Waiting
Login processing...

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

Engineering

Teleoperatif Robotik Sistem Yardımlı Perkütan Transiliak-Transsakral Vida Fiksasyon Tekniği

Published: January 6, 2023 doi: 10.3791/64796

Summary

Teleoperatif robotik sistem yardımlı perkütan transiliak-transsakral vida fiksasyonu uygulanabilir bir tekniktir. Vida kanalları, robotik kolların mükemmel hareket özgürlüğü ve stabilitesi sayesinde yüksek hassasiyetle uygulanabilir.

Abstract

Transiliak-transsakral vida fiksasyonu, vidaların altı kortikal kemik katmanını kırması gerektiğinden, klinik pratikte zordur. Transiliak-transsakral vidalar, dikey dikey kesme kuvvetlerine dayanacak daha uzun bir kol kolu sağlar. Bununla birlikte, vida kanalı o kadar uzundur ki, küçük bir tutarsızlık iyatrojenik nörovasküler yaralanmalara yol açabilir. Tıbbi robotların geliştirilmesi, ameliyatın hassasiyetini artırdı. Mevcut protokol, transiliak-transakral vida fiksasyonunu gerçekleştirmek için yeni bir teleoperatif robotik sistemin nasıl kullanılacağını açıklamaktadır. Robot, giriş noktasını konumlandırmak ve manşonun yönünü ayarlamak için uzaktan çalıştırıldı. Vida pozisyonları postoperatif bilgisayarlı tomografi (BT) kullanılarak değerlendirildi. Tüm vidalar, intraoperatif floroskopi kullanılarak doğrulandığı gibi güvenli bir şekilde implante edildi. Postoperatif BT, tüm vidaların cancellous kemiğinde olduğunu doğruladı. Bu sistem, doktorun inisiyatifini Robotun kararlılığı ile birleştirir. Bu prosedürün uzaktan kumandası mümkündür. Robot yardımlı cerrahi, konvansiyonel yöntemlere göre daha yüksek pozisyon tutma kapasitesine sahiptir. Aktif robotik sistemlerin aksine, cerrahlar operasyon üzerinde tam kontrole sahiptir. Robot sistemi ameliyathane sistemleri ile tamamen uyumludur ve ek ekipman gerektirmez.

Introduction

Ortopedik cerrahide kullanılan ilk robotik uygulama 1992 yılında kullanılan ROBODOC sistemidir1. O zamandan beri, robot destekli cerrahi sistemler hızla gelişmiştir. Robot yardımlı cerrahi, cerrahın uzuv hizalamasını ve eklemin fizyolojik kinematiğini geri kazanma yeteneğini artırarak artroplastiyi iyileştirir2. Omurga cerrahisinde, pedikül vidalarının bir robot kullanılarak yerleştirilmesi güvenli ve doğrudur; cerrahın radyasyona maruz kalmasını da azaltır3. Bununla birlikte, travmatik ortopedik hastalıkların heterojenliği nedeniyle robot yardımlı cerrahi ile ilgili çalışmalar sınırlı kalmıştır. Ortopedik travma için robotik cerrahi ile ilgili mevcut araştırmalar ağırlıklı olarak robotik yardımlı sakroiliak eklem vidaları ve pelvik halka kırıklarının kasık vidası fiksasyonu4, femur boynunun kanüle vida fiksasyonu5, intramedüller çivilemede giriş noktası ve distal kilitleme cıvataları 6,7, perkütan kırık redüksiyonu 8,9 ve askeri alanda kritik yaralı hastaların tedavisi10.

Perkütan vida tekniği 2D ve 3D navigasyon desteği kullanılarak gerçekleştirilebilir. Sakroiliak, anterior kolon, posterior kolon, supraasetabuler ve sihirli vidalar pelvik ve asetabuler olgular için en yaygın perkütan tekniklerdir11. Perkütan transiliak-transsakral vida tekniği cerrahlar için zorlu olmaya devam etmektedir. Bu prosedür için pelvik anatomi ve X-ışını floroskopisinin anlaşılması, doğru konumlandırma ve uzun süreli el stabilitesi gereklidir. Teleoperatif robotik sistem bu gereksinimleri iyi karşılayabilir. Bu çalışmada pelvik halka kırıklarında perkütan transiliak-transsakral vida fiksasyonunu tamamlamak için teleoperatif robotik sistem kullanılmıştır. Bu protokolün ayrıntıları ve iş akışı aşağıda sunulmuştur.

