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Rotatie-osteotomie van het acetabulum met een robotarm

患者の治療効果を高めるロボットによる寛骨臼回転骨切り術

上海電気集団中央研究所と上海第六人民病院が共同で開発したLBR Medを使用した世界初の回転骨切り術用ロボットシステムSpheriObot。その理論とアルゴリズム、制御と実装は、整形外科骨切り技術や、大腿骨や脛骨の変性変化による高位骨切り術など、整形外科医が必要とするすべての骨切り術に応用可能です。


先天性股関節形成異常は、小児から成人に痛み、歩行困難、重度の変形、さらには身体障害をもたらす疾患です。人工関節置換術では患者が生涯にわたって何度も人工関節置換術を余儀なくされることが多いため、医師は人工関節置換術よりも股関節温存術を選択する傾向があります。股関節温存のための一般的な臨床手法は、スイスのラインホールド・ガンツ博士が考案した寛骨臼周辺骨切り術で、寛骨臼を周辺の骨盤から切り離す多面的な骨切り術です。寛骨臼の角度を調整して大腿骨頭のカバー率を高めることで症状が改善されます。

しかし、ガンツ博士の方法にはいくつかのリスクが伴います。

第一に、骨片が容易に整復できず、骨盤が不安定になる可能性があること。
第二に、切開部の露出量が多いため、治癒が遅れ、重度の寛骨臼脱臼や寛骨臼壊死を引き起こす可能性があること。
そして第三に、骨切り面が血管や坐骨神経に非常に近いため、誤ると血管や神経を切断する可能性があることです。
また、さらには術後の骨の非治癒や変形矯正の損失など、多くの合併症の可能性もあります。

ロボット支援による新しい寛骨臼周辺の骨切り術

ガンツ博士の骨切り術は難易度が高くリスクも高いため、一部の整形外科では経験豊富な外科医しか行うことができません。臨床手術における寛骨臼周辺骨切り術(ガンツ博士の骨切り術)の多くの欠点を解決するため、上海電気集団中央研究所と上海第六人民病院の研究開発チームは、新しいタイプの寛骨臼回転骨切り術ロボット(SpheriObot)を開発。SpheriObotロボットは、球を表す「スフェリ」、骨切り術を表す「O」、ロボットを表す「ボット」の3つの要素から構成されています。

Projectteam voor SpheriObot
SpheriObotプロジェクトチーム
この手術用ロボットシステムは、KUKA LBR Med ロボットをメインコンポーネントとし、特殊な球面振子鋸と光学式ナビゲーション位置決め技術を用いて、寛骨臼カップを球状に完全に切り離します。軟骨表面を持つ寛骨臼は、大腿骨頭との適切な適合位置に自由に移動することができます。骨切りのプロセス全体は、「アイスクリームのボールを掘る」ようなものと考えることができます。このプロセスは重要な神経血管要素から離れた場所で行われるため、低侵襲で安全であり、後遺症の影響を受けにくく、早期に回復することができます。
Speciale sferische pendelzaag
特殊な球状振子鋸
上海第六人民病院では、寛骨臼用回転骨切りロボットの開発に基づき、3D CT画像再構成技術を導入。3D骨再構成技術により、SpheriObotロボットは、寛骨臼球の骨切りの中心と理想的な作業境界を見つけることができます。高い位置決め精度を持つNDIカメラをシステムの技術的ナビゲーションとして使用し、上部コンピュータシステムがロボットの動作軌道を制御。最終的に、寛骨臼窩上の球状骨切り術は、わずか5mmの最小の厚さで実現できます。

LBR Medのセンサーにより完璧なロボット支援を実現

LBR Medは各軸にトルクセンサーを搭載しており、外科医がロボットを引く際にスムーズな感覚を得ることができます。さらに、骨切りの過程で振子鋸にかかる接線方向と法線方向の力を監視するのに最適です。そのため、外科医はの骨切り術の全過程を視覚化することができます。

ロボットシステムSpheriObotは、高い繰り返し精度と位置決め精度、NDIトラッキングシステムと3D CTインパクト再構成技術を採用。これにより最大偏差1°の回転精度と1mm未満の位置決め精度で、非常に正確に介入を行うことができます。


Acetabulaire, roterende osteotomierobot
寛骨臼回転骨切り術ロボット

ロボット支援寛骨臼回転骨切り術の未来に向けて

上海第六人民病院は、中国で初めて球状骨切り装置のプロトタイプを製作。海電気集団の研究開発、生産、マーケティングのリソースを活用し、システムの改良と改良を行い、業界の様々なテストに合格。最終的に市場に参入します。
同病院はこの製品が世界中で普及し、世界中の人々のためになり、医師の良き助けとなることを願っています。

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