Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

पेडिकल स्क्रू प्लेसमेंट के लिए एक स्पाइन रोबोटिक-असिस्टेड नेविगेशन सिस्टम

Published: May 11, 2020 doi: 10.3791/60924

Summary

यह लेख रोबोटिक-असिस्टेड नेविगेशनल सिस्टम का उपयोग करके रोबोटिक-असिस्टेड पेडिकल स्क्रू प्लेसमेंट के लिए एक मानकीकृत सर्जिकल तकनीक प्रस्तुत करता है। हम एक कदम-दर-कदम प्रोटोकॉल पेश करते हैं और इस प्रक्रिया के कार्यप्रवाह और सावधानियों का वर्णन करते हैं।

Abstract

पेडिकल स्क्रू प्रत्यारोपण में उत्कृष्ट उपचार प्रभाव होते हैं और अक्सर रीढ़ की हड्डी की संलयन सर्जरी में सर्जन द्वारा उपयोग किया जाता है। हालांकि, मानव शरीर शरीर रचना विज्ञान की जटिलता के कारण, यह शल्य प्रक्रिया कठिन और चुनौतीपूर्ण है, विशेष रूप से न्यूनतम आक्रामक सर्जरी या जन्मजात विसंगतियों और काइफोस्कोलियोसिस विकृति वाले रोगियों में। उपर्युक्त कारकों के अलावा, शल्य चिकित्सा अनुभव और सर्जन की तकनीक सर्जिकल ऑपरेशन के बाद रोगियों की वसूली दरों और जटिलताओं को भी प्रभावित करती है। इसलिए, सही ढंग से प्रदर्शन पेडिकल पेंच प्रत्यारोपण सर्जन और रोगियों के लिए आम चिंता का एक निरंतर विषय है । हाल के वर्षों में, तकनीकी विकास के साथ, रोबोट की सहायता से नेविगेशन सिस्टम धीरे-धीरे अपनाए गए हैं। ये रोबोट-असिस्टेड नेविगेशन सिस्टम सर्जरी से पहले पूरी प्रीऑपरेटिव प्लानिंग के साथ सर्जन प्रदान करते हैं। सिस्टम प्रत्येक कशेरुका की 3 डी पुनर्निर्मित छवियां प्रदान करता है, जिससे सर्जन रोगी की शारीरिक विशेषताओं को अधिक तेज़ी से समझ सकते हैं। यह सजिटल, कोरोनल, अक्षीय और तिरछे विमानों की 2डी छवियां भी प्रदान करता है ताकि सर्जन पेडिकल स्क्रू प्लेसमेंट योजना को सही ढंग से कर सकें।

पिछले अध्ययनों ने सटीकता और सुरक्षा आकलन सहित पेडिकल स्क्रू प्रत्यारोपण प्रक्रियाओं के लिए रोबोट-सहायता प्राप्त नेविगेशन प्रणालियों की प्रभावशीलता का प्रदर्शन किया है। इस कदम-दर-कदम प्रोटोकॉल का उद्देश्य रोबोटिक-असिस्टेड पेडिकल स्क्रू प्लेसमेंट के लिए एक मानकीकृत सर्जिकल तकनीक नोट की रूपरेखा तैयार करना है।

Introduction

स्पाइनल सर्जरी के क्षेत्र में, स्पाइनल फ्यूजन सर्जरी एक मौलिक शल्य चिकित्सा प्रक्रिया है, विशेष रूप से पीछे पेडीकल स्क्रू फिक्सेशन, जो कशेरुका के तीन कॉलम समर्थन प्रदान कर सकता है और बायोमैकेनिक्स की ताकत को बढ़ा सकता है; इस प्रकार, यह सबसे अधिक इस्तेमाल सर्जिकल प्रक्रियाओं1में से एक बन गया है . कई शुरुआती अध्ययनों में, पीछे के पेडिकल स्क्रू प्रत्यारोपण के नैदानिक प्रभाव की पुष्टि की गई है, और इसका व्यापक रूप से कई अलग-अलग रीढ़ के विकारों के लिए सर्जरी में उपयोग किया गया है, जैसे कि अपक्षयी, दर्दनाक और जटिल रीढ़ की हड्डी की स्थिति2।

हालांकि, हालांकि पीछे काठ रीढ़ की हड्डी संलयन सर्जरी उत्कृष्ट उपचार प्रभाव प्राप्त कर सकते हैं, यह अभी भी मानव शरीर शरीर रचना विज्ञान के कारण जोखिम भरा है । पेडिकल के करीब कई महत्वपूर्ण ऊतक संरचनाएं हैं, जैसे केंद्रीय तंत्रिका तंत्र, तंत्रिका जड़ें और मुख्य रक्त वाहिकाएं। शल्य प्रक्रिया के दौरान इन ऊतकों के नुकसान से गंभीर जटिलताएं हो सकती हैं,2जैसे संवहनी चोटें, न्यूरोलॉजिकल घाटा, या2,3ढीला पेंच। इसके अलावा, सर्जन और कर्मचारियों को अतिरिक्त विकिरण के संपर्क में हैं, विशेष रूप से न्यूनतम आक्रामक रीढ़ की हड्डी प्रक्रियाओं के मामले में4। सर्जन लंबी और थकाऊ रीढ़ की हड्डी की सर्जरी प्रक्रियाओं के बाद थकान और हाथ के झटके का अनुभव कर सकते हैं, जैसे पेंच प्लेसमेंट, हड्डी ऑस्टियोटॉमी, और तंत्रिका डिकंप्रेशन5

पेडिकल स्क्रू प्लेसमेंट प्रक्रिया की असंतोषजनक दर ने सर्जरी सटीकता और रोगियों की सुरक्षा में सुधार के लिए रीढ़ की हड्डी की सर्जरी में लागू होने वाली रोबोटिक सहायता प्राप्त नेविगेशन प्रणाली के प्रस्ताव की आवश्यकता थी । रोबोटिक-असिस्टेड नेविगेशन सिस्टम पर कई अध्ययनों ने पेडिकल स्क्रू प्लेसमेंट की सुरक्षा, सटीकता और परिशुद्धता में सुधार का प्रदर्शन किया है,,साथ ही विकिरण जोखिम और ऑपरेटिव टाइम्स6,7,78,99,10में कमी आई है।8 हालांकि, पूरी तरह से पेंच प्रक्षेपवक्र योजना, छवियों के साथ पूर्व ऑपरेटिव योजना, निर्धारण डिवाइस के साथ व्यापक रोबोट प्रणाली, और रोबोट नियंत्रण सॉफ्टवेयर अभी भी इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए संबोधित करने की जरूरत है । यह अध्ययन रोबोटिक-असिस्टेड पेडिकल स्क्रू प्लेसमेंट सर्जरी के लिए रोबोटिक संरचना और स्व-विकसित नेविगेशन सिस्टम (यानी, पॉइंट स्पाइन नेविगेशन सिस्टम (पीएसएन)) के कार्यप्रवाह के विवरण पर केंद्रित है।

