登顶 | 天坛医院完成首台国产机器人辅助 DBS 手术,CCTV-1 全程见证

 

昨日,在北京天坛医院功能神经外科主任张建国教授的带领下,“睿米”完成了首例国产机器人辅助的双侧 DBS 植入手术。作为国内目前唯一获得 CFDA 三类医疗器械许可证的国产神经外科手术机器人,“睿米”的定位精度实现了活检、SEEG、DBS 三级跳,迈向行业至高点。CCTV-1《机智过人》栏目见证了手术实施的全过程。

alt text手术过程中张建国主任借助“睿米”植入电极

DBS 又称脑起搏器植入术,借助植入颅内特定神经核团的电极释放高频电刺激,抑制因多巴胺能神经元减少而过度兴奋的神经元的电冲动,降低其过度兴奋的状态。目前 DBS 主要应用于帕金森病、肌张力障碍、特发性震颤等疾病,也有前沿研究尝试将其应用于癫痫、阿兹海默症等疾病。

DBS 手术常用的核团(如 STN 核)只有花生仁大小,医生需要在不开颅的情况下将 DBS 电极沿核团的长轴植入,让4个触点尽可能多被核团包裹。任何角度或距离上的偏差都会影响植入的效果,进而影响治疗结果。因此,DBS 定位误差允许范围在亚毫米级别,是整个功能神经外科定位精度要求最高的手术。

alt textDBS 手术原理示意图

立体定向框架发展至今100多年,中国仅有一百余位专家可以熟练利用该工具顺利完成 DBS 手术,其难度可见一斑。而手术机器人作为新兴工具,能否辅助医生完成 DBS 手术也成了业内衡量其技术水平的关键甚至唯一标准。

今年5月,“睿米”技术人员在天坛医院专家的配合下完成了数例动物实验,术后恒河猴症状得到显著改善,影像结果比对后证明定位精度达到手术要求。随后团队在实验室进行多次模拟实验,确保手术顺利进行。

alt text“睿米”完成动物实验

完成充足的准备后,手术于昨日实施。这是一位青年帕金森病患者,十九岁发病,二十年病史,药效持续时间短,发作时双侧震颤显著。上午9点34分,患者在医护人员陪同下完成医学影像扫描,进入手术室。张建国教授开始制定手术规划,随后由助手完成机器人摆位、消毒、铺单,手术准备有条不紊。

alt text张建国主任制定手术规划

10点03分,手术准备就绪,开始注册。手术机器人的注册原理与 GPS 系统类似,通过光学跟踪定位仪识别标志物,将医学影像、机器人和患者纳入同一坐标系,这个环节是精准定位的基础,也会直接影响定位的精度和手术的效果。

随着机器人走位完成,医生将监测电极安装在微推装置上,每进入 0.5mm 检测一次患者电生理信号。突然,主任看着屏幕上信号图形变化说道:“来了。”此时电极已经监测到患者震颤节律,继续沿通道前进,直至震颤节律消失,有效长度 6.5mm。主任坦言:“这次机器人定位很准,一般手术的有效长度是 4-5mm。”

alt text检测电极植入后观察节律

随后,医生小心翼翼拿出监测电极,将 DBS 电极沿同一通道植入并开启测试电流,调整参数。此时,患者对侧的症状消失,双手震颤的差异对比明显。这证明靶点选择和机器人的定位精度均非常理想。

alt text术中检测患者震颤改善情况

植入另一侧电极时则不得不面临一个挑战:由于手术为局部麻醉,患者的持续震颤以及植入第一根电极时的测试动作都会导致空间位置发生相对位移。此时,借助“睿米”的自动化二次注册,可最大限度降低手术误差。

二次注册后,机械臂顺利定位,植入电极后接通电流,证实对侧手术有效植入长度达到 5.5mm,症状改善同样也达到理想的效果。这表明睿米机器人不仅定位精准,而且可以应对手术中的特殊情况,迅速定位患者位置,保证手术顺利完成。这一点对 DBS 以及 SEEG 等多通道手术非常重要。

值得一提的是,本次手术由《机智过人》栏目全程见证,并将结合演播厅的精彩互动,登陆 CCTV-1 八月中旬周六晚黄金档,敬请期待。《机智过人》节目第一季以人机大战的方式向观众展示了人工智能在各个领域的非凡成绩,播出后在国内外引起巨大反响,累计观看人次过亿。第二季将聚焦人工智能技术的落地和应用,“睿米”作为国内首款获得 CFDA 认证的神经外科手术机器人,获得了节目组的青睐。

alt text《机智过人》演播厅现场

回顾整个手术过程,机器人的定位虽然只有短短几秒,背后却凝聚了整个团队的努力和心血,也是国产手术机器人向功能神外之巅的一次挑战性攀登。山不厌高,我们希望睿米能在专家的支持和团队的努力下越走越远,并逐步拓宽到更多领域,造福更多患者。