Waiting
Login processing...

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

Engineering

Een teleoperated robotic system-assisted percutane transiliac-transsacrale schroeffixatietechniek

Published: January 6, 2023 doi: 10.3791/64796

Summary

Teleoperated robotic system-assisted percutane transiliac-transsacrale schroeffixatie is een haalbare techniek. Schroefkanalen kunnen met hoge nauwkeurigheid worden geïmplementeerd dankzij de uitstekende bewegingsvrijheid en stabiliteit van de robotarmen.

Abstract

Transiliac-transsacrale schroeffixatie is een uitdaging in de klinische praktijk omdat de schroeven door zes lagen corticale bot moeten breken. Transiliac-transsacrale schroeven zorgen voor een langere hefboomarm om de loodrechte verticale schuifkrachten te weerstaan. Het schroefkanaal is echter zo lang dat een kleine discrepantie kan leiden tot iatrogene neurovasculaire verwondingen. De ontwikkeling van medische robots heeft de precisie van chirurgie verbeterd. Het huidige protocol beschrijft hoe een nieuw teleoperationeel robotsysteem kan worden gebruikt om transiliac-transacrale schroeffixatie uit te voeren. De robot werd op afstand bediend om het instappunt te positioneren en de oriëntatie van de sleeve aan te passen. De schroefposities werden geëvalueerd met behulp van postoperatieve computertomografie (CT). Alle schroeven werden veilig geïmplanteerd, zoals bevestigd met behulp van intraoperatieve fluoroscopie. Postoperatieve CT bevestigde dat alle schroeven in het annulaire bot zaten. Dit systeem combineert het initiatief van de arts met de stabiliteit van de robot. De afstandsbediening van deze procedure is mogelijk. Robot-geassisteerde chirurgie heeft een hogere positieretentiecapaciteit in vergelijking met conventionele methoden. In tegenstelling tot actieve robotsystemen hebben chirurgen volledige controle over de operatie. Het robotsysteem is volledig compatibel met besturingssystemen en vereist geen extra apparatuur.

Introduction

De eerste robottoepassing die werd gebruikt in orthopedische chirurgie was het ROBODOC-systeem dat in 1992 werd gebruikt1. Sindsdien hebben robotondersteunde chirurgische systemen zich snel ontwikkeld. Robot-geassisteerde chirurgie verbetert de artroplastiek door het vermogen van de chirurg te verbeteren om de uitlijning van de ledemaat en de fysiologische kinematica van het gewricht te herstellen2. Bij spinale chirurgie is de plaatsing van pedikelschroeven met behulp van een robot veilig en nauwkeurig; het vermindert ook de stralingsblootstelling van de chirurg3. Studies over robot-geassisteerde chirurgie zijn echter beperkt vanwege de heterogeniteit van traumatische orthopedische ziekten. Het bestaande onderzoek naar robotchirurgie voor orthopedisch trauma richt zich voornamelijk op robotondersteunde sacro-iliacale gewrichtsschroeven en schaamschroeffixatie van bekkenringfracturen4, cannulated schroeffixatie van de femurhals5, ingangspunt en distale vergrendelingsbouten in intramedullaire nagels 6,7, percutane fractuurreductie 8,9 en de behandeling van ernstig gewonde patiënten in het militaire veld10.

De percutane schroeftechniek kan worden uitgevoerd met behulp van 2D- en 3D-navigatieondersteuning. De sacro-iliacale, voorste kolom, achterste kolom, supraacetabulaire en magische schroeven zijn de meest voorkomende percutane technieken voor bekken- en acetabulaire facturen11. De percutane transiliacale-transsacrale schroeftechniek blijft een uitdaging voor chirurgen. Een goed begrip van de bekkenanatomie en röntgenfluoroscopie, nauwkeurige positionering en langdurige handstabiliteit zijn vereist voor deze procedure. Het teleoperatieve robotsysteem kan goed aan deze eisen voldoen. Deze studie maakt gebruik van een teleoperationeel robotsysteem om percutane transiliac-transsacrale schroeffixatie voor bekkenringfracturen te voltooien. De details en workflow van dit protocol worden hieronder weergegeven.

