211service.com
Robotisk vägledning för knäkirurgi
Smärtsam artrit i knäet kan göra det svårt att ta ens en kort promenad. Knäproteser kan ge artrospatienter ett nytt liv. Men vissa patienter, särskilt yngre, behöver inte byta ut hela leden, och de kan dra nytta av en minimalt invasiv, partiell knäprotes. Patienter har färre komplikationer och snabbare återhämtningstid efter sådana operationer, men de är svåra att utföra och görs inte rutinmässigt. Det robotstyrda styrsystemet hjälper ortopediska kirurger att skapa och utföra detaljerade planer för denna komplexa operation.
Robotkirurgi: Kirurger som använder ett robotstyrningssystem för att utföra komplexa partiella knäbytesoperationer får haptisk feedback när de försöker skära benet utanför ett förutbestämt område (överst). En 3D-modell av patientens ben visas så att kirurgen kan spåra positionen för den kirurgiska sågen och hennes framsteg. Området som behöver skäras visas i grönt, med rött markering av gränserna.
Det kirurgiska systemet utvecklades av MAKO Surgical Corp., Ft. Lauderdale, FL, och godkänd av Food and Drug Administration 2005. Baserat på preoperativa CT-skanningar genererar systemet en 3D-modell av en patients knä, som kirurger använder för att bestämma hur mycket ben som ska avlägsnas från skenbenet och lårbenet, och var man ska placera implantaten som ersätter inflammerade delar av dessa ben. Istället för att ta bort benet med en gradsåg och arbeta med ögat, låter MAKO-systemet kirurgen manipulera en robotarm som är utrustad med en grad. Kirurgen är fri att ta bort ben tills hon når de gränser som föreskrivs under planeringsstadiet. Haptisk feedback skapar en vägg av motstånd om kirurgen vågar sig utanför det planerade området, och om hon fortsätter, ljuder ett ljudlarm och sågen stängs av. Detta hjälper kirurgen att minimera traumat i knät och bevara den maximala mängden vävnad.
Andrew Pearle , en ortopedisk kirurg och grundare av det datorstödda läkarmottagningscentret vid sjukhuset för specialkirurgi i New York City, har utfört partiella knäbyten med MAKO-systemet sedan juni. Han säger att det är möjligt att utföra dessa operationer manuellt, med ögat, men det är väldigt svårt. MAKO-systemet gör denna operation mer exakt och reproducerbar, säger Pearle, som inte har något ekonomiskt intresse i företaget.
Under operationen övervakar systemet noggrant läkarens framsteg när hon arbetar med roboten. Istället för att titta på själva benet för att avgöra om tillräckligt mycket har tagits bort, följer läkaren hennes framsteg på en LCD-skärm som visar benet och sågpositionen. Ben som behöver rakas av visas i grönt; när för mycket har tagits bort visas området i rött. Detta möjliggör noggrannhet inom cirka två millimeter.
Avgörande är att systemet också spårar benets position under hela operationen. Benet kan inte immobiliseras under partiella knäproteser eftersom kirurgen behöver justera och testa det för att säkerställa att hon lämnar rörelseapparaten i rätt riktning. Andra robotsystem för ortopedisk kirurgi, inklusive ett som används i Europa för höftproteser, kläms direkt på benet för att göra skärsåren, så att de inte står inför rörelseproblemet. Eftersom MAKO-systemet inte är fixerat i förhållande till benet måste det förbli orienterat även när patientens ben rör sig. En infraröd kamera spårar positionen för robotbasen och positionen för reflekterande benskruvar placerade i lårbenet och skenbenet som förberedelse för operation.
Robotarmen som används i MAKO-systemet är baserad på en som utvecklades på 1990-talet i MIT:s artificiella intelligenslabb. Det var en av de första robotarmar som utvecklats för att arbeta specifikt med människor, säger Rony Abovitz , teknisk chef på MAKO. Ursprungligen lät MIT-forskare kasta och fånga basebollar. Armen styrs av spännvajrar och lågfriktionslager istället för växlar. Detta gör att armen kan arbeta på ett mänskligt sätt, säger Abovitz. Armen är mycket känslig för kraft och vridmoment som appliceras av kirurgen, och den känns viktlös.
Det finns två andra robotkirurgisystem som används i USA idag, båda för mjukdelsoperationer. Da Vinci-roboten, tillverkad av Intuitiv kirurgisk , i Sunnyvale, CA, kontrolleras av en kirurg på avstånd. Den är designad för laparoskopiska operationer såsom prostataborttagning. Ett annat system, för att placera katetrar i hjärtat, styrs också från en fjärrkontroll.
MAKO-systemet är ovanligt genom att operationen utförs i samarbete. Kirurgens händer är på roboten och rör armen, säger Abovitz. Domenico Savatta , chef för minimalt invasiv och robotisk urologisk kirurgi för vuxna vid Newark Beth Israel Medical Center, säger att MAKO-systemet verkar erbjuda robothjälp i sann mening eftersom det faktiskt begränsar kirurgens rörelser. Savatta använder da Vinci-systemet i operationssalen, och han säger att det inte ger samma nivå av feedback som MAKO-systemet. Men da Vinci-roboten är inte lika specialiserad som MAKO-systemet, som för närvarande endast är godkänt för partiella knäbytesoperationer.
Vid utgången av 2007 har 181 ingrepp utförts med MAKOs vägledningssystem. Företaget har patienter som har övervakats i upp till 20 månader efter operationen, med gott resultat.
Maurice Ferré , VD och vd för MAKO, säger att företaget hoppas kunna utöka utbudet av operationer som kan utföras med dess styrsystem, men det håller för närvarande på knäna. Just nu är MAKOs system godkänt för att endast ersätta ett av de tre fack i knäleden. Företaget utvecklar för närvarande system för operationer för att ersätta två fack samtidigt.