ROSA機器人在神經(jīng)外科手術中初步應用體會

劉元欽 李翠玲 張磊 趙傳東 孫帥奇 孫希炎 張榮偉 李博

在神經(jīng)外科疾病的診治中，精準治療已成為國內外專家的共識，目前應用較多的為神經(jīng)導航系統(tǒng)與立體定向頭架系統(tǒng)，但其各有缺點。ROSA機器人是新一代多功能手術機器人，被譽為神經(jīng)外科醫(yī)者手中的“達芬奇”機器人，不僅手術安全性好、精準度高、適應證廣泛，而且可靈活設計手術入路[1-3]。山東省千佛山醫(yī)院神經(jīng)外科自2018年9月起引進省內首臺ROSA機器人，開展ROSA機器人輔助下的神經(jīng)外科手術，目前初步應用已完成各類手術14例，現(xiàn)報道如下。

一、資料與方法

1.一般資料：選取山東省千佛山醫(yī)院神經(jīng)外科自2018年9月至10月行ROSA機器人手術的患者14例，男性9例，女性5例，年齡范圍25～70歲，年齡（41.2±10.2）歲。其中3例高血壓腦出血患者均為基底節(jié)區(qū)出血，出血量約25 mL，術前GCS評分分別為8、10、11分，均合并不同程度肢體功能障礙；1例腦干出血患者為腦橋偏側，出血量約5 mL，GCS評分6分；2例復發(fā)性膠質瘤患者，病理均示為膠質母細胞瘤，1例為顱內多發(fā)膠質母細胞瘤復發(fā)，1例為左顳葉原位復發(fā)，病程分別為3、9個月；3例腦深部海綿狀血管瘤，分別位于頂葉及額葉，大小直徑分別約為3.0、2.0、1.5 cm，均為癲癇發(fā)作起??；2例顱內深部病變患者，均為一側胼胝體近腦室處占位，術前診斷不明確；2例腦積水患者，1例為腦外傷后繼發(fā)腦積水，GCS評分9分，1例為腦動脈瘤栓塞后繼發(fā)腦積水，GCS評分10分；1例帕金森病患者，雙下肢不自主抖動病史8年余，口服美多巴效果差，帕金森病評定量表評分67分。

2.影像學檢查：高血壓腦出血、腦干出血、腦積水患者均在術中麻醉成功并固定頭架后行顱腦CT檢查；復發(fā)性膠質瘤、腦深部海綿狀血管瘤及帕金森病患者術前先行薄層顱腦MR檢查，術中麻醉成功后再行顱腦CT檢查，并將顱腦MR與CT數(shù)據(jù)在ROSA機器人（Medtech公司，法國）自帶系統(tǒng)中進行融合。

3.手術方法：不同病種采用的手術方法與手術體位不同，但均采用頭架固定，盡可能預留多的手術操作空間及ROSA機器人操作空間，所有手術均采用ROSA機器人輔助。其中腦出血患者行鉆孔引流術，均取仰臥位，設定穿刺通道穿刺點在中線額部旁開3 cm，靶點設定為血腫最大層面中心；腦干出血患者行穿刺引流術，將術前MR及CT數(shù)據(jù)導入ROSA計劃系統(tǒng)融合并建立后顱窩穿刺針道；復發(fā)膠質母細胞瘤患者取仰臥位，術前設計4個穿刺通道共20個靶點進行射頻熱凝；深部海綿狀血管瘤患者取仰臥位，采用直切口鎖孔入路，面部激光注冊并術中實時激光引導，定位精確；腦積水患者術前計劃枕角穿刺至側腦室額角；帕金森患者腦深部電刺激術(deep brain stimulation,DBS)，將術前MR及CT導入ROSA計劃系統(tǒng)中，設計目標雙側STN靶點及穿刺通道，先在局麻下植入2根電極，微電極記錄系統(tǒng)采集震顫信號長度約6 mm，記錄STN電信號，刺激確認效果后，在全麻下連接導線并埋置刺激器。