Robotisch systeem
Het Master-Slave Orthopaedic Positioning and Guidance System (MSOPGS) bestaat voornamelijk uit drie delen: de chirurgische Robot (Slave Manipulator) met zeven vrijheidsgraden (DOF), de Master Manipulator met force feedback en de console. Het systeem heeft vier bedrijfsmodi: handmatige tractie, master-slave-bediening, remote center of motion (ROM) en noodgeval. Figuur 1 toont de MSOPPGS; de belangrijkste componenten worden hieronder kort beschreven.

De chirurgische robot (zie Materiaaltabel) is een zeven DOF manipulator die vooraf gecertificeerd is voor integratie in medische producten12. De robot heeft force-feedback sensoren die veranderingen in kracht kunnen detecteren. De robotarm kan handmatig of op afstand worden bediend. Een koppelsensor wordt aan de punt geïnstalleerd en toegewezen aan de "Master Manipulator", waardoor real-time force feedback mogelijk is. De maximale belasting van de robotarm is voldoende om de krachten van zacht weefsel te weerstaan en het fladderen van de chirurgische instrumenten te verminderen. De robot is gekoppeld aan een mobiel platform om een operationele werkplek te verwerven en stabiliteit te garanderen. De basis is verbonden met de "Master Manipulator" en het besturingssysteem en kan instructies van het besturingssysteem verwerken.

De "Master Manipulator" is ontworpen voor de gezondheidszorg om de robot nauwkeurig te besturen. Dit apparaat biedt zeven actieve DOF, waaronder zeer nauwkeurige force-feedback grijpmogelijkheden. De eindeffector dekt het natuurlijke bewegingsbereik van de menselijke hand. Een incrementele besturingsstrategie wordt gebruikt om intuïtieve besturing van de robotarm te bereiken.

Het besturingssysteem biedt vier methoden voor het besturen van de robotarm: handmatige tractie, master-slave-bedieningsmodus, remote center of motion (RCM) en noodgeval. Het operatiesysteem verbindt de chirurg en robot en zorgt voor veiligheidsalarmen. Met de handmatige tractiemodus kan de manipulator vrij binnen een specifiek werkbereik worden gesleept. De robot wordt automatisch vergrendeld nadat hij 5 s is gestopt. In de master-slave-modus kan de chirurg de "Master Manipulator" gebruiken om de beweging van de robotarm te regelen. De RCM-modus maakt het mogelijk om het chirurgische instrument rond het uiteinde van het instrument te draaien. De RCM-modus is het meest geschikt voor heroriëntatie op het axiale fluoroscopiebeeld van het kanaal, zoals het radiografische druppelteken van het supraacetabulaire kanaal en het ware sacrale beeld van de transiliacale-transsacrale osseeuze route. De manipulator kan worden gebruikt voor noodremmen op elke positie. Figuur 2 toont de workflow van het systeem.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

De toepassing van deze robottechniek werd goedgekeurd door de ethische commissie van het Tongji Hospital of Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, en voldoet aan de Helsinki-verklaring van 1975, zoals herzien in 2013.

1. Preoperatieve planning

  1. Bevestig de cadaverische bekkens in rugligging met behulp van een fluoroscopische plaatbasis (zie Materiaaltabel) door twee Schanz-pennen door het dijbeen te steken. Plaats in rugligging zowel de achterste superieure iliacale stekels tegelijkertijd op de plank als de lendenwervels parallel aan de vloer.
    OPMERKING: De gedoneerde kadavers werden gebalsemd door de afdeling Anatomie en Onderzoek, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology. De bekkenmonsters werden verkregen door transsectie ter hoogte van de lumbale 5 wervels en onder de onderste trochanter van het dijbeen. De organen in de bekkenholte werden verwijderd. De spieren, gewrichtscapsules en ligamenteuze structuren werden intact gelaten.
  2. Verkrijg beelden van de bekken van de bovenrand van de L5-wervels tot de distale femorale trochanter met behulp van een spiraal-CT (zie Materiaaltabel). Verwerk de computertomografie (CT) beelden van alle kadavers die het werkstation gebruiken en sla ze op in het DICOM-formaat.
    OPMERKING: CT-parameters: 0,5 mm plakdikte, 63 mA stroom, 140 kV spanning.
  3. Importeer de CT-scangegevens in de preoperatieve planningssoftware (zie Materiaaltabel) van dit systeem in het DICOM-formaat om axiale, coronale en sagittale beelden van het bekken te verkrijgen.
    OPMERKING: De DICOM-bestanden bevatten de informatie van de CT-scan en het gereconstrueerde beeld kan worden verkregen door automatische import.
  4. Maak een cilinder met behulp van de MedCAD-module van de software en definieer de grootte van de cilinder door de diameter en lengte in te voeren. Plaats het in het S1- of S2-wervellichaam en pas de oriëntatie van de cilindermiddenlijn aan op de axiale en coronale afbeeldingen. Controleer de relatie tussen de rand van de cilinder en het corticale bot in elke afbeelding.
    OPMERKING: De cilinder die zich volledig in het cancelleuze bot bevindt (met uitzondering van contact met het corticale bot) wordt geacht een overeenkomstig schroefkanaal te hebben in S1 of S2. De lengte van de middelste lijn van de cilinder is de lengte van de schroef.