सिस्टम विवरण और सर्जिकल प्रोटोकॉल
पीएसएन में एक नेविगेशन वर्कस्टेशन शामिल है जिसमें निम्नलिखित शामिल हैं। (1) त्रि-आयामी (3डी) पुनर्निर्माण, पूर्व-ऑपरेटिव योजना, स्थानिक काइनेमेटिक रिलेशनशिप कैलकुलेशन और पंजीकरण के माध्यम से छवि पढ़ने के लिए एक यूजर इंटरफेस सॉफ्टवेयर जिम्मेदार है। (2) पीएसएन सर्जिकल रोबोट और रोगियों की स्थानिक स्थिति को ट्रैक करने के लिए अवरक्त ऑप्टिकल मार्गदर्शन प्रणालियों का उपयोग करता है। अवरक्त ऑप्टिकल मार्गदर्शन प्रणाली में निम्नलिखित घटक होते हैं: (i) एक ऑप्टिकल ट्रैकर जो सक्रिय रूप से अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करता है और डुअल कैमरा(चित्रा 1)के माध्यम से स्टीरियो पोजिशनिंग करता है; (ii) एक मार्कर क्षेत्र जिसकी सतह में सटीक टूल ट्रैकिंग के लिए चिंतनशील गुणों के साथ एक चिंतनशील कोटिंग है; और (iii) एक गतिशील संदर्भ फ्रेम (DRF) के साथ एक उपकरण जिसमें एक आधार और चार मार्कर क्षेत्र शामिल हैं। ट्रैकिंग सिस्टम की पहचान विफलता से बचने के लिए, प्रत्येक डिवाइस में एक अद्वितीय DRF डिजाइन है और इसे एक दूसरे के साथ साझा नहीं किया जा सकता है। इस्तेमाल किए गए डीआरएफ में हैंडपीस स्थिति की पुष्टि करने के लिए हैंडपीस के आधार से जुड़ा एक आधार फ्रेम (BF) शामिल है, हैंडपीस स्थिति की पुष्टि करने के लिए हैंडपीस के अंत से जुड़ा एक एंड इफेक्टर फ्रेम (ईएफ), रोगी की स्थिति की पुष्टि करने के लिए रोगी की हड्डी पर लंगर डाले जाने वाला एक प्रत्ययी फ्रेम (एफएफ), और एक जांच जिसका टिप 3डी अंतरिक्ष में लक्ष्य स्थिति की पुष्टि करने के लिए उपयोग किया जाता है। (3) एक हैंडपीस है जिसमें छह डिग्री स्वतंत्रता (DOF) स्टीवर्ट प्लेटफॉर्म शामिल है, जिसमें रोबोट का एक छोर है जो पेंच पथ की ड्रिलिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले ऑपरेशन टूल से लैस है । हैंडपीस एक रोबोटिक-असिस्टेड नेविगेशन सिस्टम है जो प्रत्यारोपण के सटीक प्लेसमेंट की ओर सर्जनों की सहायता करता है, जैसे पेडिकल शिकंजा, या रीढ़ की हड्डी की सर्जरी के दौरान सर्जिकल उपकरणों की स्थिति। सर्जिकल लक्ष्य की आवाजाही को ट्रैक किया जाता है क्योंकि रोबोट स्वचालित रूप से सही लक्ष्य की भरपाई करता है। रोबोट को एक अर्ध-सक्रिय प्रणाली के रूप में डिज़ाइन किया गया है जो सर्जिकल उपकरण मार्गदर्शन प्रदान करता है; हालांकि, वास्तविक सर्जरी सर्जन द्वारा की जाती है। ऑपरेटिंग सिद्धांत और उपकरण चित्र ा 2में सचित्र हैं ।

PSNS सहित प्रक्रियाओं के लिए संकेत दिया है, लेकिन निम्नलिखित नमूना प्रक्रियाओं तक ही सीमित नहीं है: (i) खुला, ंयूनतम आक्रामक, या percutaneous रीढ़ की हड्डी की सर्जरी; (ii) छाती, काठ या पवित्र कशेरुका के लिए स्पाइनल सर्जरी साइट; (iii) आघात के लिए पीछे की रीढ़ की हड्डी संलयन, अपक्षयी स्टेनोसिस रोग, अस्थिरता, स्पॉन्डिलिसिसिस, हर्निएट डिस्क, ट्यूमर, संक्रमण, या रीढ़ की हड्डी में विकृति सुधार; (iv) अस्थायी या स्थायी उपकरणों, जैसे कशेरुकी या सुई का प्लेसमेंट, कशेरुकी प्रदर्शन करते समय, या या तो ट्रांसफोरमिनल या इंटरलैमिनर परक्यूटिनियस एंडोस्कोपिक काठ डिस्केक्टोमी; और (iv) बोन ट्यूमर एक्सीशन, जिसमें ऑस्टियोइड ऑस्टियोमा या ट्यूमर बायोप्सी का एब्लेशन शामिल है, जिसमें रोबोट ने दिए गए कशेरुकी स्थान पर सुई या गाइडवायर का निर्देश दिया था। यह प्रक्रिया संज्ञाहरण, शल्य प्रक्रिया को सहन करने में असमर्थता वाले लोगों के लिए उल्लंघन है, या जब संतोषजनक नेविगेशन छवियों का अधिग्रहण नहीं किया गया है।

ध्यान दें कि न्यूरोसर्जन और आर्थोपेडिक सर्जन सहित ऑपरेशन स्टाफ को मार्गदर्शक पाठ्यक्रमों में लाइसेंस और प्रशिक्षित किया जाना चाहिए । सर्जरी के दौरान रोबोट के संचालन के लिए सभी प्रक्रियाओं रोगी या सर्जन को नुकसान पहुंचाने से बचने के लिए अनुशंसित मानकीकृत प्रक्रियाओं का पालन करने की आवश्यकता होती है। सर्जन पारंपरिक शल्य चिकित्सा अनुभव के अधिकारी को सुनिश्चित करने के लिए कि यह पारंपरिक शल्य चिकित्सा उपकरणों के लिए वापस स्विच और सर्जरी को पूरा करने के लिए जब यह निर्धारित किया है कि नेविगेशन गलत है, सर्जन शारीरिक ज्ञान के आधार पर संभव है चाहिए ।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

