神外前沿讯,慢性意识障碍(DOC)即俗称的“植物人”,据不完全统计和估计,我国目前“植物人”存活大概20-30万人左右,每年新增患者至少10-15万人。传统的治疗方法如药物、高压氧、康复理疗、感官及环境刺激等均效果欠佳。
年,《Nature》报道1例DOC患者行中央丘脑的脑深部电刺激(DBS)治疗,使其重新恢复意识。目前,国内多家医疗机构已开展DBS治疗DOC的尝试,并且取得了积极的进展。
作为全国最重要的神经外科中心之一,华中科技大学同医院神经外科由裘法祖院士和蒋先惠教授于年正式创立,现任科主任雷霆教授(学科建设报道),医疗副主任舒凯教授高度重视以人工智能机器人为亮点的神经调控技术,指导功能神经外科蓬勃发展。其中,蒋伟主任团队的DBS手术量在整个华中地区处在领先地位。
近日,蒋伟主任在该院光谷院区为一例植物人促醒的患者行机器人辅助下的中央丘脑DBS手术,电极植入精度均在0.15mm以内。这是湖北乃至国内首例Sinovation机器人辅助DBS的植物人促醒手术。
医院自引入手术机器人以来已常规开展大量活检、立体定向脑电图(SEEG)、定向血肿抽吸、辅助DBS手术等,为本次DBS治疗植物人促醒手术的开展积累了丰富的理论和实践经验。
术者访谈神外前沿:您目前开展机器人辅助手术,比较常用的是哪些病种和术式呢?
蒋伟:我们科里机器人辅助技术常用于立体定向脑电图(SEEG)、血肿抽吸、辅助DBS手术,等等。病种覆盖比较全面,基本上手术机器人前期临床验证需要的一些病种工作,我们都在开展。
神外前沿:您DBS手术其实做了很多,但用机器人辅助DBS手术比例不是很高,主要是因为其操作比较繁琐吗?
蒋伟:最近这几年因为技术进步,设备不断改良,精度也在逐步突破,同时适应症也拓宽了。目前还很难大规模地开展,毕竟还存在一定的壁垒。
神外前沿:您最近用机器人辅助DBS做促醒手术,目前是湖北或国内首例吗?
蒋伟:我们从数据和报道上看到,好医院用机器人辅助完成DBS促醒手术。
神外前沿:本次促醒手术刺激哪个核团?
蒋伟:常规的,DBS治疗靶点为中央丘脑CM-Pf,双侧。
神外前沿:您最近开展的机器人辅助DBS治疗植物人促醒手术,和辅助DBS治疗其它手术案例相比,有什么新的发现和心得吗?
蒋伟:我感觉,一方面手术操作从纯手动、有框架时代,进入没有框架的时代,这是科技化的进步;另外现在手术机器人已经逐渐成熟,应用起来得心应手,可以充当医生有益助手或者是高效的工具角色,不再像最开始主要是技术验证性的操作。
神外前沿:您说验证性的操作是开始不放心,还要用头架来再验证一下吗?现在您觉得,在什么场景下可以直接独立用手术机器人就可以了呢?
蒋伟:立体定向学界有个传统,其实欧洲学者起初不太接受无框架系统,他们始终认为框架Leksell精度最高也是最稳定的。但这几年科技发展真是突飞猛进了,已经打破这些传统认知,从我们目前操作的病例,结合术后的融合反馈的结果来看,机器人辅助已经达到非常精准的地步,误差微小并不输立定定向框架系统,还是非常激动人心的。
神外前沿:对比头架,手术机器人是不是在影像融合上做得更好一些呢?
蒋伟:手术机器人提供了多模态的、可接触、可变换的平台,以后还能把更多的序列、显影都放在一起融合。传统意义上,立体定向框架系统也可以实现这个功能。框架代表着工业化的机械精度,以后就是机械精度与人工智能可能涉及到的智能化软件精度的相互碰撞发展,现在很难下判断,我对此类技术的未来抱有积极期待。
神外前沿:现在开展手术机器人的科室越来越多了,您在使用过程中有什么经验可以和大家分享呢?
蒋伟:目前运用这种类人工智能的机器人,因机械臂和多模态平台的存在,在使用时需要特别注意手术操作规范,千万不要因为是高度智能化的产品就掉以轻心,在临床操作上稍微大意就会出大问题,一定需要医生去监工,调教,监视每一个环节。术中感到漂移或晃动需要进行再次注册,这就要求对整套系统的使用,团队人员都要很熟练,医疗团队、工程人员、巡回和洗手护士等都要严守本位,不能出现人为的操作偏差以及手术机器人系统的失误。
手术机器人目前存在的问题是还不能真正实现高度的智能化,一键无忧是做不到的,还是需要程序化的严谨验证和校对过程。
神外前沿:您怎样看待机器人辅助手术未来趋势?