2. Chirurgische instelling

  1. Bevestig het bekken op de fluoroscopische operatietafel in rugligging (figuur 1).
  2. Plaats de robot (zie materiaaltabel) aan de ipsilaterale zijde op 45° ten opzichte van de operatietafel met de C-arm loodrecht op de operatietafel aan de contralaterale zijde. De monitor van de C-arm moet naar de operatiekamer gericht zijn om de chirurg in staat te stellen deze te observeren (figuur 1).
  3. Plaats het werkstation van de MSOPGS en Slave Manipulator buiten de operatiekamer. De chirurg moet in staat zijn om het chirurgische veld en de C-armmonitor te observeren tijdens teleoperaties met de Slave-Manipulator (figuur 1).

3. Chirurgische ingreep

OPMERKING: Nadat het systeem is gestart en geïnspecteerd, wordt de manipulator automatisch geïmplementeerd in de werkstatus.

  1. Bevestig de roosterpositiemaker met plakband aan de ipsilaterale zijde. Selecteer het doelgebied door een rasterpositiemarkering op de werkelijke laterale weergave van het heiligbeen. Zorg ervoor dat de handmatige tractiemodus op de console is geselecteerd en gestart. Sleep de robotarm naar het algemene gebied van het transiliacale-transsacrale schroefingangspunt S1 of S2 (figuur 3A, B).
    OPMERKING: Het doelgebied wordt omsloten door de voorste rand van het heiligbeen, het sacrale zenuwkanaal en het wervelkanaal.
  2. Visualiseer de ware laterale weergave van het heiligbeen, bedien de Master Manipulator en pas de punt van de distale huls aan om zich in het ingangsgebied van de geleidedraad in de Master-Slave-bedieningsmodus te bevinden (figuur 3C).
  3. Nadat u de RCM-modus hebt geselecteerd, gaat u verder met de C-armfluoroscopie voor de laterale sacrale weergave. Pas het midden van de geleidingshuls aan in concentrische cirkels om consistent te zijn met het schroefkanaal (figuur 3D).
  4. Vergrendel de robotarm en steek een geleidingsdraad (2,5 mm K-draad, zie Materiaaltabel) door het contralaterale darmbeen met behulp van een elektrische boormachine. Verwijder vervolgens de robot in de handmatige tractiemodus (figuur 3E).
    OPMERKING: Tijdens deze stap mag geen fluoroscopie worden uitgevoerd.
  5. Draai de C-arm naar de inlaat- en uitlaathoeken (verschillende bekken hebben verschillende hoeken) om te bepalen of de geleidedraad is doorgebroken of contact heeft gemaakt met de voorste en achterste sacrale cortex en het sacrale zenuwkanaal (figuur 3F, G).
  6. Plaats een schroef met halve schroefdraad van 7,3 mm (zie materiaaltabel) langs de geleidingsdraad naar de contralaterale iliacale cortex.
  7. Beoordeel de schroefpositie in het bekkeninlaat- en uitlaatzicht en het laterale zicht (figuur 4).