अपनाई जाने वाली सभी प्रक्रियाएं राष्ट्रीय ताइवान विश्वविद्यालय अस्पताल (एनटीयूएच) अनुसंधान आचार समिति (आरईसी) और 1 9 75 की हेलसिंकी घोषणा (हाल ही में संशोधित संस्करण में) के नैतिक मानकों के अनुसार थीं। यदि आगे नैदानिक परीक्षण तैयार किया जाता है तो सभी रोगियों से सूचित सहमति प्राप्त की जानी चाहिए ।

नोट: संज्ञाहरण प्रक्रिया को तीन चरणों में वर्गीकृत किया जा सकता है: रोगी, इंट्राऑपरेटिव प्रबंधन और पश्चात प्रबंधन का पूर्व-ऑपरेटिव मूल्यांकन। पूर्व ऑपरेटिव मूल्यांकन के दौरान, पूरी तरह से इतिहास और शारीरिक परीक्षा सहित सभी रोगी डेटा, एकत्र किया जाना चाहिए और कर्मचारियों को रोगी comorbidities पहचान और कैसे वे रोगी की संवेदनाकारी देखभाल से संबंधित होना चाहिए । एक पूरी तरह से वायुमार्ग परीक्षा प्रदर्शन किया जाना चाहिए, और कर्मचारियों को एक बुनियादी संवेदनाकारी देखभाल योजना तैयार करने के लिए संवेदनाकारी विकल्पों के बारे में पता होना चाहिए । इंट्राऑपरेटिव प्रबंधन के दौरान, एनेस्थीसिया मशीन के बुनियादी कार्यों की जांच करनी चाहिए, और अमेरिकन सोसायटी ऑफ एनेस्थेसिजियोलॉजिस्ट द्वारा अनुशंसित बुनियादी शारीरिक मॉनिटर लागू करना चाहिए, जिसमें एक पल्स ऑक्सीमीटर, इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफी, एक नॉनइनवेसिव ब्लड प्रेशर डिवाइस, और एक तापमान मॉनिटर, वायुमार्ग प्रबंधन विकल्प, प्रेरण एजेंटों की फार्माकोलॉजी और एनेस्थेटिक इंडक्शन के दौरान संकेत शामिल हैं। हाइपोटेंशन, उच्च रक्तचाप, हाइपोक्सिया और ओलिगुरिया जैसी इंट्राऑपरेटिव घटनाओं को पहचाना, मूल्यांकन और प्रबंधित किया जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, कर्मचारियों को पहचानना चाहिए जब रोगी एक्सट्यूबेशन मानदंडों को पूरा करता है ।

1. प्री-ऑपरेटिव सेटिंग और प्लानिंग

नोट: सर्जरी के दौरान, बाँझ सर्जिकल पर्दे का उपयोग अतैयार सतहों के संपर्क को रोकने और पर्यावरणीय सतहों, उपकरणों और रोगी के परिवेश की शल्य चिकित्सा साइट बंध्यता बनाए रखने के लिए किया जाना चाहिए। मरीजों और सर्जिकल टीम दोनों को रोगजनक संचरण के जोखिम को कम करने के लिए सर्जरी के दौरान ऑपरेटिंग टीम द्वारा स्क्रब सूट के ऊपर बाँझ सर्जिकल गाउन पहना जाना चाहिए।

  1. सर्जिकल साइट से फ्लोरोस्कोपी को प्रभावित करने वाले सभी घटकों को हटा दें; यह प्रत्येक व्यक्ति रोगी के अनुसार शल्य चिकित्सा योजना पर निर्भर करता है।
  2. एनेस्थीसिया का प्रशासन करने के बाद मरीज को प्रवण स्थिति में रखें और सर्जिकल आवश्यकताओं के अनुसार तैयार करें।
    नोट: सभी संज्ञाहरण प्रक्रियाओं को एक निश्चेतक की देखरेख में किया जाना चाहिए और प्रत्येक योजना को प्रत्येक व्यक्तिगत रोगी के अनुसार समायोजित किया जाना चाहिए।
  3. रोगी की शल्य चिकित्सा साइट को साफ और निष्फल करें।
  4. मरीज की सर्जिकल साइट पर ओपी-साइट को कवर करें।
  5. सर्जिकल साइट को छोड़कर, रोगी पर बाँझ सर्जिकल ड्रेप रखें।
  6. रोगी को एफएफ एंकर; उपयोगकर्ता अपनी आवश्यकताओं के अनुसार निम्नलिखित दो तरीकों में से एक चुन सकते हैं।
    1. इलियाक हड्डी के लिए प्रस्तोता (लागू सर्जिकल साइट: L5 या S1) ।
      1. पीछे के इलियाक क्रेस्ट पर दो परक्यूटेनेस तारों (1.5 मिमी) रखें और फ्लोरोस्कोपी के तहत प्रवेश बिंदु की जांच करें। यदि सर्जन को प्रवेश बिंदु के बारे में चिंता है तो कदम दोहराएं। मार्कर पेन का उपयोग करके प्रवेश बिंदु को चिह्नित करके।
      2. पावर ड्रिल (1000 आरपीएम) का उपयोग करके रोगी के पीछे के इलियाक क्रेस्ट में पहला परक्यूटेनेस पिन (1000 आरपीएम) डालें।
      3. एफएफ को पहले परक्यूटेनेस पिन के साथ रखें। एफएफ को तब तक समायोजित करें जब तक कि इसे ऑप्टिकल ट्रैकिंग कैमरे द्वारा मान्यता प्राप्त न हो जाए। पेचकश का उपयोग करके एफएफ को पहले परक्यूटेनेस पिन पर ठीक करें।
      4. पावर ड्रिल (1000 आरपीएम) का उपयोग करके एफएफ पर एक छेद के साथ दूसरा परक्यूटेनेरस पिन (1000 आरपीएम) का उपयोग करके एफएफ पर एक छेद के साथ दूसरा परक्यूटेनेस पिन (1000 आरपीएम) डालें। पेचकश का उपयोग करके एफएफ पर दूसरे परक्यूटेनेस पिन पर पेंच को ठीक करें।
        नोट: ऑप्टिकल ट्रैकिंग सिस्टम के मैनुअल के अनुसार, मार्कर क्षेत्र ऑप्टिकल ट्रैकर से 3 मीटर के भीतर पहचाना जा सकता है।
    2. छाती, काठ, या पवित्र कशेरुका: एक क्लैंप लागू सर्जिकल साइट के साथ वर्तमान या आसन्न कशेरुकी स्पिनस प्रक्रिया के लिए प्रस्तोता।
      1. फ्लोरोस्कोपी के तहत संदर्भ के रूप में रोगी की पीठ पर एक तार (1.5 मिमी) रखें। फ्लोरोस्कोपी के तहत सर्जिकल फील्ड की जांच करें। यदि सर्जन को सर्जिकल क्षेत्र के बारे में चिंता है तो कदम दोहराएं। मार्कर पेन का इस्तेमाल कर सर्जिकल फील्ड को मार्क कर दें।
      2. सर्जिकल स्केलपेल का उपयोग करके सर्जिकल क्षेत्र पर त्वचा के ऊतकों को छेदना। पेचकश का उपयोग करके स्पिनस प्रक्रिया के लिए एफएफ को ठीक करें। हड्डी खनिज घनत्व के अंतर के कारण, सर्जन निर्धारित करता है कि एफएफ मजबूती से स्पिनस प्रक्रिया पर लंगर डाले है या नहीं।
  7. जांच करें कि क्या पीएसएन के उपकरण और घटक तैयार किए गए हैं, जिनमें हैंडपीस, ऑप्टिकल ट्रैकिंग सिस्टम, रोबोटिक वर्कस्टेशन और नेविगेशन टूलकिट (यानी, प्रोब)(चित्रा 3 और चित्रा 4)शामिल हैं।
    नोट: सर्जिकल स्टाफ के साथ हस्तक्षेप करने से बचें; ऑप्टिकल ट्रैकिंग कैमरा अवरुद्ध करने से बचें; सुनिश्चित करें कि ट्रैकर स्थिर है और ऑप्टिकल ट्रैकिंग सिस्टम द्वारा मान्यता प्राप्त है; नौवहन टूलकिट को स्टरलाइज करें और इसे ऑपरेटिंग टेबल पर रखें।

