Method Article

원격 작동 로봇 시스템 보조 경피적 경질-경천골 나사 고정 기술

DOI:

10.3791/64796

⸱

January 6th, 2023

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Orthopedics, Tongji Hospital of Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, 2Wuhan United Imaging Healthcare Surgical Technology Co. Ltd.

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

원격 작동 로봇 시스템 보조 경피적 경질-경수술-경천골 나사 고정은 실현 가능한 기술입니다. 스크류 채널은 로봇 팔의 뛰어난 움직임의 자유와 안정성으로 인해 높은 정확도로 구현할 수 있습니다.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

경질리악-경천골 나사 고정은 나사가 피질 뼈의 6개 층을 뚫어야 하기 때문에 임상 실습에서 어렵습니다. 경골-경천골 나사는 수직 수직 전단력을 견딜 수 있는 더 긴 레버 암을 제공합니다. 그러나 스크류 채널이 너무 길어서 사소한 불일치로 인해 의원 성 신경 혈관 손상이 발생할 수 있습니다. 의료용 로봇의 개발은 수술의 정밀도를 향상 시켰습니다. 본 프로토콜은 새로운 원격 작동 로봇 시스템을 사용하여 transiliac-transacral 나사 고정을 실행하는 방법을 설명합니다. 로봇은 진입 점을 배치하고 슬리브의 방향을 조정하기 위해 원격으로 작동되었습니다. 스크류 위치는 수술 후 컴퓨터 단층 촬영 (CT)을 사용하여 평가되었습니다. 모든 나사는 수술 중 형광 투시법을 사용하여 확인된 바와 같이 안전하게 이식되었습니다. 수술 후 CT는 모든 나사가 해면골에 있음을 확인했습니다. 이 시스템은 의사의 주도권과 로봇의 안정성을 결합합니다. 이 절차의 원격 제어가 가능합니다. 로봇 보조 수술은 기존 방법에 비해 위치 유지 능력이 더 높습니다. 능동형 로봇 시스템과 달리 외과의는 수술을 완전히 제어할 수 있습니다. 로봇 시스템은 수술실 시스템과 완벽하게 호환되며 추가 장비가 필요하지 않습니다.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

정형 외과 수술에 활용 된 최초의 로봇 응용 프로그램은 1992 년에 사용 된 ROBODOC 시스템이었습니다1. 그 이후로 로봇 보조 수술 시스템이 빠르게 발전했습니다. 로봇 보조 수술은 사지의 정렬과 관절의 생리적 운동학을 복원하는 외과의의 능력을 향상시켜 관절 성형술을 개선합니다2. 척추 수술에서 로봇을 사용한 척추경 나사의 배치는 안전하고 정확합니다. 또한 외과 의사의 방사선 노출을 줄입니다3. 그러나 로봇 보조 수술에 대한 연구는 외상성 정형 외과 질환의 이질성으로 인해 제한적이었습니다. 기존의 정형외과 외상 로봇 수술에 대한 연구는 주로 골반고리 골절4의 로봇 보조 천장관절 나사 및 치골 나사 고정, 대퇴골 경부의 캐뉼러 나사 고정5, 골수 내 못 박기의 진입점 및 원위 잠금 볼트6,7, 경피적 골절 감소 8,9 및 군사 분야에서의 중상 환자 치료10<....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 로봇 기술의 적용은 Huazhong 과학 기술 대학 Tongji 의과 대학 Tongji 병원 윤리위원회의 승인을 받았으며 2013 년에 개정 된 1975 년 헬싱키 선언을 준수합니다.