Robotik sistem
Master-Slave Ortopedik Konumlandırma ve Rehberlik Sistemi (MSOPGS) temel olarak üç bölümden oluşur: yedi serbestlik derecesine sahip cerrahi Robot (Slave Manipulator) (DOF), kuvvet geri bildirimine sahip Master Manipülatör ve konsol. Sistemin dört çalışma modu vardır: manuel çekiş, master-slave çalışma, uzak hareket merkezi (ROM) ve acil durum. Şekil 1'de MSOPPG'ler gösterilmektedir; ana bileşenleri aşağıda kısaca açıklanmıştır.

Cerrahi robot (bakınız Malzeme Tablosu), tıbbi ürünlere entegrasyon için önceden sertifikalandırılmış yedi DOF manipülatörüdür12. Robot, kuvvetteki değişiklikleri algılayabilen kuvvet geri besleme sensörlerine sahiptir. Robotik kol manuel veya uzaktan çalıştırılabilir. Uca bir tork sensörü monte edilir ve gerçek zamanlı kuvvet geri bildirimi sağlayan "Ana Manipülatör" ile eşleştirilir. Robotik kol üzerindeki maksimum yük, yumuşak doku kuvvetlerine direnmek ve cerrahi aletlerin çırpınmasını azaltmak için yeterlidir. Robot, operasyonel bir işyeri elde etmek ve istikrarı sağlamak için mobil bir platforma bağlanır. Üs "Master Manipulator" a ve operatif sisteme bağlıdır ve operatif sistemden gelen talimatları işleyebilir.

"Master Manipulator", sağlık endüstrilerinin Robotu hassas bir şekilde kontrol etmesi için tasarlanmıştır. Bu cihaz, yüksek hassasiyetli kuvvet geri bildirimi kavrama yetenekleri de dahil olmak üzere yedi aktif DOF sunar. Son efektörü, insan elinin doğal hareket aralığını kapsar. Robotik kolun sezgisel kontrolünü sağlamak için artımlı bir kontrol stratejisi kullanılır.

İşletim sistemi, robotik kolu kontrol etmek için dört yöntem sunar: manuel çekiş, master-slave çalışma modu, uzak hareket merkezi (RCM) ve acil durum. Ameliyat sistemi cerrah ve robotu birbirine bağlar ve güvenlik alarmları sağlar. Manuel çekiş modu, manipülatörün belirli bir çalışma aralığında serbestçe sürüklenmesini sağlar. Robot, 5 saniye boyunca durdurulduktan sonra otomatik olarak kilitlenir. Master-slave modunda, cerrah robotik kolun hareketini kontrol etmek için "Master Manipulator" u kullanabilir. RCM modu, cerrahi aletin cihazın ucunun etrafında dönmesine izin verir. RCM modu, supraasetabuler kanalın radyografik gözyaşı damlası işareti ve transiliak-transsakral osseöz yolun gerçek sakral görünümü gibi kanalın eksenel floroskopi görünümünde yeniden yönlendirme için en uygun olanıdır. Manipülatör, herhangi bir pozisyonda acil frenleme için kullanılabilir. Şekil 2 , sistemin iş akışını göstermektedir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Bu robotik tekniğin uygulanması, Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, Tongji Tıp Fakültesi Tongji Hastanesi etik komitesi tarafından onaylanmıştır ve 2013 yılında revize edildiği gibi 1975 Helsinki Deklarasyonu'na uygundur.