2. स्थानिक लेबलिंग और पंजीकरण

  1. रोगी की प्रीऑपरेटिव सीटी छवियों को डीवीडी या यूएसबी के माध्यम से सिस्टम में स्थानांतरित करें और सर्जिकल आवश्यकताओं के आधार पर अभिविन्यास को समायोजित करने के लिए छवि आकार को क्रॉप करें। यह प्रणाली आभासी सर्जिकल निर्देशित छवियां प्रदान करती है, जिसमें सिटटल, कोरोनल, अक्षीय और तिरछे विमान शामिल हैं, और प्रत्येक कशेरुका के लिए अनुकूलित 3 डी पुनर्निर्माण शामिल हैं।
  2. चूंकि पीएसएस सॉफ्टवेयर लेबलिंग इंटरफेस प्रदान करता है, सर्जन से पूर्वकाल-पीछे के दृश्य और पार्श्व दृश्य के साथ प्रत्येक कशेरुका को लेबल करने के लिए कहें, बाद के चरणों की पहचान के लिए इंटरवर्टेब्रल डिस्क में अंतर करें।
  3. डिवाइस सॉफ्टवेयर के आधार पर इष्टतम पेंच लंबाई और प्रत्यारोपण आयामों का चयन करें।
  4. प्रीऑपरेटिव सीटी स्कैन के 3डी और मल्टी-प्लानर छवि पुनर्निर्माण के आधार पर पेंच की इष्टतम स्थिति और प्रक्षेपवक्र की योजना बनाएं।
  5. पुष्टि करें कि सभी नियोजित शिकंजा सही और उपयुक्त हैं या नहीं।
  6. पीएसएस सॉफ्टवेयर में डीआरएफ मॉनिटरिंग इंटरफेस दर्ज करें जो कई प्लानर दृश्य प्रस्तुत करता है (पक्ष में 3 डी वॉल्यूम और तीन क्रॉस-सेक्शनल विमान शामिल हैं)। सभी डीआरएफ ऑप्टिकल ट्रैकिंग सिस्टम के विजन एरिया के अंदर होने चाहिए (यूजर के निर्देशों के मुताबिक, अनुशंसित बेस्ट रिकग्निशन रेंज रेंज बी है) जब ट्रैकर का संकेत देने वाला डीआरएफ वेक्टर तीर यूजर इंटरफेस पर प्रदर्शित होता है, तो इसे ट्रैकिंग सिस्टम(चित्रा 5)द्वारा पहचाना जाता है।
  7. स्पिनस प्रक्रिया के साथ द्विपक्षीय रूप से एक सबपेरियोचुरा विच्छेदन करें, सभी स्तरों की ट्रांसवर्स प्रक्रियाओं के सुझावों के लिए लेमिने करें। जोड़ों को बेनकाब करने के लिए पहलू संयुक्त कैप्सूल निकालें। स्वयं बनाए रखा रिट्रैक्टर का उपयोग पक्ष को दूर करने के लिए मांसपेशियों को पकड़ कर कशेरुका जोखिम में सहायता ।
  8. ऐतिहासिक पंजीकरण और सतह मिलान सहित पंजीकरण प्रक्रियाओं, प्रदर्शन करते हैं । पंजीकरण परिणाम की शुद्धता सुनिश्चित करने के लिए नीचे दिए गए अनुक्रम का पालन करें।
    1. ऐतिहासिक पंजीकरण
      1. रोगी के पूर्व-ऑपरेटिव 3 डी पुनर्निर्माण सीटी छवियों पर कम से कम चार गैर-को-कोप्लानर फीचर पॉइंट (जैसे स्पिनसस प्रक्रिया, लैमिनार और ट्रांसवर्स प्रक्रिया) का चयन करें।
      2. वास्तविक सर्जिकल क्षेत्र में चरण 2.8.1.1 में चयनित पहले फीचर पॉइंट के संपर्क में रखने के लिए जांच की नोक का उपयोग करें।
      3. एक्सेस पॉइंट की पुष्टि करने के लिए सॉफ्टवेयर इंटरफेस पर जांच चयन बटन दबाएं।
      4. चरण 2.8.1.1.1 में चयनित चार सुविधा बिंदुओं की पुष्टि नहीं होने तक चरण 2.8.1.2-2.8.1.3 दोहराएं।
      5. सॉफ्टवेयर इंटरफेस पर गणना बटन दबाएं; सिस्टम ऐतिहासिक पंजीकरण के परिणाम की गणना करेगा और इसे सॉफ्टवेयर इंटरफेस में पेश करेगा।
      6. पंजीकरण सटीकता के लिए स्वीकृति मानदंड नैदानिक संकेतों (<5 मिमी) की जरूरतों को पूरा करना चाहिए। यदि परिणाम संतोषजनक नहीं है, तो पंजीकरण परिणाम स्वीकृति मानदंडों को पूरा नहीं करता है, तब तक चरण 2.8.1.1-2.8.1.5 दोहराएं।
        नोट: सुनिश्चित करें कि हड्डी की सतह की स्थिति की जानकारी प्राप्त करने के लिए जांच का उपयोग करने की वैधता, जैसे हड्डी की सतह पर नरम ऊतक को साफ करना और अंक एकत्र करते समय जांच टिप के झूलने से बचना।
    2. सतह मिलान
      1. वास्तविक शल्य चिकित्सा क्षेत्र में हड्डी की सतह पर किसी भी बिंदु से लगातार संपर्क करने के लिए जांच टिप का उपयोग करें।
      2. एक्सेस पॉइंट की पुष्टि करने के लिए सॉफ्टवेयर इंटरफेस पर जांच चयन बटन दबाएं
      3. जांच को स्थानांतरित करें (जांच को पिछले पिक पॉइंट से अलग बनाएं), और कम से कम 50 पिक पॉइंट पूरे होने तक चरण 2.8.2.1-2.8.2.2 दोहराएं।
      4. सॉफ्टवेयर इंटरफेस पर गणना बटन दबाएं; सिस्टम सतह मिलान परिणाम की गणना करेगा और इसे सॉफ्टवेयर इंटरफेस पर पेश करेगा।
      5. पंजीकरण सटीकता के लिए स्वीकृति मानदंड नैदानिक संकेतों (और एलटी;0.5 मिमी) की जरूरतों को पूरा करना चाहिए। यदि परिणाम संतोषजनक नहीं है, तो पंजीकरण परिणाम स्वीकृति मानदंडों को पूरा करने तक चरण 2.8.2.1-2.8.2.4 दोहराएं।
  9. पंजीकरण परिणाम स्वीकार किए जाने के बाद पुष्टि के लिए वास्तविक शल्य चिकित्सा क्षेत्र के स्पष्ट शारीरिक स्थलों (जैसे स्पिनस प्रक्रिया, ट्रांसवर्स प्रक्रियाओं, पहलू संयुक्त) का चयन करने के लिए जांच का उपयोग करें(चित्रा 6)।
    नोट: सर्जरी के दौरान अवरक्त प्रकाश का उचित प्रतिबिंब और स्वागत बनाए रखा जाना चाहिए। अगर ऑप्टिकल ट्रैकिंग सिस्टम मार्कर को नहीं पहचान सकता है तो सॉफ्टवेयर इंटरफेस रेड लाइट रिमाइंडर डिस्प्ले करेगा । कैमरे को इस तरह समायोजित किया जाना चाहिए कि सर्जिकल क्षेत्र कैमरे की डिटेक्शन रेंज के केंद्र में हो, और ट्रैकर को प्रकाश और रक्त से संरक्षित किया जाना चाहिए।

