文獻精享 | 北醫(yī)三院運動醫(yī)學科手術(shù)機器人治療交叉韌帶損傷新進展
2024 - 07 - 30 08 : 00
北醫(yī)三院運動醫(yī)學科
北京大學第三醫(yī)院運動醫(yī)學科張辛教授團隊在國際權(quán)威期刊International Journal of Surgery（國際外科學雜志）（IF=12.5）在線發(fā)表了題為“Feasibility and accuracy of robot-assisted tunnel placement in anatomic arthroscopic posterior cruciate ligament reconstruction”（機器人輔助關(guān)節(jié)鏡下后交叉韌帶解剖重建的可行性和準確性）的研究成果。
原文鏈接：
https://journals.lww.com/international-journal-of-surgery/citation/9900/feasibility_and_accuracy_of_robot_assisted_tunnel.1791.aspx
研究內(nèi)容簡介
后交叉韌帶對于維持膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定至關(guān)重要，其損傷會導致患者關(guān)節(jié)不穩(wěn)、運動障礙，甚至喪失生活能力。隨著全民健身的興起，后交叉韌帶損傷發(fā)病率日益增加。膝關(guān)節(jié)鏡下后交叉韌帶重建術(shù)是有運動需求的患者的常見治療方式。其手術(shù)目的是精確恢復后交叉韌帶解剖和生物力學功能，最終恢復到損傷前的運動水平。
后交叉韌帶相對于前交叉韌帶而言，解剖位置更加深在，并且脛骨止點毗鄰膝關(guān)節(jié)后方重要的血管神經(jīng)。該手術(shù)的重點難點在于準確地識別后交叉韌帶的解剖位點并在此基礎(chǔ)上精確地鉆取骨道，稍有不慎則可能造成嚴重的并發(fā)癥。因此，尋找一種安全可行的方法增加手術(shù)的準確性是當前的迫切需要。
近年來，手術(shù)機器人發(fā)展迅速。與傳統(tǒng)手術(shù)相比，機器人增加了手術(shù)精確性，減少了手術(shù)時間和出血量。但目前對于后交叉韌帶重建術(shù)仍未見報道。為解決這一難題，張辛教授帶領(lǐng)團隊研發(fā)了針對交叉韌帶重建術(shù)的手術(shù)機器人系統(tǒng)。術(shù)者可以通過自行研發(fā)的交叉韌帶規(guī)劃軟件根據(jù)膝關(guān)節(jié)的三維圖像進行骨道位置和長度的規(guī)劃，隨后通過機械臂的自動導航實現(xiàn)骨道的精準定位。二者的有機結(jié)合使整個手術(shù)過程達到安全和準確的效果。
交叉韌帶手術(shù)機器人系統(tǒng)如圖所示，由手術(shù)規(guī)劃工作站，光學導航裝置，機械臂三部分組成。其中手術(shù)規(guī)劃工作站相當于醫(yī)生的“大腦”，起到骨道規(guī)劃和控制手術(shù)流程的作用。機械臂相當于醫(yī)生的“手”，可以在手術(shù)室安全運動，起到精確而穩(wěn)定的導航作用。而光學導航模塊相當于醫(yī)生的“眼睛”，它的主要作用是實時追蹤膝關(guān)節(jié)和器械的空間位置。
本研究將機器人手術(shù)與傳統(tǒng)手術(shù)的后交叉韌帶骨道進行比對，發(fā)現(xiàn)通過機器人鉆取的骨道位置更加接近后交叉韌帶的解剖位置，同時機器人的骨道位置更加的集中和穩(wěn)定。此外，機器人可精確控制骨道的長度，從而有效避免骨道鉆取過深導致的腘動脈損傷。
該研究結(jié)果基本驗證了機器人輔助后交叉韌帶重建術(shù)的安全性和準確性，為后續(xù)的臨床應用奠定了基礎(chǔ)，也為關(guān)節(jié)鏡手術(shù)提供了新的治療思路。
* 該研究成果得到國家自然科學基金、北京市自然科學基金等項目資助。
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