自19世纪末近代神经外科诞生以来,精细操作一直是神经外科的永恒话题。近20年,“术中影像”、“脑功能成像”和“神经导航”等技术被视为精准神经外科的里程碑,但这些技术更多应用于脑肿瘤和脑血管病等神经外科亚专业领域。在“精准”要求极高的功能神经外科领域,如何实现立体定向技术与多种影像资料融合,如何实现更“精”更“准”的手术计划和手术操作,如何实现术中诸多数据实时反馈等问题,这些均亟待新的革命性技术和装备来突破发展瓶颈,一种新的无框架立体定向手术机器人(robot of stereotactic assistant,rosa)应运而生。
我国是国际上较早开展无框架立体定向手术的国家之一,田增民等于1997年应用国产casr-2型机器人系统进行肿瘤活检等无框架立体定向手术。rosa是由法国medtech公司研发的新一代多功能手术机器人,自诞生以来就受到神经外科医生,尤其是功能神经外科医生的青睐。因其性能出众,rosa也被誉为神经外科界的“达芬奇”手术机器人,可以用“准”、“巧”、“安”、“易”、“广”五个字来点评rosa的临床应用特点。
“准”:定位精确。rosa具备4种注册和配准方式(体表标记点注册、颅骨植入标记点注册、框架标记点注册、无标记点的激光自动注册),其中无标记点的激光自动注册是目前惟一实现术中激光定向、定位的机器人系统。leksell立体定向框架由于存在自身的机械误差和安装框架所致的误差,误差约1.5mm。而rosa采用多种注册方式克服了这些缺点:目前欧洲研究报道精度最高的脑深部电刺激术(dbs)误差为0.42mm;北美2015年第1例rosa辅助dbs植入术,左侧误差为1.14mm,右侧误差为1.68mm;本研究团队临床应用rosa行20例(39侧)dbs,x轴平均误差为0.68mm,y轴平均误差为0.63mm。
“巧”:计划精巧。强大的影像处理功能可将病人多种影像资料(如cta、mra等)进行高质量融合,形成三维图像,进而根据靶点核团或血肿形态、颅内血管走行等设计个性化手术路径。rosa机器臂术中运行范围大,具备360°六维自由度和自动传感装置,理论上无手术盲区或手术死角。如在定向要求极高的脑干出血病例中,本研究团队应用rosa在近半年手术的16例脑干出血中,平均手术时间仅37min,血肿抽吸引流率、术后再出血率等主要临床指标也取得满意效果。“安”:操作安全。rosa机器臂动作幅度可控精度为0.1mm,可满足操作精度要求极高的dbs植入术等手术。rosa手术计划软件可融合fmri、dti等数据,根据手术目的和入路特异性保护重要功能区和白质纤维束。与传统神经导航技术相比,rosa无需导航所用附加器械。本研究团队在dbs植入术,时颅骨骨孔直径为6mm,硬膜开口仅为针尖样、直径约为2mm,可最大限度避免脑脊液流失,基本不存在脑移位和气颅。根据mri和cta融合图像,设计避开脑血管,避开钙化,避开侧脑室的dbs手术入路,目前无一例手术出现出血和电极偏移。
“易”:操作简易。相比胸腹腔手术常用的“达芬奇”手术机器人,rosa术前准备更简单,术中操作更容易,提前设定好手术靶点和手术路径后,机械臂自行定位和穿刺。相比传统leksell头部框架手术,rosa术前准备更简化,其头部框架仅为固定使用,避免调整坐标的繁冗操作,大大节省术前、术中操作时间。本研究团队通过临床研究对比,发现leksell框架立体定向脑电图(seeg)平均每根电极植入用时约15min,rosa辅助seeg平均每根电极植入用时约6min,所以植入电极数量越多(平均8根),rosa辅助手术的速度优势越明显。
“广”:适用性广。rosa给神经外科领域带来革命性改变,是目前最适用于dbs植入的机器人系统,也是惟一可适用于神经内镜手术并可术中实时导航的机器人系统。rosa还可应用于肿瘤间质内化疗、seeg深部电极植入、脑内肿瘤定位与活检、血肿引流、囊肿引流等领域。随着干细胞临床应用、胶质瘤精准治疗等研究逐渐深入,相信rosa也必将为这些领域提供临床应用的外科支撑。
综上所述:rosa极大地增加神经外科手术精准度和安全性,且操作简易,应用范围广,减少围手术期并发症。rosa给神经外科医生带来更大的信心,给病人带来更好的预后,其具有取代框架成为立体定向手术的趋势,必将成为神经外科精准医疗时代的强力助推器。
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