zagłówka. Upewnij się, że głowa pacjenta jest wystarczająco zamocowana na zagłówku. Umieść elektrody monitorujące nerw twarzowy.
Następnie przykryj system robotyczny i platformę nawigacyjną sterylną serwetą. Umieść linię i zamocuj znacznik pacjenta na piątej tak, aby był widoczny dla kamery śledzącej systemu robotycznego. Upewnij się, że marker pacjenta jest sztywno zamocowany i że wszystkie połączenia są mocno napięte.
Bardzo ważne jest, aby unikać jakichkolwiek ruchów markera pacjenta po procesie rejestracji. Wykonaj rejestrację pacjenta do planu, aby powiązać plan wirtualny z rzeczywistym pacjentem. Użyj rękojeści z narzędziem rejestracyjnym i umieść ją na każdej referencyjnej cztery razy.
Procedurę rejestracji należy przeprowadzić, postępując zgodnie z ekranem na platformie nawigacyjnej, który wskazuje, na której ma być ustawione narzędzie. Po zdigitalizowaniu wszystkich pozycji sprawdź błąd rejestracji odniesienia, aby potwierdzić, że dokładność rejestracji jest wystarczająca do kontynuowania. Włóż wiertło do rękojeści i zamocuj dyszę irygacyjną.
Potwierdź wyrównanie wiertła z wirtualną trajektorią zaplanowaną w oprogramowaniu do planowania. Rozpocznij wiercenie za pomocą systemu zrobotyzowanego. System będzie wiercił ruchem dziobania, aż do osiągnięcia pierwszego punktu kontroli bezpieczeństwa nad wgłębieniem twarzowym.
Po dotarciu do pierwszego punktu kontrolnego należy wysunąć ramię robota poza pole operacyjne. Najpierw wykonaj śródoperacyjną kontrolę bezpieczeństwa obrazowania. Usuń marker pacjenta z pacjenta.
Wykonaj obrazowanie CT lub obrazowanie TK wiązką stożkową z zespołem neuroradiologii. Załaduj dane z tomografii komputerowej do oprogramowania planistycznego i potwierdź z neuroradiologiem, że trajektoria jest bezpieczna. Aby uzyskać dostęp do ucha środkowego, potwierdź wyrównanie wiertła z tunelem wiertniczym i kontynuuj wiercenie, aż zostanie osiągnięty pierwszy punkt stymulacji nerwu twarzowego.
Włóż sondę nerwu twarzowego, aby sprawdzić integralność nerwu twarzowego. Następnie system robotyczny przewierci się do następnego punktu stymulacji nerwu twarzowego. W sumie przetestowanych zostanie pięć punktów stymulacji nerwu twarzowego.
Uruchom system robota, aby wyfrezować zwis kostny. System zatrzyma się automatycznie po przebiciu, aby zapewnić wystarczającą aperturę dla układu elektrod, jednocześnie dążąc do zachowania okrągłej membrany okiennej. Potwierdź dostęp do ucha wewnętrznego, za pomocą endoskopu lub mikroskopu, przez płat bębenkowo-mięsny.
Usuń marker pacjenta i wszystkie pięć zabezpieczających. Zaznacz pozycję korpusu implantu za pomocą szablonu chirurgicznego i przygotuj kieszeń implantu. Zamocuj korpus implantu ślimakowego w kieszeni i ręcznie włóż matrycę elektrod przez rurkę prowadzącą do wprowadzania.
Zaznacz przewód elektrody za pomocą rurki prowadzącej jako odniesienie dla zamierzonej głębokości wprowadzania i zaznacz matrycę na bocznym końcu rurki prowadzącej. Po osiągnięciu ostatecznej głębokości wsunięcia wyjmij rurkę prowadzącą wkładanie. Przedoperacyjny obraz TK pacjenta wykazał zaawansowany stan otosklerozy, który spowodował rozpad kości skalistej, przez co ślimak jest ledwo dostrzegalny.
Wynik pooperacyjny wykazał wywiercony tunel i wprowadzony układ elektrod. W tym przypadku planowanie chirurgiczne wykorzystane do przedoperacyjnego określenia optymalnego dostępu do ucha wewnętrznego doprowadziło do pomyślnego wprowadzenia układu elektrod o głębokości kątowej wprowadzenia około 270 stopni. Najważniejszym aspektem jest cierpliwość, aby zaplanować rejestrację pod kątem dokładności i bezpieczeństwa.
Chirurg musi upewnić się, że są mocno osadzone i że procedura rejestracji została przeprowadzona prawidłowo.