1. Preoperatif planlama

  1. Kadavra pelvelerini sırtüstü pozisyonda floroskopik bir plaka tabanı kullanarak sabitleyin (bkz. Malzeme Tablosu) femurdan iki Schanz pimi yerleştirerek. Sırtüstü pozisyonda, hem posterior superior iliak dikenleri aynı anda tahtaya hem de lomber omurları zemine paralel olarak yerleştirin.
    NOT: Bağışlanan kadavralar, Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, Tongji Tıp Koleji, Anatomi ve Araştırma Bölümü tarafından mumyalanmıştır. Pelvik örnekler lomber 5 vertebra seviyesinde ve femur alt trokanterinin altında transeksiyon ile elde edildi. Pelvik boşluktaki organlar çıkarıldı. Kaslar, eklem kapsülleri ve bağ yapıları sağlam bırakıldı.
  2. Spiral BT kullanarak L5 omurlarının üst kenarından distal femoral trokantere pelvelerin görüntülerini elde edin (bkz. İş istasyonunu kullanarak tüm kadavraların bilgisayarlı tomografi (BT) görüntülerini işleyin ve DICOM formatında saklayın.
    NOT: CT parametreleri: 0,5 mm dilim kalınlığı, 63 mA akım, 140 kV gerilim.
  3. Pelvisin eksenel, koronal ve sagital görüntülerini elde etmek için BT tarama verilerini bu sistemin preoperatif planlama yazılımına (bakınız Malzeme Tablosu) DICOM formatında aktarın.
    NOT: DICOM dosyaları BT taramasından alınan bilgileri içerir ve yeniden yapılandırılmış görüntü otomatik içe aktarma yoluyla elde edilebilir.
  4. Yazılımın MedCAD modülünü kullanarak bir silindir oluşturun ve çapı ve uzunluğu yazarak silindirin boyutunu tanımlayın. S1 veya S2 vertebral gövdesine yerleştirin ve silindir orta hattının eksenel ve koronal görüntülerdeki yönünü ayarlayın. Her görüntüde silindirin kenarı ile kortikal kemik arasındaki ilişkiyi kontrol edin.
    NOT: Tamamen iptal kemiğinin içindeki silindirin (kortikal kemikle temas hariç), S1 veya S2'de karşılık gelen bir vida kanalına sahip olduğu kabul edilir. Silindirin orta çizgisinin uzunluğu, vidanın uzunluğudur.

2. Cerrahi ayar

  1. Pelvisi floroskopik ameliyat masasına sırtüstü pozisyonda sabitleyin (Şekil 1).
  2. Robotu (bakınız Malzeme Tablosu) ipsilateral tarafa 45°'de ameliyat masasına, C kolu ise karşı taraftaki ameliyat masasına dik olacak şekilde yerleştirin. C-kolunun monitörü, cerrahın gözlemleyebilmesi için ameliyathaneye bakmalıdır (Şekil 1).
  3. MSOPGS ve Slave Manipulator'ın iş istasyonunu ameliyathanenin dışına yerleştirin. Cerrah, Köle-Manipülatör ile teleoperatif çalışırken cerrahi alanı ve C-kol monitörünü gözlemleyebilmelidir (Şekil 1).

3. Cerrahi prosedür

NOT: Sistem başlatıldıktan ve incelendikten sonra, manipülatör otomatik olarak çalışma durumuna dağıtılır.

  1. Izgara pozisyon yapıcıyı ipsilateral taraftaki yapışkan bantla sabitleyin. Hedef alanı, sakrumun gerçek yanal görünümündeki bir ızgara konumu işaretleyicisi ile seçin. Konsoldaki manuel çekiş modunun seçildiğinden ve başlatıldığından emin olun. Robotik kolu S1 veya S2 transiliak-transsakral vida giriş noktasının genel alanına sürükleyin (Şekil 3A, B).
    NOT: Hedef bölge sakrumun ön sınırı, sakral sinir kanalı ve spinal kanal ile çevrilidir.
  2. Sakrumun gerçek yanal görünümünü görselleştirin, Master Manipulator'u çalıştırın ve Master-Slave çalışma modunda kılavuz tel giriş alanında yer alacak şekilde distal manşonun ucunu ayarlayın (Şekil 3C).
  3. RCM modunu seçtikten sonra, lateral sakral görünüm için C-kol floroskopisine devam edin. Kılavuz tel manşonun merkezini, vida kanalı ile tutarlı olacak şekilde eşmerkezli daireler halinde ayarlayın (Şekil 3D).
  4. Robotik kolu kilitleyin ve elektrikli bir matkap kullanarak kontrlateral iliumdan bir kılavuz tel (2,5 mm K-teli, Malzeme Tablosu'na bakınız) yerleştirin. Ardından, Robotu Manuel çekiş modunda çıkarın (Şekil 3E).
    NOT: Bu adımda floroskopi yapılmamalıdır.
  5. Kılavuz telin ön ve arka sakral korteks ve sakral sinir kanalından kırılıp kırılmadığını veya temas edip etmediğini belirlemek için C kolunu giriş ve çıkış açılarına (farklı pelvelerin farklı açıları vardır) çevirin (Şekil 3F, G).
  6. Kontralateral iliak kortekse kılavuz tel boyunca 7,3 mm'lik yarı dişli bir vida (bkz.
  7. Pelvik giriş ve çıkış görünümünde ve yanal görünümde vida pozisyonunu değerlendirin (Şekil 4).