4. Beoordeling na de operatie

  1. Voer de stappen 1.2-1.3 uit.
    OPMERKING: CT-parameters: 0,5 mm plakdikte, 63 mA-stroom en 140 kV-spanning.
  2. Controleer de schroefpositie in elke axiale, coronale en sagittale afbeelding.
    OPMERKING: De schroefposities werden beoordeeld met behulp van de methode van Gras. In het bijzonder zijn schroeven in het cancellous bot Grade I, schroeven in contact met het corticale bot zijn Grade II en schroeven die het corticale bot binnendringen zijn Grade III. Graad III vertegenwoordigt schroefmisplaatsing en duidt op een risico op vasculair en zenuwletsel13.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Een senior orthopedisch chirurg voltooide de operatie met behulp van de beschreven procedure. Alle schroeven (drie in S1 en twee in S2) werden vastgezet. De tijd die nodig was (van de eerste röntgenfluoroscopie tot het inbrengen van de schroef) voor het inbrengen van elk van de vijf schroeven was respectievelijk 32 min, 28 min, 26 min, 20 min en 23 min. De fluoroscopietijd voor elke schroef was ongeveer 5 minuten. Hoewel alle schroeven op de juiste plaats op de intraoperatieve fluoroscopische beelden zaten, hebben verschillende artikelen de noodzaak van postoperatieve CT-scans benadrukt om de plaatsing van de schroef te evalueren. Er drongen geen schroeven door in het corticale bot op de postoperatieve CT-scans. Alle schroeven zaten volledig in het ringvormige bot (figuur 4).

Figure 1
Figuur 1: Opstelling van de chirurgische omgeving. De robotarm wordt aan de aangedane zijde onder een hoek ten opzichte van de operatietafel geplaatst en door de basis vergrendeld. De C-arm bevindt zich aan de gezonde kant van het bekken, met het beelddisplay naar de chirurg gericht. De controller voor teleoperatie bevindt zich buiten de operatiekamer. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 2
Figuur 2: Klinische workflow voor MSOPGS. Na het kiezen van de chirurgische procedure moeten de instructies voor het plaatsen van de robot worden gevolgd. De ruwe geleidingsmodus betekent dat de chirurg de handmatige tractiemodus of de Master-Slave-modus gebruikt om de chirurgische instrumenten naar de interessante positie te verplaatsen. Pas vervolgens de richting van de sleeve aan in de RCM-modus of joystickbedieningsmodus. Met andere woorden, de ruwe modus wordt gebruikt om het toegangspunt te selecteren en de precieze modus wordt gebruikt om de richting van de geleidingsdraad aan te passen. De joystickbedieningsmodus, die wordt gebruikt voor de schuine sacro-iliacale stijlschroeven, wordt niet in de tekst vermeld. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 3
Figuur 3: Chirurgische ingreep. (A) Het lokaliseren van het doelgebied met behulp van het raster voorafgaand aan de operatie. (B) De robotarm naar het doelgebied slepen. (C) In de Master-Slave-bedieningsmodus is de robotarm nauwkeuriger gepositioneerd, zodat de geleidedraadhuls zich op het gewenste toegangspunt bevindt. (D) Beweging wordt gemaakt rond het distale uiteinde van de geleidedraadhuls totdat de mouw verschijnt als een concentrische cirkel. (E-G) Na het boren in de geleidingsdraad wordt de ideale positie van de geleidedraad bevestigd op de inlaat- en uitlaatbeelden van het bekken. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 4
Figuur 4: Computertomografiereconstructie en röntgenfoto's die bevestigen dat de schroef zich volledig in het cancelleuze bot bevond. (A) Sagittale CT-reconstructiebeelden van de middellijnplaats die suggereren dat de schroef zich in de S1 bevindt. (B) De schroef kwam niet in het sacrale kanaal op het reslice axiale CT-reconstructiebeeld. (C) De schroef is veilig op het reslice coronale CT-reconstructiebeeld. (D) De schroef bevindt zich volledig in het bot op het werkelijke zijdelingse zicht van het heiligbeen. (E,F) De schroef bevindt zich op een veilige afstand van de voorste en achterste sacrale cortex en het sacrale zenuwkanaal op de inlaat- en uitlaatbeelden. Schaalbalken (A-C): 2 cm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Ongeacht het type robot, de kerntoepassing van robots in de orthopedie biedt een geavanceerd hulpmiddel voor chirurgen om de nauwkeurigheid van operaties te verbeteren. De opkomst van chirurgische robots is echter geen vervanging voor artsen. Chirurgen die robotchirurgie uitvoeren, kunnen al dan niet in de operatiekamer zijn. Chirurgische robots omvatten over het algemeen een computerbesturingssysteem, een robotarm die verantwoordelijk is voor de operatie en een navigatiesysteem dat verantwoordelijk is voor tracking. Er zijn drie categorieën robotsystemen, afhankelijk van hoe de robot en de chirurg met elkaar omgaan, waaronder semi-actieve, passieve en actieve systemen14. Robotassistentie is voornamelijk beperkt tot gewrichtsarthroplastiek en spinale instrumentatieprocedures om de chirurgische nauwkeurigheid te verbeteren 2,15,16. Het gebruik van robots in trauma orthopedie is relatief zeldzaam. Trauma Pod10 redt het leven van ernstig gewonde patiënten op het slagveld, en Robot-assisted fracture surgery (RAFS)17 en RepoRobo18 kunnen helpen bij het verminderen van femorale fracturen. De TiRobot is een semi-automatisch robotsysteem dat een intelligent algoritme gebruikt om het schroeftraject te plannen op basis van preoperatieve beelden; het maakt gebruik van 3D-beeldvorming en optische tracking om19,20 te navigeren. Het systeem kan alleen preoperatieve planning en navigatie uitvoeren en kan geen andere chirurgische taken uitvoeren. Evenzo speelt het TiRobot-systeem een rol bij het bepalen van de schroefpositie tijdens femorale nekfractuurchirurgie21. Als hulpmiddel combineert de MSOPGS met de vaardigheden en kennis van artsen om chirurgie nauwkeuriger en minimaal invasief te maken.

