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【独家】超声波为机器人外科手术敞开大门(1)
  • 2012-05-28 10:10
  • 作者:Lisa Fratt
  • 来源:中国数字医疗网

HC3i独家翻译】自十几年前问世以来,机器人辅助外科手术给医学行业带来了巨大的变化。机器人控制台提供了一个强大的平台,使泌尿、胸科、妇科和普通外科手术实现了微创。今天,机器人手术面临变革。最近的外科超声波系统,尤其是Analogic公司的BK医学超声系统高级机器人技术(ART)把精度和诊断置信度提高到全新的水平。术中机器人辅助超声波使医生得以实施更复杂的手术,改善病人的预后,尤其是接受前列腺癌根治术和肾部分切除术病人的预后。

 

美国奥兰多佛罗里达医院全球机器人研究所医疗主任、医学博士Vipul Patel和他的小组已经完成了五千多台机器人辅助根治性前列腺切除术。

机器人控制台的数目大幅增长。直觉外科公司(Intuitive Surgery)是该医学行业无可争议的龙头企业,于1999年推出达芬奇机器人手术系统,2000年获得了美国食品及药物管理局的批准,用于腹腔镜手术。到2003年,公司共安装了210部系统。10年中,美国食品及药物管理局清除了其它一些手术平台,例如电视胸腔镜手术、心脏手术、泌尿手术、妇科手术、儿科和口腔耳鼻喉科手术。今天,达芬奇外科系统的安装总数达到近2000部。

手术机器人已经成为美国手术室中不可或缺的设备。纽约市纽约大学机器人外科手术中心等医院成为开路先锋。地方的中型医院也开始涉足这个领域,早期用户推广了机器人系统和基础设施。迄今为止,纽约大学诞生了三部达芬奇外科系统。

“机器人外科手术是一种微创技术,类似于腹腔镜检查,医生在病人的腹部切开4-5¼英寸的小口,将仪器和摄像机放入体内,”纽约大学兰贡医学中心机器人外科手术主任、医学博士Michael Stifelman指出。腹腔镜手术和机器人辅助手术之间有着明显的差异。“对标准的腹腔镜手术来说,医生不需要做很多精细动作。”例如,医生为这些病人缝合伤口难度很大。

因此,腹腔镜手术受到整台手术的限制。医生只能依靠传统的切口来进行精细化手术,或者那些需要复原或对软组织处理的手术。然而,机器人控制台的出现改变了这个模式。

控制台细长的机器人手臂帮助医生实现精细化操作,医生能够在微创环境下完成更为复杂的手术。

成像的变革

成像不仅对于传统的外科手术来说至关重要,而且在机器人辅助手术中也发挥了重要作用。第一代解决方案之一就是腹腔镜超声波传感器。第一代检测技术依靠操作员或助手才能控制探头。

“医生实施这些手术的时候需要超声波。在泌尿科医生采用的众多技术中,术中超声技术可以说是一种非常令人兴奋的新型技术,”美国北卡罗来纳州温斯顿—塞勒姆市维克森林大学浸礼会医学中心机器人与微创手术项目主任、医学博士Ashok K. Hemal说。

美国西雅图瑞典医疗中心机器人辅助手术医疗主任、医学博士James Porter解释说:“腹腔镜外科医生开始实施机器人手术的时候必须要学会适应。(在第一代模式下,)医生不需要呆在病床边,依靠床边的助手来进行超声波检查。”

实施这项精密技术的关键在于密切沟通。医生指导助手控制探头切开伤口。医生每移动一步就要确定探头的确切位置,有必要时还要让助手重新定向。“这和观看网球比赛有些相似,”Stifelman说。医生盯着一个屏幕上的探头,然后再查看另一个屏幕上的成像数据。“这非常麻烦。”

 

在机器人辅助根治性前列腺切除术中,BK医学Flex Focus 700系统的术中超声图像帮助医生确定标志物。

2011年3月,Analogic公司推出了一个新型尖端技术。术中机器人辅助超声技术使医生重新获得了控制高级机器人技术(ART)解决方案的能力。ART的组成部分包括:BK医学Flex Focus 700系列超声波成像系统、ProART传感器、3DART传感器和RST机器人固定传感器手臂。Analogic还扩大和改善了医生选择面,提供了具有量子技术的Flex Focus800系列。该系统性能卓越,是机器人手术的理想选择。量子技术提高了对比分辨率,提供新型的灰度图和成像预调装置,帮助医生能够更方便、更快捷地获得最高品质的图像。该系统的矢量流成像(VFI*)模式可以从各个角度查看血流量,高级颜色Doppler模式提高了空间分辨率。

 

在机器人辅助肾部分切除术和其它手术中,BK ProArt提供三维视图。

 

1)BK探头。使用Tile-pro嵌入式探头的医生控制台视图。抬头数字显示仪。超声波图像可以看到肿瘤。2)将微型机械斗牛犬放在肾动脉的三级分支动脉上。目的是暂时向肿瘤及其周边区域供应血液,肾脏的其它部位仍然保持血液循环。注意划线荚膜处于夹钳的上方。使用嵌入式BK探头确定肿瘤的边缘。3)夹合式绿血管造影选择萤光模式。肾脏呈绿色,被暂时夹钳的肾脏部分呈黑色,其中包括划线荚膜左边的肿瘤。

 

BK医学Flex Focus 700超声波成像系统(右侧)是机器人辅助手术超声波成像的基础。

BK医学ART系统使医生可以利用探头实现对其的控制之外,还提高了探头的灵活性。“(第一代)灵活探头是一个很好的工具,但是用户是通过一个固定的端口进入(人体),常常无法获得肾脏或肿瘤的最佳视角,”Porter表示。这些仪器只有四种角度:上、下、左、右。

“由于机械仪器具有旋转功能,医生可以利用机器人控制的探头获得任意视角,”Porter解释说。数据线上的传感器可以根据医生的需要任意调整角度。

ProART传感器的高级功能非常适合帮助医生解决三维重建问题。“肾脏是一个非常复杂的三维结构,并不遵循几何规则。我可将嵌入式探头放在肾脏的任何位置,来获得自己所需的图像,”洛杉矶市南加利福尼亚大学机器人手术与高级腹腔镜科主任、医学博士Monish Aron指出。

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标签:手术机器人  微创技术  超声波系统  三维重建  成像标志  
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