脊柱微创手术机器人系统辅助打孔的实验研究

目的 探讨应用脊柱微创手术机器人系统进行牛骨标本打孔的可行性. 方法 脊柱微创手术机器人系统是由沈阳自动化研究所机器人重点实验室与第三军医大学新桥医院骨科合作研发的一种基于机械臂技术的可用于骨科临床进行遥控打孔操作的机器人系统.由于该系统尚不能与导航系统结合,故本研究设计了一种以术中C型臂X线机影像为依据,结合“克氏针置入计划”来判断该系统精确性的方法.使用该方法对17具牛脊骨标本进行打孔操作,分别置入克氏针.对C型臂X线机屏幕上显示的实际置入克氏针情况与“克氏针置入计划”进行对比,同时记录打孔操作过程中C型臂X线机透视次数、累计时间及打孔操作时间,并对置入克氏针的实际情况进行分析. 结果 脊柱微创手术机器人系统C型臂X线透视侧位片的精确度要比正位片高.侧位片偏离在1mm内者占91.6％在2 mm内者占99.5％,全部偏差均在 3 mm内.正立片偏离在1mm内者占71.1％,在2 mm内者占89.6％,在3 mm内者占94.8％.通过脊柱微创手术机器人系统的辅助打孔时间平均为420 s/孔(330～577 s),平均透视13次(8～21次),平均透视累计时间为9 s(8～19 s).同时,该系统存在一定的学习曲线,经过一段时间训练之后,系统C型臂X线透视正、侧位片精度均可控制在2 mm内且 C型臂X线正位片偏差在1mm内达92.1％,侧位片偏差在1 mm内者达95 6％.结论 脊柱微创手术机器人系统可遥控进行打孔操作,避免了操作过程中X射线对术者的损害,同时其精确性可满是临床需求,但该系统存在一定的学习曲线.

Drilling into cattle spines assisted by a spinal minimally invasive robot system