एक टेलीऑपरेटेड रोबोटिक सिस्टम-असिस्टेड पर्क्यूटेनियस ट्रांसिलियाक-ट्रांससेक्रल स्क्रू फिक्सेशन तकनीक
Summary
टेलीऑपरेटेड रोबोटिक सिस्टम-असिस्टेड परक्यूटेनियस ट्रांसिलियाक-ट्रांससेक्रल स्क्रू फिक्सेशन एक व्यवहार्य तकनीक है। रोबोटिक हथियारों के आंदोलन और स्थिरता की उत्कृष्ट स्वतंत्रता के कारण स्क्रू चैनलों को उच्च सटीकता के साथ लागू किया जा सकता है।
Abstract
ट्रांसिलियाक-ट्रांससेक्रल स्क्रू निर्धारण नैदानिक अभ्यास में चुनौतीपूर्ण है क्योंकि स्क्रू को कॉर्टिकल हड्डी की छह परतों के माध्यम से तोड़ने की आवश्यकता होती है। ट्रांसिलियाक-ट्रांससेक्रल स्क्रू लंबवत ऊर्ध्वाधर कतरनी बलों का सामना करने के लिए एक लंबा लीवर हाथ प्रदान करते हैं। हालांकि, स्क्रू चैनल इतना लंबा है कि एक मामूली विसंगति से आयट्रोजेनिक न्यूरोवास्कुलर चोटें हो सकती हैं। चिकित्सा रोबोट के विकास ने सर्जरी की सटीकता में सुधार किया है। वर्तमान प्रोटोकॉल बताता है कि ट्रांसिलियाक-ट्रांसएक्राल स्क्रू निर्धारण को निष्पादित करने के लिए एक नई टेलीऑपरेटेड रोबोटिक प्रणाली का उपयोग कैसे किया जाए। रोबोट को प्रवेश बिंदु को स्थिति देने और आस्तीन के अभिविन्यास को समायोजित करने के लिए दूरस्थ रूप से संचालित किया गया था। स्क्रू पदों का मूल्यांकन पोस्टऑपरेटिव कंप्यूटेड टोमोग्राफी (सीटी) का उपयोग करके किया गया था। सभी स्क्रू को सुरक्षित रूप से प्रत्यारोपित किया गया था, जैसा कि इंट्राऑपरेटिव फ्लोरोस्कोपी का उपयोग करके पुष्टि की गई थी। पोस्टऑपरेटिव सीटी ने पुष्टि की कि सभी स्क्रू कैंसेलस हड्डी में थे। यह प्रणाली रोबोट की स्थिरता के साथ डॉक्टर की पहल को जोड़ती है। इस प्रक्रिया का रिमोट कंट्रोल संभव है। पारंपरिक तरीकों की तुलना में रोबोट-असिस्टेड सर्जरी में उच्च स्थिति-प्रतिधारण क्षमता होती है। सक्रिय रोबोटिक सिस्टम के विपरीत, सर्जनों का ऑपरेशन पर पूर्ण नियंत्रण होता है। रोबोट सिस्टम ऑपरेटिंग रूम सिस्टम के साथ पूरी तरह से संगत है और अतिरिक्त उपकरणों की आवश्यकता नहीं है।
Introduction
आर्थोपेडिक सर्जरी में उपयोग किया जाने वाला पहला रोबोटिक अनुप्रयोग 1992में नियोजित ROBODOC प्रणाली थी। तब से, रोबोट-सहायता प्राप्त सर्जिकल सिस्टम तेजी से विकसित हुए हैं। रोबोट-असिस्टेड सर्जरी अंग के संरेखण और संयुक्त2 के शारीरिक कीनेमेटिक्स को बहाल करने के लिए सर्जन की क्षमता को बढ़ाकर आर्थ्रोप्लास्टी में सुधार करती है। रीढ़ की हड्डी की सर्जरी में, रोबोट का उपयोग करके पेडिकल स्क्रू का प्लेसमेंट सुरक्षित और सटीक है; यह सर्जन के विकिरण जोखिम को भी कम करताहै। हालांकि, रोबोट-असिस्टेड सर्जरी पर अध्ययन दर्दनाक आर्थोपेडिक रोगों की विविधता के कारण सीमित है। आर्थोपेडिक आघात के लिए रोबोटिक सर्जरी पर मौजूदा शोध मुख्य रूप से रोबोट-असिस्टेड सैक्रोइलियाक संयुक्त स्क्रू और पेल्विक रिंग फ्रैक्चर4 के जघन-स्क्रू निर्धारण, ऊरु गर्दन5 के प्रवेश बिंदु और डिस्टल लॉकिंग बोल्ट में इंट्रामेडुलरी नेलिंग 6,7, पर्क्युटेनियस फ्रैक्चर रिडक्शन 8,9 औरसैन्य क्षेत्र में गंभीर रूप से घायल रोगियों के उपचार पर केंद्रित है।
पर्क्यूटेनियस स्क्रू तकनीक को 2 डी और 3 डी नेविगेशन समर्थन का उपयोग करके किया जा सकता है। सैक्रोइलियाक, पूर्ववर्ती स्तंभ, पश्चवर्ती स्तंभ, सुप्रासिटाबुलर और जादू स्क्रू पैल्विक और एसिटेबुलर फैक्ट्योर11 के लिए सबसे आम परक्यूटेनियस तकनीक हैं। पर्क्यूटेनियस ट्रांसिलियाक-ट्रांससेक्रल स्क्रू तकनीक सर्जनों के लिए चुनौतीपूर्ण बनी हुई है। इस प्रक्रिया के लिए पेल्विक एनाटॉमी और एक्स-रे फ्लोरोस्कोपी, सटीक स्थिति और दीर्घकालिक हाथ स्थिरता की समझ की आवश्यकता होती है। टेलीऑपरेटेड रोबोटिक सिस्टम इन आवश्यकताओं को अच्छी तरह से पूरा कर सकता है। यह अध्ययन पेल्विक रिंग फ्रैक्चर के लिए पर्क्यूटेनियस ट्रांसिलियाक-ट्रांससेक्रल स्क्रू निर्धारण को पूरा करने के लिए एक टेलीऑपरेटेड रोबोटिक सिस्टम का उपयोग करता है। इस प्रोटोकॉल का विवरण और वर्कफ़्लो नीचे प्रस्तुत किया गया है।