蒋伟:我觉得,现在机器人发展其实到了一个平台期,机械臂和光学技术等发展瓶颈也在制约机器人的发展。未来的研究方向我想主要会集中在技术的不断创新以及医工的不断深入融合等方面。总体来看,手术机器人领域应该是智能医学和神经调控领域有可能产生突破的一个领域。
我们科室目前也在牵头做手术机器人的临床研发工作,有很多的问题还需要在临床上得到进一步的验证,才能够进一步往前推进。
机器人辅助定位视频病例资料一般情况:患者,女,38岁,因“脑出血术后5月”入院,患者5月前因“小脑出血”于外院行小脑血肿清除+去骨瓣减压+气管切开术,术后患者病情稳定后神智恢复缓慢,持续睁眼昏迷,1月后行因“脑积水”行脑室腹腔分流术,术后行康复治疗3月未见明显意识改善,后来医院要求行电极植入促醒术。
入院查体:神智昏迷,左侧瞳孔2mm,对光反射迟钝,右侧眼睑缝合,瞳孔不能观察,GCS4分E2V1M1,中国持续植物状态量表评分1分(微小植物状态),昏迷恢复量表CRS-R评分2分,气管切开,双肺可闻及少许痰鸣音,腹软,无压痛及反跳痛,双侧下肢肌力0级,肌张力增高,折刀样反应,双侧上肢肌力0级,肌张力增高。
诊断:微小植物状态
入院相关检查:心电图正常,肺部CT提示:双侧胸腔积液,双肺膨胀不全伴少许感染。
术前头部CT提示:小脑密度减低
术前MRI平扫:
术前做影像融合及手术计划,然后选择靶点为:中央丘脑(centralthalamus,CT);术中,华科机器人根据已注册标识精准定位穿刺点及控制穿刺深度。
术后随访:患者术后第二天即脱离呼吸机,术后三天开机,程控电压,频率术后一月随访,GCS评分5分E3V2M2患者持续植物状态量表评分2分,患者左侧眼球可追寻声音刺激运动,四肢肌张力较术前明显下降,下肢折刀样反应消失,复查MRI如下:电极与术前靶点重合度高,定位精准。
机器人辅助演示向上滑动阅览1.术前注册定位
2.术中打靶验证
3.切开头皮定位穿刺点
4.再次打靶验证
5.术中再次注册确认精度
6.机器人引导下精准植入电极
7.DBS电极固定
8.同样步骤完成对侧电极植入
本期术者简介蒋伟,留德医学博士,博士后。华中科技大学同医院神经外科副教授、副主任医师、硕士研究生导师,兼武汉科技医院神经外科主任。世界神经调控协会(INS)会员、中华医学会功能神经外科学组委员、中国神经调控联盟理事、中国医师协会神经调控专业委员会青年委员、医院学会神经再生与修复专业委员会,颅神经疾患诊疗学组委员、湖北省神经调控协会常务理事、武汉市功能神经外科学组副组长,武汉市中青年医学骨干人才。致力于微创和神经功能保护理念,参与神经外科手术数千例,能独立完成各类复杂神经外科手术,具有丰富的临床经验。完成了大量胶质瘤、脑膜瘤、脊髓肿瘤的显微手术,特别擅长帕金森病、特发性震颤、肌张力障碍、梅杰综合征的DBS手术和三叉神经痛、面肌痉挛的MVD手术以及植物人促苏醒SCS手术。其中个人完成帕金森等DBS手术数百例,保持了高水准的手术操作和优质的术后效果,华中地区领先。曾在德国弗莱堡大学进行基础研究及临床工作,在美国华盛顿大学圣路易斯医学院Barnes-Jewish医院学习手术技术及术中神经功能保护策略,长期奋战在临床一线,医院临床突出贡献奖获得者。承担研究生及留学生临床教学任务,屡获华中科技大学教学质量奖,主持国家自然科学基金项目,留学归国人员科研基金项目,中国博士后特别基金项目,湖北省自然科学基金项目,Robert-Bosch德-中学桥科学交流基金项目,等。在CellTransplantation、JournalofNeuroscienceResearch等国际著名神经科学期刊发表SCI论文十余篇,JournalofClinicNeurologyandNeurosurgery等杂志审稿专家,参编学科专著《神经外科疾病诊疗指南》、《神经重症学》、《神经调控技术与应用》、《颅脑损伤》、《癫痫外科学》、《小儿神经外科学》、《小儿癫痫外科学》等。
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