Przegląd
Ten artykuł opisuje unikalną technikę implantacji ślimakowej przy użyciu robota, podkreślając jej minimalnie inwazyjny charakter oraz znaczenie precyzyjnego planowania chirurgicznego. Procedura obejmuje kompleksowy przepływ pracy, który wymaga szkolenia, aby zapewnić bezpieczeństwo i dokładność.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neurochirurgia
- Chirurgia robotyczna
- Otorynolaryngologia
Tło
- Robotyczna implantacja ślimakowa umożliwia minimalnie inwazyjny dostęp do ucha wewnętrznego.
- Konwencjonalna chirurgia wymaga bardziej inwazyjnych technik.
- Precyzyjne wyrównanie i planowanie trajektorii są krytyczne dla bezpieczeństwa.
- Szkolenie jest niezbędne do skutecznego wykonania procedury.
Cel badania
- Aby zademonstrować bezpieczną i skuteczną technikę implantacji ślimakowej.
- Aby podkreślić zalety wsparcia robotycznego w chirurgii.
- Aby zapewnić optymalne wyrównanie i zminimalizować urazy otaczających struktur.
Stosowane metody
- Zdjęcia przedoperacyjne do zaplanowania trajektorii chirurgicznej.
- Umieszczenie śrub wzorcowych dla dokładnej nawigacji.
- Robotyczne wiercenie z opinią zwrotną z obrazów w czasie rzeczywistym.
- Monitorowanie nerwu twarzowego podczas operacji.
Główne wyniki
- Technika umożliwia precyzyjne wiercenie i bezpieczny dostęp do ślimakowej.
- Udało się pomyślnie włożyć tablicę elektrod.
- Powykonawcze zdjęcia potwierdziły dokładność procedury.
- Bezpieczeństwo pacjenta i dokładność rejestracji były zachowane przez cały czas.
Wnioski
- Robotyczna implantacja ślimakowa jest wykonalną alternatywą dla tradycyjnych metod.
- Dokładna rejestracja pacjenta do planu jest kluczowa dla sukcesu.
- Szkolenie i przygotowanie znacznie zwiększają bezpieczeństwo procedury.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Robotic cochlear implantation with direct cochlear access exemplifies the integration of precision robotics and advanced imaging for minimally invasive surgical workflows. This approach enhances procedural accuracy, reduces risk to critical structures, and supports reproducible outcomes in complex anatomical environments. Its relevance spans translational device development and surgical innovation pipelines where safety, standardization, and quantitative validation are paramount.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables quantitative assessment of surgical trajectory safety margins relative to critical neuroanatomy.
- Supports functional validation of device-tissue interface in anatomically challenging contexts.
- Facilitates mechanistic de-risking by integrating imaging, navigation, and intraoperative monitoring.
Screening & Assay Development
- Establishes standardized protocols for device placement and trajectory verification using imaging and fiducial registration.
- Delivers reproducible, quantitative outputs for trajectory accuracy and nerve proximity thresholds.
- Enables cross-comparison of device performance and workflow reproducibility across patient cohorts.
Translational & Preclinical Research
- Aligns surgical workflow with translational endpoints such as electrode placement accuracy and postoperative imaging confirmation.
- Supports continuity from preclinical device validation to clinical workflow integration.
- Provides a platform for iterative refinement of robotic and imaging-guided interventions.
Pipeline & Workflow Integration
This robotic workflow bridges early device validation, surgical planning, and intraoperative execution, supporting a continuum from discovery through translational research and clinical implementation.
- Discovery Biology: Integrates hypothesis-driven trajectory planning with quantitative anatomical validation.
- Screening: Standardizes imaging, registration, and intraoperative monitoring for reproducible device placement.
- Analytics: Provides quantitative readouts for trajectory accuracy, nerve proximity, and registration error thresholds.
- Translational Research: Enables direct comparison of preoperative planning and postoperative outcomes for device optimization.
- Enterprise Reuse: Establishes a scalable, modular workflow adaptable to other robotic or image-guided interventions.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in device placement and reduces anatomical risk.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible workflows with quantitative checkpoints.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision-making for device advancement and clinical translation.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of device and workflow innovations.
Implementation Considerations
- Requires multidisciplinary expertise in surgical robotics, imaging, and neuroanatomy.
- Demands high-resolution imaging infrastructure and real-time navigation platforms.
- Necessitates rigorous cross-team standardization of registration and monitoring protocols.
- Adaptation to diverse anatomical models may require workflow customization.
- Accuracy is contingent on robust patient-to-plan registration and intraoperative verification.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Introduction
0:36
Patient Candidacy Screening and Fiducial Screw Insertion
1:55
Preoperative Planning and Patient Preparation
4:13
Middle Ear Access: Phase 1
4:48
Middle Ear Access: Phase 2
5:43
Inner Ear Access
6:12
Implant Management and Electrode Insertion
6:55
Results: Robotic Cochlear Implantation in a Patient with Far Advanced Otosclerosis
7:35
Conclusion