3. रोबोट विधानसभा और गति

  1. नसबंदी पर्दे के साथ हैंडपीस को कवर करें और रोबोट (जैसे, ट्रोकार (5 मिमी) और के-पिन (1.8 मिमी) पर सर्जिकल उपकरणस्थापित करें।
  2. निम्नलिखित निर्देशों (चरण 3.2.1-3.2.2) के अनुसार अंतरिक्ष में हैंडपीस के कोण और स्थिति को समायोजित करें ताकि हैंडपीस क्षतिपूर्ति सीमा के भीतर हो (एक सेंटीमीटर की दूरी के भीतर और नियोजित पथ से 4 डिग्री का कोण शामिल हो)।
    1. कोण समायोजन: हैंडपीस के कोण को अंतरिक्ष में बदल दें ताकि हैंडपीस के कोण का प्रतिनिधित्व करने वाले दो सर्कल सॉफ्टवेयर इंटरफेस पर मेल खाते हैं।
    2. स्थिति समायोजन: क्षैतिज और खड़ी अंतरिक्ष में हैंडपीस की स्थिति को स्थानांतरित करें, ताकि सॉफ्टवेयर इंटरफेस पर हैंडपीस की स्थिति का प्रतिनिधित्व करने वाले बिंदुयोजनाबद्ध पथ के प्रवेश बिंदुओं के साथ गठबंधन कर सकें।
      नोट: जब चरण 3.2.1 और 3.2.2 एक ही समय में पूरा कर रहे हैं, तो हैंडपीस पूर्व-नियोजित पथ(चित्रा 7)के अनुरूप उपकरण के कोण और स्थिति को बनाए रखने के लिए सक्रिय क्षतिपूर्ति कार्य को स्वचालित रूप से सक्रिय करेगा।
  3. यूआई पर प्रदर्शित रोबोट के मार्कर रंग को देखते हुए रोबोट की ऑपरेटिंग स्थिति निर्धारित करें। अगर यह हरा है तो उसका ऑपरेशन किया जा सकता है, अगर यह लाल है तो उसका ऑपरेशन नहीं किया जा सकता।
    नोट: यदि हैंडपीस रोगी या आसपास की बाधाओं के संपर्क में आता है, तो नेविगेशन वर्कस्टेशन आवास के ऊपर स्थित एक आपातकालीन स्टॉप बटन सर्जन या तकनीशियन द्वारा दबाया जा सकता है। रोबोट का नियमित रखरखाव किया जाना चाहिए। 250 उपयोगों के बाद काइनेमेटिक्स मापदंडों के लिए प्लेटफ़ॉर्म को पुनः कैलिब्रेट किया जाना चाहिए। ट्रोकार और के-पिन को एक ही उपयोग के बाद छोड़ दिया जाना चाहिए।

