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汕头大学创新创业团队自主研发 全髋关节置换手术机器人
 
发布时间:2021/9/27 15:53:04

        后疫情时代,健康刚性需求的增加和人们对健康服务多样性和高效性的重视,促使我们不断革新医疗技术,为人们带来更优质的医疗健康服务。

        在医疗器械制造行业蓬勃发展的大环境下,针对我国缺少可量产的专科型手术机器人系统以及各大医院仍以传统人工全髋关节置换手术为主的情况,来自汕头大学的科研团队研发了全髋关节置换手术机器人系统。

髋关节疾病,老人安享晚年的绊脚石

        常见的髋关节疾病有髋关节炎、股骨头坏死等。而由于骨骼质量下降,老年人是髋关节疾病的高发人群。其中老年股骨颈骨折是老年人最常见的严重创伤。人工全髋关节置换术正是治疗老年股骨颈骨折疾病的重要方法,特别是对于60岁以上股骨颈骨折的老年人,根据患者体质情况选择人工全髋关节或半髋关节置换手术可以恢复髋关节功能,从而提高生活质量。

        人工全髋关节置换术是利用手术方法将人工髋关节假体替代被疾病或损伤破坏的关节面、股骨头、髋臼,以达到切除病灶、消除疼痛、重建关节结构、恢复关节功能等效果。该手术目前广泛适用于治疗关节强直、股骨头坏死、骨性关节炎、类风湿关节炎等髋关节疾病。

图1 全髋关节手术置换流程

        因为我国在骨科手术机器人研发方面起步较晚,国内缺少可以量产的专科型手术机器人系统,所以目前各大医院仍采用传统的手术形式来进行人工全髋关节置换。但是随着医生对手术机器人产品功能、适用范围、临床精度、手术效果的认知加深,骨科医生对机器人智能辅助手术的接受度正逐步提升。

        自主研发新系统,解决传统手术的痛点

      针对骨科疾患,手术是最为有效的治疗手段。目前国内骨科手术需要多名医生共同完成,且多采用传统的“徒手操作”式,存在“结构复杂、位置深、创伤大、判断难”的痛点,手术风险高。且手术效果严重依赖于医生经验,但由于学习曲线较长,具有丰富临床经验的外科医生数量较少,无法满足市场需求。骨科医生在传统骨科手术中遭受的辐射损伤也较大,患癌风险高。

        以全髋关节置换手术为例,传统人手实施手术由于假体安装精度与置换结构定位精度不佳,易影响治疗效果。引入机器人辅助手术可以提升手术效果和质量。然而,市场现有的手术机器人采用的多角度 X 光二维影像叠加重建三维模型,模型精度不足,易影响假体定位,误伤周边的组织。

        为解决传统骨科手术的痛点,来自汕头大学的科研团队研发了全髋关节置换手术机器人系统。该系统将术前诊断规划与术中操作检测融合,旨在提高全髋关节置换手术的质量与成功率,降低手术难度,让更多的医生能操刀这门手术。

        作为全国领先的全髋关节手术机器人,在术前医学诊断方面,该技术拥有髋关节疾病异常检测系统。在门诊检查诊断中,可以利用该技术进行髋关节发育不良(DDH)的检测。在术中实施方面,该系统能解决当前传统手术的痛处——髋臼磨锉角度的控制与测量问题。在术中医生可以利用机械臂固定磨锉角度、实时观测可视化的髋臼磨锉角度与深度并精准测量骨骼之间的距离,从而为患者选择合适的人工假体,提高手术的质量。同时该系统可以极大地节省手术的时间。通过该手术机器人系统,医生可以省去传统手术中调整髋臼磨锉角度的时间和因为假体不合适导致重复尝试的时间,从而提高手术的效率。

图2 全髋关节手术机器人系统核心技术图

        在全球医疗机器人市场规模迅速增长的大环境下,我们应该抓住机遇,面向世界科技前沿,面向人民生命健康,坚持创新驱动发展战略。针对目前传统手术存在的痛点,坚持自主研发,提高医疗服务质量。来自汕头大学的科研团队已经走出了第一步,为日后我国全髋关节置换手术机器人产业化奠定了良好的基础。

 

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