4. Postoperatif değerlendirme

  1. 1.2-1.3 arasındaki adımları uygulayın.
    NOT: CT parametreleri: 0,5 mm dilim kalınlığı, 63 mA akım ve 140 kV gerilim.
  2. Her eksenel, koronal ve sagital görüntüdeki vida konumunu kontrol edin.
    NOT: Vida konumları Gras yöntemi kullanılarak değerlendirilmiştir. Spesifik olarak, cancellous kemiğindeki vidalar Derece I, kortikal kemikle temas eden vidalar Derece II'dir ve kortikal kemiğe nüfuz eden vidalar Derece III'tür. Derece III, vidanın yanlış yerleştirilmesini temsil eder ve vasküler ve sinir hasarı riskini gösterir13.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Kıdemli bir ortopedik cerrah, açıklanan prosedürü kullanarak ameliyatı tamamladı. Tüm vidalar (S1'de üç, S2'de iki) sabitlendi. Beş vidanın her birinin takılması için geçen süre (ilk X-ışını floroskopisinden vidanın takılmasına kadar) sırasıyla 32 dakika, 28 dakika, 26 dakika, 20 dakika ve 23 dakika idi. Her vida için floroskopi süresi yaklaşık 5 dakika idi. İntraoperatif floroskopik görüntülerde tüm vidalar doğru yerde olmasına rağmen, birkaç makale vida yerleşimini değerlendirmek için postoperatif BT taramalarına duyulan ihtiyacı vurgulamıştır. Postoperatif BT taramalarında kortikal kemiğe vida girmedi. Tüm vidalar tamamen iptal kemiğinin içindeydi (Şekil 4).