4. पेडिकल तैयारी और पेंच प्रविष्टि

  1. हैंडपीस के ड्रिल फ़ंक्शन को सक्रिय करें, और सामने के छोर पर चढ़कर उपकरणों को ड्रिल करें (कश्मीर-पिन सहित: 1.8 मिमी और ट्रॉकार: योजनाबद्ध पथ के साथ रोगी के शरीर में ~ 5 मिमी) ।
  2. के-पिन और ट्रोकार की स्थिति की पुष्टि करने के लिए सी-आर्म का उपयोग करें।
  3. अगर फ्लोरोस्कोपी के तहत के-पिन और ट्रोकार पोजिशन सही नहीं है तो के-पिन और ट्रोकार को हटा दें। फिर, हैंडपीस का उपयोग करके, पेडिकल में फिर से ड्रिल करें जब तक कि के-पिन और ट्रोकार फ्लोरोस्कोपी के तहत प्रवण पदों में डालें (4.3.1-4.3.2 का उल्लेख करें)।
    1. एपी दृश्य के तहत, निर्धारित करें कि क्या उपकरण परिप्रेक्ष्य छवि में पेडिकल द्वारा गठित अंडाकार क्षेत्र में स्थित है।
    2. LAT दृश्य के तहत, निर्धारित करें कि उपकरण पेडिकल और कशेरुका की सीमा के भीतर है या नहीं।
  4. एक बार पोजीशन उपयुक्त होने के बाद कश्मीर-पिन और ट्रॉकार को गाइडवायर (1.5 मिमी, एल = 400 मिमी) के साथ बदलें।
  5. गाइडवायर के माध्यम से पेडिकल पेंच डालें।
  6. सभी सर्जिकल योजना पथों को पूरा करने के लिए चरण 4.1-4.4 दोहराएं।
    नोट: जहां तक पश्चात प्रबंधन की बात है, रोगियों को संज्ञाहरण वसूली इकाई (पीएसीयू) में निगरानी की जानी चाहिए और पोस्ट-ऑपरेटिव एनालजेसिया विकल्पों का चयन किया जाना चाहिए। मतली, दर्द, हाइपोटेंशन, उच्च रक्तचाप और हाइपोक्सिया जैसी बुनियादी PACU घटनाओं का मूल्यांकन किया जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, कर्मचारियों को पहचानना चाहिए जब रोगी PACU निर्वहन के लिए मानदंडों को पूरा करता है ।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

रोबोटिक-असिस्टेड पेडिकल स्क्रू प्लेसमेंट की सुरक्षा और सटीकता को कई अध्ययनों6,11में संबोधित किया गया है । हम प्रस्तावित विधि में एक ऑप्टिकल ट्रैकिंग प्रणाली के तहत पूर्व ऑपरेटिव योजना छवियों के साथ कशेरुका मैच । नियोजित सर्जिकल पथ का निर्धारण करने के बाद, यह जानकारी हैंडपीस नियंत्रण इकाई के माध्यम से हैंडपीस में स्थानांतरित कर दी गई थी। नेविगेशन सिस्टम ट्रैकिंग जानकारी को एकीकृत करता है और सर्जरी के दौरान मॉनिटर पर इसे प्रदर्शित करता है। इसके अलावा, स्क्रीन रीढ़ की हड्डी और उपकरणों की स्थिति पर प्रवेश पथ प्रदर्शित करता है ।

हमारे पिछले अध्ययन12में, पीएसएन के माध्यम से 30 पोर्सिन कशेरुका पर कुल 59 शिकंजा से 1.7% की कम समग्र स्क्रू मैलेशन दर का प्रदर्शन किया गया था(चित्रा 8)। पीएसएन का उपयोग करते समय शल्य चिकित्सा प्रक्रियाएं सुचारू रूप से आगे बढ़ी और इन 59 पेडिकल शिकंजा का आकलन पश्चात सीटी स्कैन द्वारा किया गया। 51 शिकंजा (86.4%) ग्रुप ए में गिर गया, 7 शिकंजा (११.९%) ग्रुप बी में गिर गया, और 1 पेंच (१.७%) गेर्ट्ज़बेइन-रॉबिंस वर्गीकरण12के अनुसार समूह ई में गिर गया । कोई रीढ़ की हड्डी नहर छिद्र या किसी अन्य प्रमुख जहाजों को चोट नहीं मिली और सभी पेडिकल शिकंजा सुरक्षित क्षेत्र के भीतर डाला गया। हमने 60 हर्ट्ज की आवृत्ति पर टिप स्थिति डेटा दर्ज किया और सर्जरी के दौरान ऑप्टिकल ट्रैकिंग सिस्टम के साथ एक रैखिक प्रतिगमन वक्र की गणना की गई। वास्तविक पेडिकल स्क्रू स्थिति और प्रीऑपरेटिव प्लानिंग पथ के बीच कोण, सबसे कम दूरी और प्रवेश बिंदु सहित अंतर भी12दर्ज किए गए थे।

Figure 1
चित्रा 1: ऑप्टिकल ट्रैकिंग सिस्टम के काम सिद्धांत13 ऑप्टिकल ट्रैकर सक्रिय रूप से अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करेगा और डुअल कैमरा के माध्यम से स्टीरियो पोजिशनिंग करेगा। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 2
चित्रा 2: रीढ़ नेविगेशन प्रणाली के काम कर रहे सिद्धांतों । सिस्टम की आवेदन प्रक्रिया में रोबोट नियंत्रण, यूजर इंटरफेस और ऑप्टिकल सेंसिंग शामिल हैं कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 3
चित्रा 3: हैंडपीस, ऑप्टिकल ट्रैकिंग सिस्टम, रोबोटिक वर्कस्टेशन और नेविगेशन टूलकिट सहित स्पाइन नेविगेशन सिस्टम। (यानी, जांच) कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 4
चित्र4: ऑपरेशन रूम विन्यास के योजनाबद्ध आरेख, उपयोगकर्ताओं को ऑपरेटिंग रूम में पीएसएनएस स्थापित करने के लिए योजनाबद्ध आरेख का उल्लेख करना होगा। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 5
चित्रा 5: सॉफ्टवेयर में DRF मॉनिटरिंग इंटरफेस। उपयोगकर्ता इंटरफेस पर प्रदर्शन के अनुसार सभी डीआरएफ की वर्तमान स्थिति की पुष्टि कर सकते हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 6
चित्रा 6: सॉफ्टवेयर में पंजीकरण सटीकता सत्यापन इंटरफेस। वास्तविक शल्य चिकित्सा क्षेत्र में एक विशिष्ट शारीरिक सुविधा (जैसे स्पिनस प्रक्रिया, ट्रांसवर्स प्रक्रियाओं, पहलू संयुक्त) का चयन करने के लिए जांच का उपयोग करें, और सिस्टम सटीकता के संदर्भ के रूप में जांच टिप से शारीरिक सुविधा की दूरी की गणना करेगा। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 7
चित्रा 7: सॉफ्टवेयर में नेविगेशन इंटरफेस। सर्जिकल पथ के लिए मार्गदर्शन प्रदान करने के लिए 3 डी पुनर्निर्मित हड्डी मॉडल और वर्चुअलाइज्ड पेडिकल पेंच का उपयोग करना। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 8
चित्रा 8: पोस्टऑपरेटिव सीटी स्कैन ग्रेड ए (ए), ग्रेड बी (बी) और ग्रेड ई (ग)14के एक उदाहरण के साथ Gertzbein और रॉबिंस वर्गीकरण के अनुसार मूल्यांकन किया । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

