随着医学发展,机器人辅助下手术以其精确度高、手术创口小等显著优势越来越受到重视。目前手术机器人主要用于普外科、泌尿外科等开腹手术,近年来国际上逐渐开发用于脑神经外科手术的神经外科专业机器人。
脑神经外科手术以风险大难度高著称,即使有了显微镜、内镜、立体定向系统等先进设备,手术操作仍然严重依赖个人经验。神经外科专业手术机器人将精准定位方法与个人经验相结合,提高了手术操作的精确性,减少了并发症。特别是细致性及精准性要求极高的功能神经外科手术,机器人的进入使手术水平大大提高。帕金森病脑起搏器(DBS)手术是常见的功能神经外科手术,其精度要求极高。传统DBS电极植入方法依赖立体定向框架,存在一定程度的设备误差。
一般来说震颤型帕金森病病程3年、僵直型4年就应该考虑DBS手术,但DBS术前需经过帕金森团队细致周密的病情评估和方案论证。帕金森病选择合适的时机进行DBS手术治疗效果会远远好于单一的药物治疗。近年来DBS手术除用于帕金森病治疗外,还用于药物难治性癫痫、老年痴呆、精神疾病、顽固性疼痛、植物人促醒等。
据了解,神经外科手术机器人,需要借助“脑”“眼”“手”来具体执行命令。其中,“脑”由图形工作站组成,可协助医生规划穿刺路径。神经外科手术机器人运用颅内血管3D可视化技术、多模态三维影像重建技术,可直观展现患者的颅内血管结构和重要功能组织,帮助医生合理规划穿刺路径,缩短规划时间。“手”即机械臂,可以实现空间的准确定位,按医生规划的手术路径,到达指定的空间位置,可快速而省力地实现精准的定位定向。借助机器人更高的精度,能够大幅降低硬膜、血管、脑组织的损伤率。“眼”是3D结构光注册技术,结构光注册技术不仅仅注册精度高、而且注册速度快。基于机器臂与结构光模块完美结合,结构光扫描技术是通过百万级别面部点云与术前影像模型进行融合配准。不仅仅可用于病人注册环节对头颅定位和头颅周边环境的感知,通过结构光感知周边环境也可以实现自动避障功能。未来结构光也可以将软件中影像血管病灶投影到真实病人头颅上,实现虚拟现实结合的功能,辅助医生完成更多术式。
机器人主要的优势在于,定位的精准性比传统的方法要高,另外就是整个操作流程可以做到自动化,手术用时明显缩短,术中可依据打“靶”实时纠正误差。可用于帕金森病脑起搏器(DBS)手术,还可用癫痫的精准定位(如立体定向脑电图(SEEG)植入)及微创手术。将来对于一些难度比较大的脑深部肿瘤不用开颅,经过植入电极精准射频消融也可达到切除目的。常见的高血压脑溢血的穿刺,活检等手术应用机器人,都可达到简化手术流程、增加精准性的目的。