Transiliacale-transsacrale schroeven breken door zes lagen corticale bot22. Het schroefkanaal is zo lang dat kleine afwijkingen kunnen leiden tot iatrogene neurovasculaire verwondingen. De belangrijkste uitdaging in verband met de techniek uit de vrije hand is het aanpassen van de geleidingsdraadrichting in de uitlaat- en inlaatweergaven. De geleidingsdraad buigt af wanneer deze door het corticale of subchondrale bot breekt. Robot-geassisteerde chirurgie is nauwkeuriger dan traditionele chirurgische procedures om de volgende redenen. Ten eerste wordt de amplitude van de handbewegingen van de chirurg niet één-op-één overgedragen op de chirurgische instrumenten. Het schaaleffect vermindert de amplitude van de bewegingen van het chirurgische instrument om fijnere bewegingen te vergemakkelijken. Ten tweede kan de robot zijn positie behouden zonder enige afwijking. Of zachte weefsels getraumatiseerd zijn tijdens de beweging van de chirurgische instrumenten is echter onbekend. Een feedbackdrempel is vereist om overmatige spanning op het zachte weefsel te voorkomen. Bovendien kan de chirurg het gevaar van blootstelling aan straling tijdens de hele procedure vermijden.

Nieuwe technologie wordt altijd geassocieerd met een leercurve. In deze studie, vergeleken met de tijd die nodig was om de eerste drie schroeven te bevestigen, werd de bedrijfstijd van de laatste twee schroeven aanzienlijk verkort. De teleoperatielogica helpt chirurgen verbindingen in de hersenen te maken tussen het chirurgische instrument en de Master Manipulator. Artsen moeten bekwaam zijn in het plaatsen van de sacro-iliacale schroeven met behulp van de techniek uit de vrije hand onder fluoroscopie. In onze techniek werd een intuïtieve besturingsstrategie gebruikt om de moeilijkheidsgraad van het bedienen van het systeem te verminderen. Hoewel de Master Manipulator en het uiteinde van het chirurgische instrument zich niet in dezelfde werkruimte bevinden, kan het uiteinde van het chirurgische instrument op de juiste manier bewegen met de Master Manipulator. De RCM, de meest cruciale stap, vereenvoudigt de aanpassing van de richting van de geleidingsdraad aanzienlijk. De RCM-modus zorgt ervoor dat het toegangspunt niet wordt verplaatst tijdens rotatie, op voorwaarde dat het toegangspunt wordt bepaald. De chirurg bedient de Master Manipulator en de chirurgische instrumenten bewegen in een kegelachtige ruimte, waar de top het punt is van het inbrengen van de schroef.

