010-53322951
010-53322951
010-53322951
在全球市場，脊柱手術機器人將繼續向發達國家的基層醫療機構滲透，提高產品的普及率，隨著醫療技術的不斷進步和人們對醫療服務質量要求的提高，基層醫療機構對先進醫療設備的需求也在逐漸增加，脊柱手術機器人企業可以通過提供更具性價比的產品和完善的售后服務，滿足基層醫療機構的需求，擴大市場份額。
一、類型劃分?
椎弓根螺釘輔助置入機器人：這是目前臨床應用較為廣泛的一類脊柱手術機器人。其主要作用是在脊柱外科手術過程中，幫助外科醫生更準確地置入椎弓根螺釘。手術通常分為術前計劃、安裝支架、匹配術前 CT 與術中透視圖像、置入螺釘等步驟。術前，醫生根據患者的 CT 影像資料，利用手術計劃軟件在虛擬環境中規劃出最佳的螺釘置入路徑和位置；手術時，通過安裝在患者身體上的支架和機器人的光學跟蹤系統，實現術前 CT 圖像與術中實際脊柱位置的精確匹配，機器人根據預設的路徑引導醫生將椎弓根螺釘準確地植入到脊柱中，有效提高了螺釘置入的準確率，減少了脊髓神經損傷等并發癥的發生。Mazor Robotics 公司的 Renaissance 脊柱手術機器人，在全球范圍內已經廣泛應用于各類脊柱手術中，為眾多患者帶來了更安全、有效的治療。?
主動式機器人系統：以達芬奇機器人系統為代表，這類機器人通常由多個手臂組成，如達芬奇機器人由 4 個手臂構成，其中 3 個用于手術操作，1 個用于攝像頭。手術過程中，外科醫生完全控制和操縱主系統，通過可視化屏幕進行操作，主系統發出的計算機指令（通常是操縱桿移動）傳遞給由機械部分組成的從屬系統，從屬系統按照指令進行手術操作。主動式機器人系統具有較高的靈活性和操作精度，能夠完成一些復雜的手術操作，如在脊柱腫瘤切除手術中，可以更加精確地切除腫瘤組織，同時最大限度地保護周圍的神經和血管組織。但這類機器人系統通常價格昂貴，對手術環境和操作人員的要求也較高。?
基于直觀圖像定位的機器人：此類機器人首創直觀定位方法，手術前在 3D 環境中完成手術方案制定，手術中依靠 2D 影像及靈巧的機械臂完成精準的定位，可以直接顯示手術操作是否傷及神經、血管等重要組織。鑄正機器人的佐航 300，在臨床應用中證明了在脊柱手術中的精準性和安全性，尤其在退變椎體乃至畸形椎體進行椎弓根螺釘置入具有良好效果。它能夠幫助醫生更直觀地了解手術部位的解剖結構，提高手術的安全性和準確性，同時減少手術時間和患者的輻射暴露。?
導航定位機器人：主要側重于為手術提供精確的導航定位功能。通過整合患者的術前影像資料（如 CT、MRI 等）和術中實時的光學跟蹤數據，在手術過程中為醫生提供手術器械和脊柱解剖結構的實時位置信息，引導醫生準確地進行手術操作。這類機器人通常具有較高的定位精度和穩定性，能夠輔助醫生完成各種復雜的脊柱手術，如脊柱側彎矯正手術、脊柱骨折固定手術等。它們可以幫助醫生更好地規劃手術路徑，避免損傷周圍的重要組織和器官，提高手術的成功率和患者的預后效果。?
二、工作原理與關鍵技術?
1、工作流程詳解?
術前計劃階段：患者首先需要進行高精度的影像學檢查，如 CT 掃描或 MRI 檢查，以獲取脊柱的詳細解剖信息。這些影像數據被傳輸到手術計劃軟件中，醫生利用軟件的三維重建功能，構建出患者脊柱的精確三維模型。在這個虛擬的三維環境中，醫生可以全方位地觀察脊柱的結構，包括椎體的形態、椎弓根的位置和方向、神經和血管的分布等。醫生根據患者的具體病情和手術需求，在模型上規劃手術路徑，確定螺釘的置入位置、角度和深度等關鍵參數，制定出個性化的手術方案。對于一位脊柱側彎患者，醫生會在三維模型上仔細測量側彎的角度和程度，規劃出最佳的矯正方案，確定需要植入螺釘的椎體節段和具體位置，以達到最佳的矯正效果。?
手術準備階段：患者被送入手術室后，先進行麻醉處理。醫生在患者的脊柱部位安裝機器人的定位支架和示蹤器，這些設備將用于在手術過程中實時跟蹤患者脊柱和手術器械的位置。同時，將手術機器人的機械臂主機、光學跟蹤系統和主控電腦系統等設備調試到最佳工作狀態，確保各設備之間的通信和協作正常。通過校準和初始化操作，使機器人系統準確識別患者的體位和手術部位，為后續的手術操作做好準備。?
