Rotatie-osteotomie van het acetabulum met een robotarm

더 나은 환자 결과를 위한 로봇 지원 절구 회전 절골술

Shanghai Electric Group Corporation 중앙 연구 기관과 상하이 제6 인민병원은 협업을 통해 회전 절골술에 LBR Med를 사용하는 세계 최초의 로봇 시스템 SpheriObot을 만들었습니다. 이론 및 알고리즘, 제어 및 도입은 대퇴골 및 경골의 퇴행 변화로 인한 기형 절골술이나 고위 절골술의 정형외과 절골술과 같이 정형외과 의사에게 필요한 모든 절골술에 적용할 수 있습니다.

선천성 고관절 이형성증은 소아, 청소년, 성인의 통증, 보행 곤란, 심한 기형, 심지어는 장애를 유발하는 질환입니다. 인공 관절 치환술을 시행하면 환자가 평생 여러 차례 인공 관절 점검을 받아야 하기 때문에 점점 많은 의사가 인공 관절 치환술보다 고관절 보존 수술을 사용하고 있습니다. 고관절 보존의 일반적인 임상적 절차는 스위스의 Dr. Reinhold Ganz가 고안한 절구 주변 절골술로 절구 주위에 다각적인 절골술을 사용하여 주위 골반과 떨어뜨리는 과정이 포함됩니다. 대퇴골두 범위를 늘리기 위해 절구의 각도를 조절할 경우 증상은 완화됩니다.

하지만 Dr. Ganz의 방법을 사용할 경우 몇 가지 위험이 따릅니다.

첫째, 뼛조각은 쉽게 재정렬할 수 없으며 골반 불안정성을 초래할 수 있습니다. 둘째, 절개에 노출되는 부분이 많기 때문에 치유가 늦어질 수 있으며 심각한 절구 탈구와 절구 괴사로 이어질 수도 있습니다. 셋째, 절골술 표면이 혈관 및 좌골 신경과 매우 가까우며 수술이 부적절하게 이루어질 경우 현관과 신경이 절단될 수 있습니다. 마지막으로 수술 후 뼈가 치유되지 않고 변형 교정이 이루어지지 않는 등 여러 합병증이 있을 수 있습니다.

새로운 절구 주위 절골술에 대한 로봇 지원

Ganz식 절골술은 수술 난도가 높으며 위험성이 있기 때문에 중국 내 일부 정형외과의 숙련된 외과의만이 집도할 수 있었습니다. 임상적 수술에서 절구 주위 절골술(Ganz 절골술)의 여러 단점을 해결하기 위해 Shanghai Electric Group Corporation 중앙 연구 기관과 상하이 제6 인민병원의 연구 및 개발 팀은 새로운 유형의 절구 회전 절골술 로봇(SpheriObot)을 설계했습니다. SpheriObot 로봇은 세 부분으로 구성되어 있습니다. "Spheri", "O", "bot"은 각각 구형, 절골술, 로봇을 나타냅니다.

Projectteam voor SpheriObot — SpheriObot 프로젝트 팀

이 수술용 로봇 시스템은 KUKA LBR Med 로봇을 주요 구성 요소로 사용하며 비구를 구형으로 완전히 분리하기 위한 특수 구형 펜듈럼 톱 및 광학 항법 측위 기술을 사용합니다. 절구와 연골 표면은 대퇴골두와 적절한 일치 위치로 자유롭게 이동할 수 있습니다. 절골술의 전체 과정은 "아이스크림 덩어리를 파내는" 것처럼 생각할 수 있습니다. 수술 과정은 중요한 신경혈관 요소와 거리가 멀어 최소 침습적이고 안전하며 후유증에 덜 취약하여, 치유가 빠릅니다.

Speciale sferische pendelzaag — 특수 구형 펜듈럼 톱

상하이 제6 인민병원은 절구용 회전 절골술 로봇 개발에 기반한 3D CT 영상 재구성 기술을 도입했습니다. 3D 골격 재구성 기술을 통해 SpheriObot 로봇은 절구 구형의 중심에서 절골술 중심과 이상적인 작업 경계를 찾을 수 있습니다. 위치 정확성이 뛰어난 NDI 카메라는 시스템의 기술적 탐색으로 사용되며 상부 컴퓨터 시스템은 로봇의 작동 경로를 제어합니다. 마지막으로 5mm에 불과한 최소한의 두께로 절구오목의 구형 절골술을 구현할 수 있습니다.

LBR Med 센서는 수술의에게 절구 주위 절골술 과정 전체에 걸쳐 완벽한 로봇 유도 지원을 제공합니다.

LBR Med의 각 축에는 토크 센서가 장착되어 있어 수술의가 로봇을 당길 때 부드러운 느낌을 선사합니다. 또한 절골술 과정 중 펜듈럼 톱에 가해지는 접선력과 법선력을 모니터링하는 데도 완벽합니다. 따라서 전체 절골술 과정은 수술의에게 시각화됩니다.
로봇 시스템 SpheriObot은 반복 정확도와 위치 결정 정확도, NDI 추적 시스템, 3D CT 충격 재구성 기술을 사용합니다. 이를 통해 시술이 최대 1°의 회전 정확성 편차 및 1mm 미만의 위치 결정 정확도로 매우 정확하게 이루어질 수 있습니다.

Acetabulaire, roterende osteotomierobot — 절구 회전 절골술 로봇

로봇 지원 절구 회전 절골술의 미래

상하이 제6 인민병원은 중국 최초의 구형 절골술 기기 프로토타입을 생산했습니다. 이 병원은 Shanghai Electric Group의 R&D, 생산, 마케팅 리소스를 이용하고 지원을 받아 시스템을 향상 및 개선하고, 업계의 다양한 테스트를 통과하고, 마침내 시장에 진출할 것입니다.
개발진은 전 세계 사람들을 위하고, 의사를 지원하기 위해 제품을 전 세계에 홍보하고자 하고 있습니다.