Omdat laterale sacrale beelden worden gebruikt voor het grootste deel van de procedure, moeten de patiënten dezelfde positie behouden tijdens de operatie. Bij cadaverische studies wordt het bekken op de operatietafel gefixeerd. De romp van de patiënt kan aan de operatietafel worden bevestigd met behulp van een harnas in echte chirurgische omgevingen. Patiënten zijn echter zwaarder dan kadavers en bewegen niet zo gemakkelijk. De robot en de patiënt zijn twee niet-gerelateerde delen van het systeem. Met de ontwikkeling van het project zullen de robot en de patiënt een real-time gesynchroniseerd systeem vormen met behulp van een volgsysteem, wat betekent dat de relatieve posities van de robot en de patiënt constant kunnen blijven.

Dit robotsysteem zal naar verwachting in de toekomst een essentieel onderdeel van telegeneeskunde worden vanwege de lage latentie en compatibiliteit met de huidige chirurgische systemen. Patiënten met orthopedisch trauma hebben een specifiek tijdvenster tussen letsel en operatie, vooral in het geval van bekken- en acetabulaire fracturen. In dergelijke gevallen is het waarborgen van de stabiliteit van de bloedsomloop en het voorkomen van andere systemische letsels van cruciaal belang. Artsen in centrale ziekenhuizen kunnen het telegeneeskundesysteem gebruiken om preoperatieve preparaten te begeleiden en volledige operaties op afstand uit te voeren via de MSOPGS. Bovendien combineert dit systeem 2D- of 3D-navigatie, virtual reality (VR), augmented reality (AR) en mixed reality (MR) -technologieën. Reality-technologie heeft een aanzienlijk potentieel voor orthopedische chirurgie. De mogelijkheid om patiëntgegevens op elk gewenst moment te verifiëren, het plan van de operatie te bevorderen en de precisie van interventies te verbeteren, verbetert de kwaliteit van de gezondheidszorg en de patiëntresultaten23. De preoperatieve beeldvormingsgegevens kunnen worden gecombineerd met verdere visuele gegevens die worden gepresenteerd in een ruimtelijk correcte uitlijning met het oppervlak van de patiënt. Multimodale beeldintegratie in AR/MR biedt chirurgen intraoperatieve fluoroscopie door beeldreconstructies te bedekken met werkelijke anatomische structuren, waardoor het niet nodig is om straling te hergebruiken.

Deze studie heeft enkele beperkingen. De steekproefomvang voor het gebruikte bekken was klein. Hoewel we hebben geprobeerd de werkelijke chirurgische omstandigheid volledig te simuleren, zijn er significante verschillen tussen cadaverische studies en echte operatieomstandigheden. Dit systeem moet verder worden verfijnd voor klinische toepassingen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs verklaren dat ze geen tegenstrijdige belangen hebben.