रोबोटिक प्रणाली
मास्टर-स्लेव ऑर्थोपेडिक पोजिशनिंग एंड गाइडेंस सिस्टम (एमएसओपीजीएस) मुख्य रूप से तीन भागों से बना है: सर्जिकल रोबोट (स्लेव मैनिपुलेटर) सात डिग्री की स्वतंत्रता (डीओएफ), बल प्रतिक्रिया के साथ मास्टर मैनिपुलेटर, और कंसोल। सिस्टम में चार ऑपरेटिंग मोड हैं: मैनुअल कर्षण, मास्टर-दास संचालन, रिमोट सेंटर ऑफ मोशन (ROM), और आपातकालीन स्थिति। चित्रा 1 एमएसओपीजीएस दिखाता है; इसके मुख्य घटकों को संक्षेप में नीचे वर्णित किया गया है।
सर्जिकल रोबोट ( सामग्री की तालिका देखें) एक सात डीओएफ मैनिपुलेटर है जो चिकित्सा उत्पादोंमें एकीकरण के लिए पूर्व-प्रमाणित है। रोबोट में बल-प्रतिक्रिया सेंसर हैं जो बल में परिवर्तन का पता लगा सकते हैं। रोबोटिक हाथ को मैन्युअल रूप से या दूरस्थ रूप से संचालित किया जा सकता है। टिप पर एक टोक़ सेंसर स्थापित किया गया है और “मास्टर मैनिपुलेटर” में मैप किया गया है, जो वास्तविक समय बल प्रतिक्रिया को सक्षम करता है। रोबोटिक बांह पर अधिकतम भार नरम ऊतक बलों का विरोध करने और सर्जिकल उपकरणों के फड़फड़ाने को कम करने के लिए पर्याप्त है। रोबोट एक परिचालन कार्यस्थल प्राप्त करने और स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए एक मोबाइल प्लेटफॉर्म से जुड़ा हुआ है। आधार “मास्टर मैनिपुलेटर” और ऑपरेटिव सिस्टम से जुड़ा हुआ है और ऑपरेटिव सिस्टम से निर्देशों को संसाधित कर सकता है।
“मास्टर मैनिपुलेटर” को स्वास्थ्य सेवा उद्योगों के लिए रोबोट को ठीक से नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह डिवाइस सात सक्रिय डीओएफ प्रदान करता है, जिसमें उच्च-परिशुद्धता बल-प्रतिक्रिया समझने की क्षमताएं शामिल हैं। इसका अंतिम प्रभावक मानव हाथ की गति की प्राकृतिक सीमा को कवर करता है। रोबोटिक हाथ के सहज ज्ञान युक्त नियंत्रण को प्राप्त करने के लिए एक वृद्धिशील नियंत्रण रणनीति का उपयोग किया जाता है।
ऑपरेटिव सिस्टम रोबोटिक आर्म को नियंत्रित करने के लिए चार तरीके प्रदान करता है: मैनुअल ट्रैक्शन, मास्टर-स्लेव ऑपरेशन मोड, रिमोट सेंटर ऑफ मोशन (आरसीएम), और आपातकालीन स्थिति। ऑपरेटिव सिस्टम सर्जन और रोबोट को जोड़ता है और सुरक्षा अलार्म प्रदान करता है। मैनुअल कर्षण मोड मैनिपुलेटर को एक विशिष्ट कार्य सीमा के भीतर स्वतंत्र रूप से खींचने की अनुमति देता है। 5 सेकंड के लिए रोके जाने के बाद रोबोट स्वचालित रूप से लॉक हो जाता है। मास्टर-गुलाम मोड में, सर्जन रोबोटिक हाथ के आंदोलन को नियंत्रित करने के लिए “मास्टर मैनिपुलेटर” का उपयोग कर सकता है। आरसीएम मोड सर्जिकल उपकरण को उपकरण के अंत के चारों ओर धुरी बनाने की अनुमति देता है। आरसीएम मोड चैनल के अक्षीय फ्लोरोस्कोपी दृश्य पर पुन: अभिविन्यास के लिए सबसे उपयुक्त है, जैसे कि सुप्रासेटेबुलर चैनल का रेडियोग्राफिक टियरड्रॉप संकेत और ट्रांसिलियाक-ट्रांससेक्रल ऑसियस मार्ग का सच्चा त्रिक दृश्य। मैनिपुलेटर का उपयोग किसी भी स्थिति में आपातकालीन ब्रेकिंग के लिए किया जा सकता है। चित्र 2 सिस्टम के वर्कफ़्लो को दर्शाता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
रोबोट के प्रकार के बावजूद, आर्थोपेडिक्स में रोबोट का मुख्य अनुप्रयोग सर्जनों के लिए सर्जरी की सटीकता में सुधार करने के लिए एक उन्नत उपकरण प्रदान करता है। हालांकि, सर्जिकल रोबोट का उद्भव डॉक्टरों के लि…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
कोई नहीं।
Materials
| 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 |
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