१९९० के बाद से, रोबोट के उपयोग से जुड़े सर्जिकल अनुप्रयोगों में तेजी से विकास किया गया है । उपलब्ध रोबोटिक प्रौद्योगिकियों को अनुकूलित किया गया है, जिसके परिणामस्वरूप सटीकता में सुधार हुआ है, मानव हाथों में कंपन पर काबू पाने, और नेविगेशन सिस्टम15के मिलान और पंजीकरण समय को कम किया गया है। सर्जिकल रोबोट सहायता के लाभों में शामिल हैं: (1) लंबी सीखने की प्रक्रियाओं के बिना तत्काल मानकीकरण; (2) सर्जन प्री-ऑपरेटिव योजना का ठीक पालन कर सकते हैं, जिसे यूजर-इंटरफेस के माध्यम से सीटी-आधारित छवि पर आरोपित किया जाता है; (3) सर्जन और ऑपरेटिंग स्टाफ के लिए विकिरण जोखिम में कमी; और (4) सटीकता में सुधार हुआ, खासकर जटिल शरीर रचना या जटिल संशोधन सर्जरी का सामना करते हुए।

पेडिकल शिकंजा के व्यापक रूप से स्वीकार्य उपयोग के बावजूद, फ्रीहैंड पेडिकल प्लेसमेंट तकनीक काफी हद तक शारीरिक स्थलों, छवि गाइड और सर्जनों के अनुभव पर निर्भर करती है। यहां तक कि अनुभवी सर्जनों के साथ, प्रत्यारोपण गड़बड़ी दर 5.1-31% की सीमा में हैं, जैसा कि कई समीक्षाअध्ययनों3,16में वर्णित है। कई सर्जन स्क्रू पदों की सटीकता का आकलन करते हुए 2 से 3 मिमी के बीच विचलन स्वीकार करते हैं, क्योंकि यह विचलन दर शायद ही कभी रोगसूचक हो जाती है। लोनस्टीन एट अल ने बताया कि 4,790 शिकंजा के 5.1% ने अपने मेटा-विश्लेषण अध्ययन में कॉर्टिकल हड्डी का उल्लंघन किया, और इनमें से लगभग 0.2% न्यूरोलॉजिकल लक्षण17का कारण बना। इसके अतिरिक्त, यहां तक कि मामूली पेंच विचलन लक्षण ों में परिणाम हो सकता है और सर्जन फिर से काम करने में संकोच कर सकते हैं। इसलिए, रीढ़ की हड्डी की छवि मार्गदर्शन जैसे विद्युत चुम्बकीय नेविगेशन, इंट्रा-ऑपरेटिव 3डी फ्लोरोस्कोपी और सीटी नेविगेशन, परक्यूटेनेस संदर्भ फ्रेम, और रोबोटिक निर्देशित सर्जरी की पेशकश करने वाली प्रणालियों की एक महान विविधता अनुसंधान या नैदानिक उपयोग में हैं। ये प्रौद्योगिकियां सर्जनों को गंभीर विकृति और शारीरिक स्थलों की कमी की उपस्थिति में भी पेडिकल स्क्रू लंबाई और व्यास सहित सटीक पूर्व-ऑपरेटिव और अंतर-ऑपरेटिव निष्पादन योजनाओं का निर्धारण करने की अनुमति देती हैं।

रोबोटिक-असिस्टेड पेडिकल स्क्रू प्लेसमेंट का उपयोग 98.3%12तक की सटीकता के कारण उत्साहजनक है। PSNS के तहत पेडिकल स्क्रू प्लेसमेंट की समग्र उच्च सटीकता के बावजूद, रोबोट प्रणाली हमारे परीक्षण के दौरान 10-20% शर्तों को पर्याप्त रूप से पंजीकृत करने में विफल रही। इस तरह की उच्च डिग्री वक्रता, मोटापा, ऑस्टियोपोरोसिस, संशोधन सर्जरी के दौरान पहले से रखे हार्डवेयर के ढीला, खराब गुणवत्ता वाले इंट्रा ऑपरेटिव फ्लोरोस्कोपिक इमेजिंग, हैंडपीस एक्सपेंडिचर की शारीरिक सीमाएं, डिवाइस विफलता, यांत्रिक आंदोलन, और तकनीकी मुद्दों के रूप में उच्च डिग्री की स्थिति में, पंजीकरण के साथ कठिनाइयों में परिणाम हो सकता है और एक फ्रीहैंड पेडीकल पेंच प्लेसमेंट के लिए वापस जाने की आवश्यकता हो सकती है । रीढ़ सर्जन पारंपरिक शल्य चिकित्सा अनुभव के अधिकारी को निर्धारित करने के लिए कि नेविगेशन प्रणाली उचित काम कर रहा है और पारंपरिक सर्जरी के लिए स्विच करने में सक्षम होना चाहिए रोबोट प्रणाली विफल होना चाहिए । इसके अतिरिक्त, वर्तमान में, पीएसएन को थोराकोलंबर पेडिकल स्क्रू प्रत्यारोपण के लिए इंगित किया गया है, और इस प्रणाली की सटीकता 2 मिमी है। नैदानिक सर्जरी में, सर्वाइकल पेडिकल स्क्रू प्रत्यारोपण की त्रुटि सहिष्णुता लगभग 0.2-0.5 मिमी है; इस प्रकार, यह प्रणाली वर्तमान में सर्वाइकल सर्जरी के लिए उपयुक्त नहीं है।