術中操作階段：手術開始后，光學跟蹤系統實時捕捉手術器械和患者脊柱上示蹤器的位置信息，并將這些數據傳輸給主控電腦系統。主控電腦系統根據術前制定的手術方案和實時的位置數據，計算出機械臂的運動軌跡和操作指令，控制機械臂精確地移動到預定位置。醫生通過操作控制臺，利用機械臂引導手術器械進行手術操作，如鉆孔、置入螺釘等。在整個手術過程中，醫生可以通過主控電腦系統的顯示屏實時監控手術進展情況，根據實際情況對手術操作進行調整和優化。在置入椎弓根螺釘時，機械臂按照預設的路徑準確地引導鉆頭到達椎弓根的入口位置，醫生根據顯示屏上的實時反饋信息，精確控制鉆頭的深度和角度，確保螺釘準確無誤地植入到預定位置。?
術后評估階段：手術完成后，患者需要進行術后的影像學檢查，如 X 線、CT 掃描等，以評估手術的效果。醫生通過對比術前和術后的影像資料，檢查螺釘的位置是否準確、脊柱的矯正效果是否達到預期等。同時，密切觀察患者的術后恢復情況，包括傷口愈合、神經功能恢復等方面，及時發現并處理可能出現的并發癥。如果發現螺釘位置存在偏差或患者出現神經損傷等并發癥，醫生會根據具體情況制定相應的治療方案，進行進一步的治療和康復。?
2、核心技術
導航技術：導航技術是脊柱手術機器人的關鍵技術之一，它如同手術的 “指南針”，為手術器械的精確定位提供了重要保障。目前，常用的導航技術包括光學導航、電磁導航和機械導航等。光學導航是利用光學跟蹤設備，如紅外攝像頭、激光掃描儀等，實時捕捉手術器械和患者身體上標記物的位置信息，通過三角測量原理計算出手術器械在空間中的位置和方向。這種導航方式具有精度高、響應速度快、不受金屬器械干擾等優點，被廣泛應用于脊柱手術機器人中。電磁導航則是通過發射和接收電磁場信號，來確定手術器械的位置，它可以在不依賴視覺的情況下進行導航，適用于一些特殊的手術場景，但容易受到周圍金屬環境的干擾。機械導航通過機械結構的連接和傳動來實現定位，雖然精度相對較低，但具有穩定性好、成本低的特點。導航技術能夠將術前規劃的手術路徑與術中實際操作相結合，幫助醫生實時了解手術器械與脊柱解剖結構的相對位置關系，避免手術誤差和損傷，提高手術的安全性和準確性。?
機械臂控制技術：機械臂是脊柱手術機器人的執行機構，其控制技術直接影響到手術操作的精度和穩定性。機械臂控制技術涉及到機械設計、運動學、動力學、控制理論等多個學科領域。為了實現高精度的運動控制，機械臂通常采用多關節的結構設計，每個關節都配備有高精度的伺服電機和傳感器，如位置傳感器、力傳感器等。通過對這些傳感器數據的實時采集和分析，控制系統可以精確地控制機械臂的運動軌跡和力度。在控制算法方面，常用的有 PID 控制、自適應控制、模糊控制等，這些算法可以根據手術的不同需求和實際情況，對機械臂的運動進行優化和調整。在進行螺釘植入操作時，機械臂控制技術能夠確保機械臂按照預設的路徑和力度，精確地將螺釘植入到脊柱中，避免因用力過大或過小導致的螺釘松動或骨折等問題。同時，機械臂還需要具備良好的穩定性和可靠性，能夠在長時間的手術過程中保持精確的運動控制，為手術的順利進行提供保障。?
圖像處理技術：圖像處理技術在脊柱手術機器人中起著至關重要的作用，它貫穿于手術的整個過程。在術前，圖像處理技術用于對患者的影像學資料進行三維重建和分析，幫助醫生更直觀地了解脊柱的解剖結構和病變情況，制定出合理的手術方案。通過圖像分割、邊緣檢測、曲面擬合等算法，將 CT、MRI 等二維影像數據轉化為逼真的三維模型，醫生可以在模型上進行手術模擬和規劃，提高手術的準確性和可行性。在術中，圖像處理技術用于實時監控手術進展和手術器械的位置，通過對術中采集的影像數據進行實時處理和分析，為醫生提供手術部位的實時圖像信息，幫助醫生及時調整手術操作。在進行脊柱腫瘤切除手術時，圖像處理技術可以實時顯示腫瘤的邊界和周圍組織的情況，幫助醫生準確地切除腫瘤組織，避免損傷周圍的正常組織。圖像處理技術還可以用于圖像融合，將不同模態的影像數據（如 CT 和 MRI）進行融合，為醫生提供更全面、準確的信息，進一步提高手術的質量和效果。
項目詳細需求
(可展開填寫)
立即訂購
在線咨詢
調研服務
京公網安備11010802043405