手术机器人可以使根治性前列腺切除术更安全、侵袭更小

手术机器人可以使根治性前列腺切除术更安全、侵袭更小
罗伯特·韦伯斯特三世(左)和杜克·哈勒尔。信贷:VUMC

范德比尔特外科与工程研究所(Vanderbilt Institute for Surgery and Engineering)的研究人员开发出了一种微型机器人,它可能会给治疗前列腺癌的外科手术带来革命性的改变。在美国,每9名男性中就有1人患有前列腺癌。利用一个逼真的模型,该团队演示了手术机器人不仅可以通过尿道切除前列腺和组织,还可以完成膀胱与尿道缝合这一困难的步骤。

这篇文章描述了他们的研究,“经尿道根治性前列腺切除术后经尿道吻合术:同心管机器人腔内缝合的幻影研究”发表在杂志上电机和电子工程师协会

典型的根治性前列腺切除术需要切开腹部才能到达前列腺。切割和暴露健康的组织和神经会导致一些接受手术的患者失禁和勃起功能障碍。目前没有替代的内窥镜切除技术,因为没有可用的工具,允许手术的灵活性在如此小的规模。

罗伯特·韦伯斯特,理查德·a·施罗德机械工程教授和医学和泌尿学副教授,在他的职业生涯中开发了同心管机器人,使通过内窥镜实现这种灵巧性成为可能。他和泌尿学、生物医学和机械工程教授杜克·赫雷尔(Duke Herrell)开发了一种手术机器人平台,它有两个手臂,由可伸缩的针状管制成,并通过软件控制技术进行操作。

在2005年发明之后,Webster和现在的Herrell,以及范德比尔特大学的研究团队,包括泌尿学助理教授Nick Kavoussi,研究生Dominick Ropella,博士后Ernar Amanov和同事Naren Nimmaggada,进一步开发了原型机器人成为一个可用的工具它的直径不到一英寸。

手术机器人可以使根治性前列腺切除术更安全、侵袭更小
(A)针臂首先穿过尿道和膀胱,然后(B)用篮子抓住缝线,然后(C)将缝线穿过膀胱,然后穿过尿道壁。在此之后,(D)操作臂抓住缝线并将其送回膀胱,为下一次缝线做准备。(E)从内窥镜的角度看最后的吻合。资料来源:韦伯斯特、赫雷尔等

韦伯斯特说:“我们一直试图解决的最大挑战是尿道的大小。”韦伯斯特也是医学工程与发现实验室VISE的附属教员。“在这么大的区域进行缝纫是一项非常具有技术挑战性的工作。我们的研究规模非常小,没有其他仪器能可靠地完成这一过程。”

通过尿道切除前列腺后,外科医生可以操纵同心管机器人将尿道精确缝合到膀胱颈部。吻合术是最具挑战性的步骤之一,对泌尿功能的恢复至关重要。Herrell和Webster还怀疑,保持周围结构完整,包括支持韧带和性功能的神经,以更少的创伤和牵引,将减少手术并发症的发生率。

在手术过程中,一个坚硬的内窥镜将两个同心管操纵臂带到尿道。一旦送出,针臂就穿透组织并拉出缝合线。第二臂抓住缝合线并将其带回膀胱。韦伯斯特同时也是电气工程、神经外科和耳鼻喉头颈外科教授,他解释说,手术的吻合部分只需缝七到八针就可以完成。

对于这项技术的发展,韦伯斯特说:“正是外科医生和VISE的工程师之间的意外互动,让我们的工作发生了翻天覆地的变化。”这个想法来源于Herrell,他想知道如果把他使用的激光加到我们的机器人设备上,然后把仪器缩小到符合标准内窥镜的外形,会发生什么。VISE促进了许多头脑风暴互动,这是变革新想法的种子。”

在未来,MEDLab将继续实验该程序及其对缝合体内其他微小区域的适用性。


进一步探索

手持机器人指的是侵入性更小的前列腺手术

更多信息:Ernar Amanov等人。经尿道前列腺根治术后经尿道吻合术:同心管机器人腔内缝合的幻影研究,IEEE医学机器人和仿生学汇刊(2020)。DOI: 10.1109 / TMRB.2020.3034735
引用手术机器人可以使根治性前列腺切除术更安全、侵袭更小(2021年2月11日)
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