二、結果

1.手術結果：所有病例均順利完成ROSA機器人輔助手術。3例腦出血穿刺引流患者采用面部激光掃描注冊，平均誤差0.8 mm；1例腦干出血穿刺引流患者采用頭皮Mark注冊，誤差1.0 mm；2例復發(fā)膠質瘤射頻熱凝術患者以及3例腦深部海綿狀血管瘤切除患者采用面部激光掃描注冊，平均誤差0.7 mm；2例顱內病變活檢患者與2例腦室腹腔分流術患者采用骨性Mark注冊，平均誤差0.3 mm；1例帕金森病DBS術患者采用骨性Mark注冊，誤差0.3 mm。本組14例患者術后均達到預期治療效果，無嚴重并發(fā)癥發(fā)生。

2.典型病例：不同疾病需選擇不同的注冊方式及手術入路方式。

典型病例1：左側基底節(jié)區(qū)出血患者，GCS評分10分，術中全麻成功后行術中CT檢查并進行頭皮Mark注冊，注冊誤差為1.2 mm，設計額部穿刺點及穿刺通道，可明確避開腦溝，術后CT示置管位置精確（圖1）。術后帶管3 d血腫引流理想，恢復2周后出院進一步康復治療。

典型病例2：腦干出血患者，GCS評分8分，術中全麻成功后給予頭架固定行術中CT檢查并進行頭皮Mark注冊，注冊誤差為1.1 mm，設計后枕旁正中處穿刺點及穿刺通道，術后CT示置管位置精確（圖2）。

典型病例3：帕金森病患者，術前行薄層顱腦MR檢查，術中行CT檢查并進行顱骨Mark注冊，注冊誤差為0.3 mm，利用ROSA將MR及CT數(shù)據(jù)進行融合并設計雙側STN靶點穿刺通道，行DBS手術，術中測試臨床效果滿意，術后復查顱腦CT示電極位置滿意（圖3）。

典型病例4：左額海綿狀血管瘤患者，術中全麻成功后給予頭架固定行術中CT檢查并進行面部注冊，注冊誤差為0.7 mm，術中全程激光引導，設定縱行小切口5 cm，成骨窗3 cm×3 cm，打開硬膜后發(fā)現(xiàn)皮層無明顯異常，通過激光導航以最小損傷深入探查全切病變（圖4）。

圖1 左側基底節(jié)區(qū)出血患者采用ROSA機器人輔助穿刺引流術的影像資料；圖2腦干出血患者采用ROSA機器人輔助穿刺引流術的影像資料；圖3帕金森病患者采用ROSA機器人輔助腦深部電刺激術的影像資料；圖4左額海綿狀血管瘤患者采用ROSA機器人輔助腦深部病變切除手術的影像資料

三、討論

ROSA是新一代多功能手術機器人，自誕生以來就受到神經(jīng)外科醫(yī)者的青睞，被譽為神經(jīng)外科界的“達芬奇”手術機器人[4,5]。我院功能神經(jīng)外科團隊在前期應用Leksell頭架完成帕金森病、腦出血及活檢等立體定向手術數(shù)千例，已積累了較成熟的立體定向手術經(jīng)驗，自引進ROSA機器人以來，完成本組各類手術14例，結合初步應用，體會到ROSA機器人在神經(jīng)外科手術中具有獨到且先進的優(yōu)勢。

（一）ROSA機器人在各神經(jīng)外科手術中的應用

ROSA具備4種注冊和配準方式 （體表標記點注冊、顱骨植入標記點注冊、框架標記點注冊、無標記點的激光自動注冊），術中可根據(jù)手術對精度的需要選擇合適的注冊模式，這是ROSA輔助下能夠提高手術安全性、降低感染發(fā)生率和并發(fā)癥發(fā)生率的原因[6]。國外學者已經(jīng)在多種疾病治療中探索出各種疾病的最佳注冊方式，例如在精度要求最高的帕金森病DBS手術及癲癇SEEG手術，應用顱骨Mark標記精度可達到0.3 mm以內，SEEG手術可借助ROSA機器人術前計劃系統(tǒng)設定多個針道，在保證手術精準度的同時能夠大幅度縮短手術時間，對腦出血、腦室-腹腔分流手術等對精度要求不高的手術可選用頭皮Mark或面部注冊，注冊時間較短，可節(jié)約手術時間[7-9]。對于顱內活檢手術，ROSA亦可最大程度地發(fā)揮其功能，借助ROSA強大的影像處理功能將患者多種影像資料（如MR、CTA等）進行高質量融合，形成三維圖像，能夠在冠狀面、矢狀面以及水平面3個方向取得中心靶點，直觀的根據(jù)靶點核團或病變形態(tài)、周圍血管走行等設計個性化手術入路，手術更為精確且安全[10,11]。相較于傳統(tǒng)神經(jīng)導航技術，ROSA無需導航所用的附加器械，術前準備更簡單，術中操作更容易，提前設定好手術靶點和手術路徑后，機械臂可自行定位和穿刺；相較于傳統(tǒng)Leksell框架手術，ROSA術前準備更簡化，無需安裝弧弓和其他部件及人工計算，可自動按照術前計劃進行手術，避免調整坐標的繁冗操作，極大地簡化了術前、術中操作時間，同時切口暴露時間減少，感染幾率降低[12-14]。

筆者團隊在掌握ROSA的基本原理及操作流程后，短期內完成ROSA機器人輔助手術14例，包含7個病種及術式，根據(jù)患者自身癥狀采用了3種不同的注冊模式，記錄其靶點誤差，所有患者均達到預期治療效果，無嚴重并發(fā)癥發(fā)生。本研究發(fā)現(xiàn)基底節(jié)區(qū)腦出血穿刺引流術對穿刺靶點精度要求不高，而腦干出血對其體位和穿刺點精度要求高，更適合ROSA機器人輔助穿刺；對于腦積水腹腔分流手術，使用ROSA機器人定位能夠一次性精準穿刺到位，避免了經(jīng)驗穿刺所致的潛在風險；對于皮層下小病變，ROSA可完全替代神經(jīng)導航的功能，并且可一次性處理顱內多個病灶，方便安全。在此基礎上，本研究還開展了2例ROSA機器人輔助引導下針對復發(fā)膠質母細胞瘤的射頻熱凝手術，目前在國內外文獻中鮮有報道，術后復查MR后證實治療有效，但遠期效果有待進一步加強，由此筆者認為類似于多發(fā)復發(fā)腦膠質瘤或顱內多發(fā)腦轉移瘤患者，在家屬知情同意下，射頻熱凝可作為一種終末期治療方案。

（二）ROSA機器人的不足與展望

隨著干細胞研究的發(fā)展，應用ROSA機器人輔助干細胞移植以及3D化療等均有著較好的前景。國外已有學者應用ROSA機器人行脊柱手術，國內因注冊模塊等原因暫無此項工作開展。后期聯(lián)合復合手術室及ROSA機器人進行顱腦及脊柱手術必將成為精準手術的趨勢。ROSA機器人的手術系統(tǒng)也存在不足之處，首先其對于開顱手術等操作空間相對受限，需后期進行優(yōu)化改進；其次雖然ROSA機器人操作相對容易，但對于缺乏立體定向手術經(jīng)驗的年輕醫(yī)者，其原理及操作過程需要進行連續(xù)集中的培訓及訓練。ROSA機器人的根本是精密嚴謹，任何細節(jié)上的忽視都有可能造成不可估量的后果。

綜上所述，ROSA手術機器人真正實現(xiàn)了“半自動啟動，全自動治療”的機器人手術屬性，實踐了“精準醫(yī)學”及“精準神經(jīng)外科”理念[15]。今后團隊將繼續(xù)拓展ROSA機器人相關手術，相信隨著科學技術的進步，機器人外科手術系統(tǒng)也將不斷改進，其應用的廣度和深度必將得到不斷拓展。