Rotatie-osteotomie van het acetabulum met een robotarm zorgt voor betere patiëntresultaten

Het Shanghai Electric Group Corporation Central Research Institute en het Shanghai Sixth People's Hospital hebben de handen ineengeslagen voor de ontwikkeling van SpheriObot, 's werelds eerste robotsysteem dat gebruik maakt van een LBR Med voor roterende osteotomie. De theorie en het algoritme, de controle en de uitvoering ervan kunnen worden toegepast op alle osteotomieën die orthopedische chirurgen nodig hebben. Bijvoorbeeld orthopedische osteotomie ten gevolge van misvorming of hoge osteotomie ten gevolge van degeneratieve veranderingen in het dijbeen en in de scheenbenen.

Aangeboren heupdysplasie is een aandoening die pijn, moeilijkheden met lopen, ernstige misvorming en zelfs invaliditeit veroorzaakt bij kinderen, jongeren en volwassenen. Steeds meer artsen verkiezen heupbesparende chirurgie boven een kunstmatige gewrichtsvervanging, omdat deze laatste de patiënt vaak voor de rest van zijn of haar leven blootstelt aan meerdere revisies van de geïmplementeerde kunstgewrichten. Een gebruikelijke klinische procedure voor heupbehoud is periacetabulaire osteotomie, uitgevonden door Dr. Reinhold Ganz in Zwitserland. Hierbij wordt een multilaterale osteotomie rond het acetabulum uitgevoerd om het te scheiden van het omliggende bekken. De symptomen worden verbeterd door de hoek van het acetabulum aan te passen om de dijbeenkop beter te kunnen bedekken.

Er zijn echter verschillende risico's verbonden aan de methode van Dr. Ganz:

Ten eerste: de botfragmenten kunnen niet eenvoudig opnieuw worden uitgelijnd en dit kan leiden tot bekkeninstabiliteit; ten tweede: als gevolg van de grote hoeveelheid blootliggende incisie kan dit leiden tot vertraagde genezing en zelfs ernstige acetabulaire dislocatie en acetabulaire necrose veroorzaken; ten derde: het osteotomie-oppervlak is zeer dicht bij de bloedvaten en de heupzenuw, en onjuiste operatie kan leiden tot amputatie van bloedvaten en zenuwen; tenslotte: er zijn veel complicaties aan verbonden, zoals postoperatieve botremming en verlies van deformatiecorrectie.

Een nieuwe, robotondersteunde benadering van periacetabulaire osteotomie

Door de hoge chirurgische moeilijkheidsgraad en het risico van de osteotomie van Ganz kan deze alleen worden uitgevoerd door zeer ervaren chirurgen in sommige orthopedische ziekenhuizen in China. Om de vele beperkingen van periacetabulaire osteotomie (Ganz osteotomie) in de klinische chirurgie op te lossen, heeft het onderzoek- en ontwikkelingsteam van het Shanghai Electric Group Corporation Central Research Institute en het Shanghai Sixth People's Hospital een nieuw type acetabulaire, roterende osteotomierobot (SpheriObot) ontworpen. SpheriObot-robot bestaat uit drie delen: "Spheri", "O" en "bot," respectievelijk verwijzend naar sfeer, osteotomie en robot.

Dit chirurgisch robotsysteem maakt gebruik van de KUKA LBR Med robot als hoofdcomponent, een speciale sferische pendelzaag en optische navigatie positioneringstechnologie om de acetabulum cup volledig in een sferische vorm los te maken. Het acetabulum, met zijn kraakbenige oppervlak, kan ten opzichte van de dijbeenkop vrij in een passende positie worden bewogen. Dit osteotomie proces kan worden gezien als ‘het uitscheppen van een ijsbal’. Het proces voltrekt zich ver weg van belangrijke neurovasculaire elementen, waardoor het minimaal invasief en veilig is en minder vatbaar voor complicaties, voor een sneller herstel.

Het Shanghai Sixth People's Hospital introduceerde de 3D CT-beeldreconstructietechnologie op basis van de ontwikkeling van de roterende osteotomierobot voor het acetabulum. Door de 3D-botreconstructietechnologie kan de SpheriObot-robot het osteotomiecentrum van de acetabulaire bol en de ideale werkgrens vinden. De NDI-camera met hoge positioneernauwkeurigheid wordt gebruikt voor de technische navigatie van het systeem. Het bovenliggende computersysteem regelt het werktraject van de robot. Tenslotte kan een sferische osteotomie op de fossa acetabularis worden bereikt met een minimale dikte van slechts 5 mm.

LBR Med-sensoren bieden de chirurg de perfecte robotgeleide assistent tijdens het gehele periacetabulaire osteotomieproces

De LBR Med is uitgerust met momentsensoren in elke as, waardoor de chirurg een soepel gevoel heeft wanneer hij aan de robot trekt. Bovendien is hij bij uitstek geschikt om de tangentiële en normale krachten op de pendelzaag tijdens het osteotomieproces te bewaken. Het hele proces van de osteotomie kan dus worden gevisualiseerd voor de chirurg.
Het robotsysteem SpheriObot maakt gebruik van de hoge repetitie- en positioneernauwkeurigheid, het NDI-trackingsysteem en de 3D CT-beeldreconstructietechnologie. Hierdoor kan de ingreep zeer nauwkeurig worden uitgevoerd met een maximale afwijking van 1° rotatienauwkeurigheid en een positioneernauwkeurigheid van minder dan 1 mm.

Vooruitblik op de toekomst met robotgeassisteerde, acetabulaire, roterende osteotomie

Shanghai Sixth People's Hospital heeft het eerste prototype van een apparaat voor sferische osteotomie in China ontwikkeld. Zij vertrouwen op en worden gesteund door de R&D, productie en marketingmiddelen van de Shanghai Electric Group om het systeem nog te verbeteren en te verfijnen, diverse tests in de industrie te kunnen doorstaan en uiteindelijk de markt te betreden.
Ze hopen dat hun producten wereldwijd een goede helper zullen worden voor artsen en dat ze de bevolking wereldwijd kunnen helpen.