1. 수술 전 계획

  1. 대퇴골을 통해 두 개의 Schanz 핀을 삽입하여 형광 투시 플레이트 베이스( 재료 표 참조)를 사용하여 앙와위 위치에 사체 골반을 고정합니다. 앙와위 자세에서 뒤쪽 장골 척추를 판자와 요추를 바닥에 평행하게 동시에 놓습니다.
    참고 : 기증 된 시체는 Huazhong 과학 기술 대학의 Tongji 의과 대학 해부학 및 연구과에서 방부 처리되었습니다. 골반 표본은 요추 5 척추의 수준과 대퇴골의 작은 trochanter 아래에서 절개하여 얻었습니다. 골반강의 장기가 제거되었습니다. 근육, 관절낭 및 인대 구조는 그대로 유지되었습니다.
  2. 나선형 CT를 사용하여 L5 척추의 상단 가장자리에서 원위 대퇴 트로 챈터까지 골반의 이미지를 획득합니다 ( 재료 표 참조). 워크스테이션을 사용하여 모든 사체의 컴퓨터 단층 촬영(CT) 이미지를 처리하고 DICOM 형식으로 저장합니다.
    참고: CT 매개변수: 0.5mm 슬라....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

수석 정형 외과 의사는 설명 된 절차를 사용하여 수술을 완료했습니다. 모든 나사(S1에 3개, S2에 2개)가 고정되었습니다. 5개의 나사를 각각 삽입하는 데 걸린 시간(첫 번째 X선 형광투시에서 나사 삽입까지)은 각각 32분, 28분, 26분, 20분 및 23분이었습니다. 각 나사에 대한 형광 투시 시간은 약 5분이었습니다. 모든 나사가 수술 중 형광 투시 이미지의 올바른 위치에 있었지만 여러 기사에서는 나사 배치를 평가하기 위해 수술 후 CT 스캔의 필요성을 강조했습니다. 수술 후 CT 스캔에서 피질 뼈를 관통하는 나사는 없습니다. 모든 나사는 완전히 해면골에 있었습니다(그림 4).

figure-results-1

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

로봇의 유형에 관계없이 정형 외과에서 로봇의 핵심 응용 프로그램은 외과의가 수술의 정확성을 향상시킬 수있는 고급 도구를 제공합니다. 그러나 수술 로봇의 출현은 의사를 대체하지 않습니다. 로봇 수술을 수행하는 외과의는 수술실에있을 수도 있고 없을 수도 있습니다. 수술 로봇은 일반적으로 컴퓨터 제어 시스템, 수술을 담당하는 로봇 팔 및 추적을 담당하는 내비게이션 시스템을 포함합니다. 로봇 시스템에는 로봇과 외과의사가 상호작용하는 방식에 따라 반능동, 수동 및 능동 시스템(14)을 포함하는 세 가지 범주가 있다. 로봇 지원은 주로 수술 정확도를 향상시키기 위해 관절 치환술 및 척추 계측 절차로 제한됩니다 2,15,16. 외상 정형 외과에서 로봇을 사용하는 것은 비교적 드뭅니다. Trauma Pod

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자는 경쟁 이익이 없다고 선언합니다.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
160-slice CTUnited Imaging Healthcare Surgical Technology Co., LtduCT780정밀 이미지 및 DICOM 데이터 획득
전기 뼈 드릴YUTONG Medical없음전원 시스템
형광 플레이트 베이스없음없음시체 골반을 수술대에 고정
K-와이어없음2.5mm가이드와이어
Master-Slave 정형외과 포지셔닝 및 안내 시스템United Imaging Healthcare Surgical Technology Co. Ltd없음정형외과 수술을 위한 나사를 배치하는 원격 작동 로봇 시스템
Mimics Innovation SuiteMaterialiseMimics Medical 21수술 전 계획 소프트웨어    
모바일 C-armUnited Imaging Healthcare Surgical Technology Co. LtduMC560i저용량 CMOS 모바일 C-arm
수술대 켈링DL&미드닷; C-I형광 투시 수술 테이블
Schanz 핀천진 ZhengTian 의료 기기 유한 회사5.0mm수정 시체 골반
나사 반나사Tianjin ZhengTian Medical Instrument Co., Ltd.7.3mmTransiliac-Transsacral Screw
Seven DOF 매니퓰레이터KUKA, 독일LBR Med 7 R800외과 수술 수행 장치

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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 Arthropl....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Transiliac Transsacral ScrewRobotic Screw FixationTeleoperated SurgeryPercutaneous Screw PlacementSacroiliac ScrewsMaster Slave OperationC Arm FluoroscopyPreoperative Planning SoftwarePelvic AcetabulumRemote Surgery

Related Articles