Figure 1
Şekil 1: Cerrahi ortam kurulumu. Robotik kol, etkilenen tarafa ameliyat masasına açılı olarak yerleştirilir ve taban tarafından kilitlenir. C-kolu, pelvisin sağlıklı tarafına, görüntü ekranı cerraha bakacak şekilde yerleştirilmiştir. Teleoperasyon kontrolörü ameliyathanenin dışında bulunur. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 2
Şekil 2: MSOPGS için klinik iş akışı. Cerrahi prosedürü seçtikten sonra, robot yerleştirme talimatlarına uyulmalıdır. Kaba yönlendirme modu, cerrahın cerrahi aletleri ilgilendiği konuma taşımak için Manuel traksiyon modunu veya Master-Slave modunu kullandığı anlamına gelir. Ardından, RCM modunda veya Joystick çalışma modunda manşonun yönünü ayarlayın. Başka bir deyişle, giriş noktasını seçmek için kaba mod kullanılır ve kılavuz telin yönünü ayarlamak için hassas mod kullanılır. Eğik sakroiliak tarzı vidalar için kullanılan Joystick çalışma modu metinde belirtilmemiştir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 3
Şekil 3: Cerrahi prosedür. (A) Ameliyattan önce ızgarayı kullanarak hedef alanın yerleştirilmesi. (B) Robotik kolu hedef bölgeye sürüklemek. (C) Master-Slave çalışma modunda, robotik kol, kılavuz tel manşon istenen giriş noktasında olacak şekilde daha hassas bir şekilde konumlandırılır. (D) Manşon eşmerkezli bir daire olarak görünene kadar kılavuz tel manşonun distal ucu etrafında hareket yapılır. (E-G) Kılavuz telin delinmesinden sonra, kılavuz telin ideal konumu pelvisin giriş ve çıkış görüntülerinde doğrulanır. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 4
Şekil 4: Bilgisayarlı tomografi rekonstrüksiyonu ve vidanın tamamen iptal kemiği içinde olduğunu doğrulayan X-ışınları. (A) Vidanın S1'de bulunduğunu düşündüren orta hat bölgesinin Sagital BT rekonstrüksiyon görüntüleri. (B) Vida, reslice eksenel BT rekonstrüksiyon görüntüsündeki sakral kanala girmedi. (C) Vida, reslice koronal BT rekonstrüksiyon görüntüsünde güvenlidir. (D) Vida, sakrumun gerçek yanal görünümünde tamamen kemiğin içine yerleştirilmiştir. (E,F) Vida, giriş ve çıkış görüntülerindeki ön ve arka sakral korteks ile sakral sinir kanalından güvenli bir mesafededir. Ölçek çubukları (A-C): 2 cm. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Robotun türünden bağımsız olarak, ortopedide robotların temel uygulaması, cerrahların ameliyatın doğruluğunu artırmaları için gelişmiş bir araç sağlar. Bununla birlikte, cerrahi robotların ortaya çıkması doktorların yerini almaz. Robotik cerrahi yapan cerrahlar ameliyathanede olabilir veya olmayabilir. Cerrahi robotlar genellikle bir bilgisayar kontrol sistemi, operasyondan sorumlu bir robotik kol ve izlemeden sorumlu bir navigasyon sistemi içerir. Robot ve cerrahın nasıl etkileşime girdiğine bağlı olarak, yarı aktif, pasif ve aktif sistemler dahil olmak üzere üç robot sistemi kategorisi vardır14. Robotik yardım esas olarak eklem artroplastisi ve spinal enstrümantasyon prosedürleri ile sınırlıdırve cerrahi doğruluğu arttırmak için 2,15,16. Travma ortopedisinde robotların kullanımı nispeten nadirdir. Travma Kapsülü10, savaş alanında kritik yaralı hastaların hayatlarını kurtarır ve Robot yardımlı kırık cerrahisi (RAFS)17 ve RepoRobo 18, femur kırığının azaltılmasına yardımcı olabilir. TiRobot, ameliyat öncesi görüntülere dayanarak vida yörüngesini planlamak için akıllı bir algoritma kullanan yarı otomatik bir robot sistemidir; 19,20'de gezinmek için 3D görüntüleme ve optik izleme kullanır. Sistem sadece preoperatif planlama ve navigasyon yapabilir ve diğer cerrahi görevleri yerine getiremez. Benzer şekilde, TiRobot sistemi femur boynu kırığı ameliyatı sırasında vida pozisyonunun belirlenmesinde rol oynar21. Bir araç olarak, MSOPGS, ameliyatı daha doğru ve minimal invaziv hale getirmek için doktorların bilgi ve becerileri ile birleşir.

Transiliak-transsakral vidalar altı kortikal kemiktabakasından 22 kırar. Vida kanalı o kadar uzundur ki, küçük tutarsızlıklar iyatrojenik nörovasküler yaralanmalara neden olabilir. Serbest el tekniği ile ilişkili en önemli zorluk, çıkış ve giriş görünümlerinde kılavuz tel yönünü ayarlamaktır. Kılavuz tel, kortikal veya subkondral kemiği kırdığında saptırılır. Robot yardımlı cerrahi, aşağıdaki nedenlerden dolayı geleneksel cerrahi prosedürlerden daha hassastır. Birincisi, cerrahın el hareketlerinin genliği bire bir olarak cerrahi aletlere aktarılmaz. Ölçekleme etkisi, daha ince hareketleri kolaylaştırmak için cerrahi aletin hareketlerinin genliğini azaltır. İkincisi, Robot herhangi bir sapma olmadan konumunu koruyabilir. Bununla birlikte, cerrahi aletlerin hareketi sırasında yumuşak dokuların travmatize olup olmadığı bilinmemektedir. Yumuşak doku üzerinde aşırı gerginliği önlemek için bir geri besleme eşiği gereklidir. Ayrıca, cerrah tüm prosedür boyunca radyasyona maruz kalma tehlikesinden kaçınabilir.