एक हैंडपीस शामिल पीएसएनएस सीधे कशेरुका में ड्रिल करने के लिए शल्य चिकित्सा उपकरणों के साथ संयोजन में इस्तेमाल किया जा सकता है । डिवाइस पदचिह्न छोटा है और ऑपरेटिंग रूम में थोड़ी जगह है। ये फीचर्स अन्य नेविगेशन रोबोटिक स्पाइनल सर्जरी सिस्टम से अलग हैं, जिससे स्पाइनल नेविगेशन सर्जरी सर्जनों के लिए ज्यादा फ्लेक्सिबल और सुविधाजनक हो जाती है । पीएसएन में छवि पंजीकरण और मिलान, रोबोटिक और नेविगेशन तकनीक, और सटीक उपकरण विनिर्माण शामिल हैं। सिस्टम इन घटकों पर निर्भर करता है जो उचित रूप से एक साथ काम करते हैं क्योंकि यदि इनमें से कोई भी घटक विफल हो जाता है तो त्रुटियां हो सकती हैं। छवियों के अधिग्रहण के बाद शल्य चिकित्सा स्थल पर शरीर रचना विज्ञान की स्थानिक स्थिति अपेक्षाकृत तय हो जाएगी। जरूरत से ज्यादा नरम ऊतक अशांति, डिकंप्रेशन या ऑस्टियोटॉमी, 3 कशेरुकी पर लंबे सेगमेंट सर्जरी, या श्वसन ज्वारीय मात्रा की मात्रा जैसे कारक नौवहन विचलन का कारण बन सकते हैं। यदि सर्जन को नौवहन विचलन पर संदेह है, तो जांच का उपयोग पुष्टि के लिए शारीरिक स्थलों (जैसे, स्पिनस प्रक्रिया या पहलू जोड़ों) का चयन करने के लिए किया जा सकता है। स्थिति सही रही तो ऑपरेशन जारी रह सकता है। हालांकि, यदि स्थिति गलत है, तो कुछ संभावित कारण और समाधान इस प्रकार हैं: (1) ऑपरेशन के दौरान गतिशील संदर्भ फ्रेम-प्रत्ययी फ्रेम स्थानांतरित किया जाता है। सर्जन को गतिशील संदर्भ फ्रेम-प्रत्ययी फ्रेम और पंजीकरण को फिर से प्रतिबंधित करना चाहिए। (2) शारीरिक संरचनाओं के बीच सापेक्ष विस्थापन होता है, जैसे कि ऑपरेशन के कारण विकृति सुधार के बाद। सर्जन को सर्जरी के लिए नई छवियां प्राप्त करने के लिए फ्लोरोस्कोपी को फिर से स्कैन करना चाहिए। पहले प्रकाशित शोध के अनुसार, रोबोट की सहायता से नेविगेशन सिस्टम प्रत्येक पेडिकल स्क्रू प्रविष्टि के लिए लगने वाले समय को कम कर सकते हैं; हालांकि, रोबोट सेटअप और रजिस्ट्रेशन10के कारण ऑपरेटिव टाइम बढ़ जाती है .

रोबोट की सहायता से सर्जरी की कई सीमाएं अभी भी मौजूद हैं, जैसे ऐतिहासिक पहुंच में कठिनाई सहित पंजीकरण समस्याओं, न्यूनतम आक्रामक सर्जरी और समय लेने में असंगति, रोगियों को अतिरिक्त विकिरण के संपर्क में किया जा रहा है, लाइव-इंट्राऑपरेटिव प्रतिक्रिया की कमी के कारण उपकरण स्कीविंग, पारंपरिक रीढ़ प्रशिक्षण पर प्रभाव, प्रौद्योगिकी पर निर्भरता, और उच्च लागत। पीएसएनएस की कुछ सीमाएं हैं: पहला, सर्जन को पीएसएनएस सिस्टम को अच्छी तरह से सीखने के लिए समय बिताने की आवश्यकता होती है; दूसरा, सर्जनों के लिए इसे पकड़ना भारी है । हमारी टीम उपयोगकर्ता सीखने की अवस्था को आसान बनाने पर ध्यान केंद्रित करेगी और हैंडपीस के वजन को कम करने के लिए एक सहायक हाथ प्रदान करेगी। फिर भी, हमारा मानना है कि रोबोटिक-असिस्टेड नेविगेशन सिस्टम में लगातार विकास हो रहे हैं, जिनमें सर्जिकल परिणामों में सुधार की क्षमता है ।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

प्वाइंट रोबोटिक्स मेडटेक इंक ने लेखकों Xiu-यूं जिओ, चिह-वेई चेन, हाओ-काई चाउ और चेन-यू सुंग को नियोजित किया । इस अध्ययन को आंशिक रूप से प्वाइंट रोबोटिक्स मेडटेक इंक द्वारा समर्थित किया गया था, जिसने रोबोट सिस्टम प्रदान किया था। लेखकों की घोषणा है कि बिंदु रीढ़ नेविगेशन प्रणाली (PSNS) इस अध्ययन में मूल्यांकन विकास में एक उत्पाद है ।

Acknowledgments

इस अध्ययन को आंशिक रूप से प्वाइंट रोबोटिक्स मेडटेक कॉर्पोरेशन द्वारा समर्थित किया गया था, जिसने रोबोट सिस्टम प्रदान किया था। Funder X.Y. जिओ, सीडब्ल्यू चेन, एचके चाउ, और सीवाई सुंग के लिए वेतन के रूप में समर्थन प्रदान की है, लेकिन अध्ययन डिजाइन, डेटा संग्रह और विश्लेषण, प्रकाशित करने के लिए निर्णय, या पांडुलिपि की तैयारी में कोई अतिरिक्त भूमिका नहीं थी ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Dynamic reference frames POINT
FF tool kit:
1.Connecting Rod
2.Combination clamps
3.Multi-pin clamps
4.Schanz screw
5.Spinous process clamp
6.Open wrench
7.Hexagonal wrench
POINT
Handpiece POINT
Handpiece holder POINT
Handpiece stand POINT
K-pin POINT
Optical tracker NDI
Passive spheres NDI
Probe POINT
Sterile box POINT
Sterile drape POINT
Trocar POINT
Workstation cart POINT

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Tags

बायोइंजीनियरिंग इश्यू 159 सटीकता सर्जिकल रोबोटिक्स स्पाइन नेविगेशन सिस्टम पेडिकल शिकंजा रीढ़ कंप्यूटर की सहायता से नेविगेशन
पेडिकल स्क्रू प्लेसमेंट के लिए एक स्पाइन रोबोटिक-असिस्टेड नेविगेशन सिस्टम
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Chen, H. Y., Xiao, X. Y., Chen, C.More

Chen, H. Y., Xiao, X. Y., Chen, C. W., Chou, H. K., Sung, C. Y., Lin, F. H., Chen, P. Q., Wong, T. h. A Spine Robotic-Assisted Navigation System for Pedicle Screw Placement. J. Vis. Exp. (159), e60924, doi:10.3791/60924 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter