手术机器人类产品涉及的医学常识科普
发布时间 2023-03-03
发布时间 2023-03-03
一、高端手术导航定位设备介绍
1、手术机器人系统
手术机器人是一种集诸多学科为一体的新型医疗器械,是当前医疗器械信息化、程控化、智能化的一个重要发展方向,在临床微创手术以及战地救护、地震海啸救灾等方面有着广泛的应用前景。具有病人痛苦小、适用年龄范围大、无植入死角、手术效率高等优势。据Winter Green Research预测,手术机器人的行业规模,将由2014年的32亿美元增长到2021年的200亿美元,年均复合增速高达29.9%。未来市场的重心将由北美逐渐向亚洲市场转移。
2、手术导航系统
手术导航系统是利用数字化扫描技术(CT、MRI、c 臂影像等)所得到的病人术前影像信息,通过媒介体输人到系统的核心一功能强大的计算机工作站,工作站通过高速运算处理重建出病人的三维模型影像,手术医生即可在此影像基础上利用相关软件进行术前计划并模拟进程。在实际手术过程中,影像数据的采集系统的红外线摄像头动态追踪手术器械相对病人解剖结构的当前位置,并明确显示在病人的二维(三维)影像资料上,手术医生通过高解像度液晶显示屏,可从各个方位观察到当前的手术入路及各种参数如角度、深度等,从而最大限度地避开危险区域,在最短的时间内到达病灶靶点,大大减少病人的失血量、手术创伤及并发症,完成真正意义上的精准手术。手术导航系统在国外,尤其是欧美发达国家已经有较多的应用。在过去几年中,全球手术导航系统市场发展迅速,平均增长率为7.9%,预计2025全球市场将超百亿美元。在包括中国在内的亚太地区,虽然手术导航的应用情况尚落后于欧美等发达国家,但其未来几年的增长势头迅速。
二、高端手术治疗设备介绍
磁共振引导下激光间质热疗(Laser Interstitial Thermal Therapy、LITT)是磁共振引导下的一种经皮微创治疗手术,激光通过光纤作用于靶点,从而选择性地消融病变组织。该技术最大的优势在于,可以在磁共振的实时引导和监测下,实现对脑深部病变的精准消融治疗。这是结合了影像学立体定向导航和微导管激光热疗的新技术,具有激光精准定位和温度可控的优点,应用于胶质瘤、转移瘤、癫痫灶和硬脊膜外转移瘤的治疗。LITT是具有广泛应用前景的微创治疗颅内病变的新方法。目前,在世界上的超过100家知名的神经外科专业研究机构,LITT技术都正在得到越来越成熟的应用,例如世界闻名的约翰霍普金斯医院(Johns Hopkins Hospital)、安德森癌症研究中心(MD Anderson Cancer Center)、梅奥诊所(Mayo Clinic)、克利夫兰诊所(Cleveland Clinic)、加州大学旧金山分校(UCSF)医学中心、德国INI国际神经学研究中心和法国巴黎Lariboisiere医院、世界水平的儿童医院之一加拿大多伦多大学儿童医院SickKids等。据估计在我国三级医院约2433家医院神经外科每年共开展约20万台脑肿瘤及癫痫开颅手术,我国设备市场规模将超120亿元,年耗材市场规模超60亿元。
三、智能手术核心部件介绍
1、Reme-StudioTM 手术规划系统
神经外科手术机器人搭载的手术规划系统可自动融合及分割CT、MRI、PET、DTI、BOLD等影像,构建皮肤、颅骨、血管、功能区、神经纤维、脑皮层等解剖结构的三维模型,并可任意叠加显示,自动判断手术路径安全性,使手术规划方案更智能,同时系统内预设多种术式模块,可满足不同功能需求,施术选择更多样。
2、Reme-IntelligenceTM 光学跟踪定位仪
国内自主研发的光学跟踪定位仪,环境光下可即时实现全场景覆盖,术中不受体位限制,对患者无辐射,更舒适;手术全程可快速注册,拥有多种精准的空间自动注册方案,2min内即可完成患者配准,手术更高效;术中可实现全程动态跟踪,环境感知更灵敏,主动安全更高阶;手术全程实时导航,可适应更多手术场景。
3、Reme-ExplorerTM 大臂展机械臂
国内自主研发的全自动化、全自由度神经外科手术机器人机械臂,兼具易用性与拓展性,臂展>1000mm,一次摆位即可覆盖全颅脑自动定位,满足各种体位及路径需求,可搭载多种手术器械,实现活检、抽吸、导航等术式操作,施术选择更丰富。
4、便携式神经外科手术引导装置
自主研发了便携式手术引导装置,整体结构的设计进行了轻量化设计改造,能够快速安装在床旁或头架上,大幅度减小了设备的尺寸和重量,给临床医师让出更多的操作空间,适合急诊及多个手术间之间的灵活转移,特别适用于危重患者在急诊病房进行临时手术时的快速布置;兼容性强,具备微创定位穿刺和开颅手术实时导航双功能。
四、神经外科领域
传统的脑外科手术模式是医生术前根据CT、MRI等影像资料,判断病变组织的形态学特征与确切部位,一次制定手术方案,并付诸实施。为了弥补判断中的误差,术前切口往往规划得较大,手术中医生看到的只是被暴露脑组织的表面,无法获得其内部病变组织的解剖形态信息。因此术中医生只能依靠临床经验来指导手术操作,其手术方案的设计与手术器械的定位均缺少客观依据,手术质量难以提高。随着计算机技术的发展,医学图像可视化技术取得了飞速进步,各种影像资料被直接应用于治疗过程,脑立体定向技术应运而生,借助立体定向技术可大大提高颅内病变定位成功率,显著减少病人手术创伤。
神经外科手术机器人能够辅助医生开展脑外科手术,结合了放射影像技术、计算机图形图像技术、机器人技术和立体定向技术,集三维手术规划、光学跟踪空间注册、全自动导航定位和手术操作支撑于一体,实现了手术的精准、微创和高效,在国内属于首创。
五、口腔科领域
缺牙造成的危害已经被世界卫生组织认定为除心血管疾病、恶性肿瘤外影响人类健康的第三大疾病。随着医学的发展,现在种植牙因不损伤余留牙、功能好、美观舒适等优点,已经成为缺牙修复的首选方式。
口腔手术机器人攻克了口腔医学影像智能处理融合及标志点自动提取技术、基于计算机视觉的光学跟踪定位、空间坐标映射技术、力传感交互与控制等核心技术,借助自主研发的软件和算法、独立的光学跟踪导航系统、自动识别的无创标志物及“脑、眼、手”的完美配合,可实现基于三目自然光学跟踪定位仪的机械臂及患者快速注册,术中随动功能,在患者运动过程中始终锁定手术位置,在下钻过程中能于软件系统上实时显示各个二维视图和三维视图钻针及植体所处位置,并实现机械臂自动下钻及退出、个性化提拉模式设置等功能,定位误差控制在1度和0.5mm以内。机器人辅助种牙将逐步成为口腔数字化进程中的重要趋势,有助于实现口腔种植流程标准化,精度可视化,降低医生学习曲线,让口腔手术更简单、更精准。