文獻精享 | 北醫(yī)三院運動醫(yī)學科手術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
研究內容簡介
后交叉韌帶對于維持膝關節(jié)的穩(wěn)定至關重要，其損傷會導致患者關節(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。膝關節(jié)鏡下后交叉韌帶重建術是有運動需求的患者的常見治療方式。其手術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節(jié)后方重要的血管神經。該手術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的準確性是當前的迫切需要。
近年來，手術機器人發(fā)展迅速。與傳統(tǒng)手術相比，機器人增加了手術精確性，減少了手術時間和出血量。但目前對于后交叉韌帶重建術仍未見報道。為解決這一難題，張辛教授帶領團隊研發(fā)了針對交叉韌帶重建術的手術機器人系統(tǒng)。術者可以通過自行研發(fā)的交叉韌帶規(guī)劃軟件根據膝關節(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骨道的精準定位。二者的有機結合使整個手術過程達到安全和準確的效果。
交叉韌帶手術機器人系統(tǒng)如圖所示，由手術規(guī)劃工作站，光學導航裝置，機械臂三部分組成。其中手術規(guī)劃工作站相當于醫(yī)生的“大腦”，起到骨道規(guī)劃和控制手術流程的作用。機械臂相當于醫(yī)生的“手”，可以在手術室安全運動，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節(jié)和器械的空間位置。
本研究將機器人手術與傳統(tǒng)手術的后交叉韌帶骨道進行比對，發(fā)現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。
該研究結果基本驗證了機器人輔助后交叉韌帶重建術的安全性和準確性，為后續(xù)的臨床應用奠定了基礎，也為關節(jié)鏡手術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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