Yeni teknoloji her zaman bir öğrenme eğrisi ile ilişkilidir. Bu çalışmada, ilk üç vidanın sabitlenmesi için geçen süre ile karşılaştırıldığında, son iki vidanın çalışma süresi önemli ölçüde azalmıştır. Teleoperasyon mantığı, cerrahların beyinde cerrahi alet ile Master Manipülatör arasında bağlantılar kurmalarına yardımcı olacaktır. Doktorlar, floroskopi altında serbest el tekniğini kullanarak sakroiliak vidaları yerleştirme konusunda yetenekli olmalıdır. Tekniğimizde, sistemi çalıştırmanın zorluğunu azaltmak için sezgisel bir kontrol stratejisi kullanılmıştır. Master Manipülatör ve cerrahi aletin ucu aynı çalışma alanında olmasa da, cerrahi aletin ucu Master Manipülatör ile uygun şekilde hareket edebilir. En önemli adım olan RCM, kılavuz telin yönünün ayarlanmasını büyük ölçüde basitleştirir. RCM modu, giriş noktasının belirlenmesi koşuluyla, dönüş sırasında giriş noktasının yer değiştirmemesini sağlar. Cerrah Master Manipulator'u çalıştırır ve cerrahi aletler, tepenin vida yerleştirme noktası olduğu koni benzeri bir alanda hareket eder.

İşlemin çoğunda lateral sakral görüntüler kullanıldığından, hastalar ameliyat boyunca aynı pozisyonda kalmalıdır. Kadavra çalışmalarında pelvis ameliyat masasına sabitlenir. Hastanın gövdesi, gerçek cerrahi ortamlarda bir emniyet kemeri kullanılarak ameliyat masasına sabitlenebilir. Ancak hastalar kadavralara göre daha ağırdır ve o kadar kolay hareket etmezler. Robot ve hasta, sistemin birbiriyle ilgisiz iki parçasıdır. Projenin geliştirilmesiyle birlikte, Robot ve hasta, bir izleme sistemi kullanarak gerçek zamanlı senkronize bir sistem oluşturacak, bu da Robotun ve hastanın göreceli konumlarının sabit kalabileceği anlamına geliyor.

Bu robotik sistemin, düşük gecikme süresi ve mevcut cerrahi sistemlerle uyumluluğu nedeniyle gelecekte teletıbbın önemli bir parçası haline gelmesi beklenmektedir. Ortopedik travmalı hastalar, özellikle pelvik ve asetabuler kırıklar durumunda, yaralanma ve cerrahi arasında belirli bir zaman aralığına sahiptir. Bu gibi durumlarda, dolaşım stabilitesinin sağlanması ve diğer sistemik yaralanmaların önlenmesi çok önemlidir. Merkezi hastanelerdeki doktorlar, ameliyat öncesi hazırlıkları yönlendirmek ve MSOPGS aracılığıyla tam uzaktan ameliyat gerçekleştirmek için teletıp sistemini kullanabilirler. Ayrıca, bu sistem 2D veya 3D navigasyon, sanal gerçeklik (VR), artırılmış gerçeklik (AR) ve karma gerçeklik (MR) teknolojilerini birleştirir. Gerçeklik teknolojisi ortopedik cerrahi için önemli bir potansiyele sahiptir. Hasta verilerini herhangi bir zamanda doğrulama, operasyon planını ilerletme ve müdahalelerin hassasiyetini artırma yeteneği, sağlık hizmetlerinin kalitesini ve hasta sonuçlarını artırır23. Preoperatif görüntüleme verileri, hastanın yüzeyine mekansal olarak doğru bir hizalamada sunulan diğer görsel verilerle birleştirilebilir. AR/MR'da multimodal görüntü entegrasyonu, görüntü rekonstrüksiyonlarını gerçek anatomik yapılarla üst üste bindirerek cerrahlara intraoperatif floroskopi sağlar, böylece radyasyonun yeniden kullanılması gerekliliğini ortadan kaldırır.

Bu çalışmanın bazı sınırlamaları vardır. Kullanılan pelvis için örneklem büyüklüğü küçüktü. Gerçek cerrahi durumu tamamen simüle etmeye çalışsak da, kadavra çalışmaları ile gerçek ameliyat koşulları arasında önemli farklılıklar vardır. Bu sistemin klinik uygulamalar için daha da rafine edilmesi gerekmektedir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar, rakip çıkarları olmadığını beyan ederler.

Acknowledgments

Hiç kimse.

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

Mühendislik Sayı 191
Teleoperatif Robotik Sistem Yardımlı Perkütan Transiliak-Transsakral Vida Fiksasyon Tekniği
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