Acknowledgments

Geen.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bargar, W. L., Bauer, A., Börner, M. Primary and revision total hip replacement using the Robodoc system. Clinical Orthopaedics and Related Research. (354), 82-91 (1998).
  2. Jacofsky, D. J., Allen, M. Robotics in arthroplasty: A comprehensive review. Journal of Arthroplasty. 31 (10), 2353-2363 (2016).
  3. Perfetti, D. C., Kisinde, S., Rogers-LaVanne, M. P., Satin, A. M., Lieberman, I. H. Robotic spine surgery: Past, present and future. Spine. 47 (13), 909-921 (2022).
  4. Long, T., et al. Comparative study of percutaneous sacroiliac screw with or without TiRobot assistance for treating pelvic posterior ring fractures. Orthopaedic Surgery. 11 (3), 386-396 (2019).
  5. Duan, S. J., et al. Robot-assisted percutaneous cannulated screw fixation of femoral neck fractures: Preliminary clinical results. Orthopaedic Surgery. 11 (1), 34-41 (2019).
  6. Lei, H., Sheng, L., Manyi, W., Junqiang, W., Wenyong, L. A biplanar robot navigation system for the distal locking of intramedullary nails. International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery. 6 (1), 61-65 (2010).
  7. Oszwald, M., et al. Robotized access to the medullary cavity for intramedullary nailing of the femur. Technology and Health Care. 18 (3), 173-180 (2010).
  8. Hung, S. S., Lee, M. Y. Functional assessment of a surgical robot for reduction of lower limb fractures. International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery. 6 (4), 413-421 (2010).
  9. Dagnino, G., et al. Image-guided surgical robotic system for percutaneous reduction of joint fractures. Annual Review of Biomedical Engineering. 45 (11), 2648-2662 (2017).
  10. Garcia, P., et al. Trauma Pod: A semi-automated telerobotic surgical system. International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery. 5 (2), 136-146 (2009).
  11. Gaensslen, A., Müller, M., Nerlich, M. Acetabular Fractures: Diagnosis, Indications, Treatment Strategies. , Thieme. Stuttgart, Germany. (2017).
  12. LBR, LBR Med: A collaborative robot for medical applications. KUKA. , Available from: https://www.kuka.com/en-cn/industries/health-care/kuka-medical-robotics/lbr-med (2023).
  13. Gras, F., et al. 2D-fluoroscopic navigated percutaneous screw fixation of pelvic ring injuries--A case series. BMC Musculoskeletal Disorders. 11, 153 (2010).
  14. Innocenti, B., Bori, E. Robotics in orthopaedic surgery: Why, what and how. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 141 (12), 2035-2042 (2021).
  15. Chen, A. F., Kazarian, G. S., Jessop, G. W., Makhdom, A. Robotic technology in orthopaedic surgery. Journal of Bone and Joint Surgery. 100 (22), 1984-1992 (2018).
  16. D'Souza, M., et al. Robotic-assisted spine surgery: History, efficacy, cost, and future trends. Robotic surgery. 6, 9-23 (2019).
  17. Dagnino, G., et al. Navigation system for robot-assisted intra-articular lower-limb fracture surgery. International Journal for Computer Assisted Radiology and Surgery. 11 (10), 1831-1843 (2016).
  18. Füchtmeier, B., et al. Reduction of femoral shaft fractures in vitro by a new developed reduction robot system 'RepoRobo. Injury. 35, 113-119 (2004).
  19. Schuijt, H. J., Hundersmarck, D., Smeeing, D. P. J., vander Velde, D., Weaver, M. J. Robot-assisted fracture fixation in orthopaedic trauma surgery: A systematic review. OTA International. 4 (4), 153 (2021).
  20. Wang, J. Q., et al. Percutaneous sacroiliac screw placement: A prospective randomized comparison of robot-assisted navigation procedures with a conventional technique. Chinese Medical Journal. 130 (21), 2527-2534 (2017).
  21. Zhu, Z. D., et al. TiRobot-assisted percutaneous cannulated screw fixation in the treatment of femoral neck fractures: A minimum 2-year follow-up of 50 patients. Orthopaedic Surgery. 13 (1), 244-252 (2021).
  22. Gardner, M. J., Routt, M. L. Transiliac-transsacral screws for posterior pelvic stabilization. Journal of Orthopaedic Trauma. 25 (6), 378-384 (2011).
  23. Verhey, J. T., Haglin, J. M., Verhey, E. M., Hartigan, D. E. Virtual, augmented, and mixed reality applications in orthopedic surgery. International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery. 16 (2), 2067 (2020).

Tags

Engineering Nummer 191
Een teleoperated robotic system-assisted percutane transiliac-transsacrale schroeffixatietechniek
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Liu, B., Xu, F., Liu, Y., Wang, T.,More

Liu, B., Xu, F., Liu, Y., Wang, T., Cao, Y., Zheng, Z., Xu, H., Huang, C., Luo, Z. A Teleoperated Robotic System-Assisted Percutaneous Transiliac-Transsacral Screw Fixation Technique. J. Vis. Exp. (191), e64796, doi:10.3791/64796 (2023).

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