Rotatie-osteotomie van het acetabulum met een robotarm

Robotstyrd rotationsosteotomi för höftleder som ger bättre patientresultat

Shanghai Electric Group Corporation Central Research Institute och Shanghai Sixth People’s Hospital har slagit sig ihop för att utveckla SpheriObot, världens första robotsystem som använder en LBR Med för rotationsosteotomi. Dess teori och algoritm, styrning och implementering kan appliceras på alla osteotomier som krävs för ortopediska kirurger, t.ex. ortopedisk osteotomi på grund av deformering eller hög osteotomi på grund av degenerativa förändringar i lårbenet och skenbenet.

Medfödd höftdysplasi är ett tillstånd som orsakar smärta, svårigheter att gå, allvarliga deformeringar och till och med funktionshinder hos barn, ungdomar och vuxna. Fler och fler läkare föredrar höftbevarande kirurgi framför artificiellt ledbyte, eftersom det senare ofta innebär att patienten måste genomgå flera revideringar av den artificiella leden livet ut. En vanlig klinisk procedur för höftbevarande är periacetabulär osteotomi, som uppfanns av dr Reinhold Ganz i Schweiz, och inbegriper en multilaterial osteotomi runt höftledsgropen för att särskilja den från det intilliggande bäckenet. Symtomen förbättras genom att man förbättrar vinkeln på höftledsgropen för att öka täckningen av lårbenshuvudet.

Det finns emellertid flera risker med dr Ganz metod:

För det första: Benfragmenten är inte att helt lätta att återjusteras, vilket kan leda till bäckeninstabilitet. För det andra: På grund av den stora omfattningen av snittexponering kan det leda till fördröjd läkningstid och även orsaka allvarlig förskjutning av höftleden och nekros i höftleden. För det tredje: Osteotomiytan är mycket nära blodkärlen och ischiasnerven, och felaktiga ingrepp kan leda till amputering av blodkärl och nerver. Slutligen: Det finns många komplikationer som kan följa, till exempel att benet inte läker i efterhand eller förlust av deformeringskorrektion.

En ny robotassisterad metod för periacetabulär osteotomi

På grund av den höga kirurgiska svårigheten och risken med Ganz osteotomi kan ingreppet endast utföras av erfarna kirurger på vissa ortopediska sjukhus i Kina. För att lösa många av dessa tillkortakommanden med periacetabulär osteotomi (Ganz osteotomi) inom klinisk kirurgi har forsknings- och utvecklingsteamet på Shanghai Electric Group Corporation Central Research Institute och Shanghai Sixth People’s Hospital konstruerat en ny typ av rotationsosteotomirobot för höftleder – SpheriObot. Roboten SpheriObot består av tre delar: ”Spheri”, ”O” och ”bot”, som representerar, ledkulan, osteotomin och själva roboten.

Projectteam voor SpheriObot — Projektteamet för SpheriObot

Detta kirurgiska robotsystem använder KUKA LBR Med-roboten som huvudkomponent, en speciell ledkulformad pendelsåg och en optisk positioneringsteknik för fullständigt lösgörande av den acetabulära koppen i kulform. Höftledsgropen och dess broskyta kan flyttas fritt till en lämplig position för lårbenshuvudet. Hela osteotomiprocessen påminnner om att skopa upp en kula glass. Processen äger rum långt borta från viktiga neurovaskulära element, vilket gör den minimalt invasiv, säker och mindre mottaglig för följdsjukdomar, vilket även minskar återhämtningstiden.

Speciale sferische pendelzaag — Speciell ledkulformad pendelsåg

Shanghai Sixth People’s Hospital presenterade 3D CT-bildrekonstrueringstekniken baserat på utvecklingen av rotationsosteotomiroboten för acetabulärt bruk. Med hjälp av 3D-benrekonstruktionstekniken kan SpheriObot hitta osteotomicentrum av den acetabulära koppen och de idealiska arbetsgränserna. NDI-kameran med hög positionsnoggrannhet används som teknisk navigering i systemet, och det överordnade datorsystemet styr robotens arbetsbana. Slutligen kan den kulformade osteotomin för den acetabulära hålighet uppnås med en minsta tjocklek på bara 5 mm.

LBR Med-sensorer ger kirurgen den perfekta robotstyrda assistenten genom hela den periacetabulära osteotomiprocessen

LBR Med är utrustad med momentsensorer på varje axel, vilket gör att det känns smidigt för kirurgen att föra roboten. Dessutom är den perfekt för övervakning av tangentiella och normala krafter på pendelsågen under osteotomiprocessen. Därmed kan hela osteotomiprocessen visualiseras för kirurgen.
Robotsystemet SpheriObot använder hög repeter- och positioneringsnoggrannhet, NDI-spårningssystem och 3D CT-bildrekonstrueringsteknik. Detta gör det möjligt att utföra ingrepp mycket noggrant med en maximal avvikelse på 1° rotationsnoggrannhet och en positioneringsnoggrannhet på mindre än 1 mm.

Acetabulaire, roterende osteotomierobot — Rotationsosteotomirobot för höftleder

Vägen leder framåt för robotassisterad rotationsosteotomi för höftleder

Shanghai Sixth People’s Hospital har producerat den första prototypen för kulledsosteotomi i Kina. De kommer att förlita sig på och stödjas av resurserna för forskning och utveckling, produktion och marknadsföring från Shanghai Electric Group för att förbättra och optimera systemet, klara olika tester inom branschen och slutligen göra entré på marknaden.
De hoppas att deras produkter kommer att marknadsföras över hela världen och hjälpa världens alla människor samt underlätta läkarnas arbete.