ROSA机器人在神经外科手术中初步应用体会

刘元钦 李翠玲 张磊 赵传东 孙帅奇 孙希炎 张荣伟 李博

在神经外科疾病的诊治中，精准治疗已成为国内外专家的共识，目前应用较多的为神经导航系统与立体定向头架系统，但其各有缺点。ROSA机器人是新一代多功能手术机器人，被誉为神经外科医者手中的“达芬奇”机器人，不仅手术安全性好、精准度高、适应证广泛，而且可灵活设计手术入路[1-3]。山东省千佛山医院神经外科自2018年9月起引进省内首台ROSA机器人，开展ROSA机器人辅助下的神经外科手术，目前初步应用已完成各类手术14例，现报道如下。

一、资料与方法

1.一般资料：选取山东省千佛山医院神经外科自2018年9月至10月行ROSA机器人手术的患者14例，男性9例，女性5例，年龄范围25～70岁，年龄（41.2±10.2）岁。其中3例高血压脑出血患者均为基底节区出血，出血量约25 mL，术前GCS评分分别为8、10、11分，均合并不同程度肢体功能障碍；1例脑干出血患者为脑桥偏侧，出血量约5 mL，GCS评分6分；2例复发性胶质瘤患者，病理均示为胶质母细胞瘤，1例为颅内多发胶质母细胞瘤复发，1例为左颞叶原位复发，病程分别为3、9个月；3例脑深部海绵状血管瘤，分别位于顶叶及额叶，大小直径分别约为3.0、2.0、1.5 cm，均为癫痫发作起病；2例颅内深部病变患者，均为一侧胼胝体近脑室处占位，术前诊断不明确；2例脑积水患者，1例为脑外伤后继发脑积水，GCS评分9分，1例为脑动脉瘤栓塞后继发脑积水，GCS评分10分；1例帕金森病患者，双下肢不自主抖动病史8年余，口服美多巴效果差，帕金森病评定量表评分67分。

2.影像学检查：高血压脑出血、脑干出血、脑积水患者均在术中麻醉成功并固定头架后行颅脑CT检查；复发性胶质瘤、脑深部海绵状血管瘤及帕金森病患者术前先行薄层颅脑MR检查，术中麻醉成功后再行颅脑CT检查，并将颅脑MR与CT数据在ROSA机器人（Medtech公司，法国）自带系统中进行融合。

3.手术方法：不同病种采用的手术方法与手术体位不同，但均采用头架固定，尽可能预留多的手术操作空间及ROSA机器人操作空间，所有手术均采用ROSA机器人辅助。其中脑出血患者行钻孔引流术，均取仰卧位，设定穿刺通道穿刺点在中线额部旁开3 cm，靶点设定为血肿最大层面中心；脑干出血患者行穿刺引流术，将术前MR及CT数据导入ROSA计划系统融合并建立后颅窝穿刺针道；复发胶质母细胞瘤患者取仰卧位，术前设计4个穿刺通道共20个靶点进行射频热凝；深部海绵状血管瘤患者取仰卧位，采用直切口锁孔入路，面部激光注册并术中实时激光引导，定位精确；脑积水患者术前计划枕角穿刺至侧脑室额角；帕金森患者脑深部电刺激术(deep brain stimulation,DBS)，将术前MR及CT导入ROSA计划系统中，设计目标双侧STN靶点及穿刺通道，先在局麻下植入2根电极，微电极记录系统采集震颤信号长度约6 mm，记录STN电信号，刺激确认效果后，在全麻下连接导线并埋置刺激器。

二、结果

1.手术结果：所有病例均顺利完成ROSA机器人辅助手术。3例脑出血穿刺引流患者采用面部激光扫描注册，平均误差0.8 mm；1例脑干出血穿刺引流患者采用头皮Mark注册，误差1.0 mm；2例复发胶质瘤射频热凝术患者以及3例脑深部海绵状血管瘤切除患者采用面部激光扫描注册，平均误差0.7 mm；2例颅内病变活检患者与2例脑室腹腔分流术患者采用骨性Mark注册，平均误差0.3 mm；1例帕金森病DBS术患者采用骨性Mark注册，误差0.3 mm。本组14例患者术后均达到预期治疗效果，无严重并发症发生。

2.典型病例：不同疾病需选择不同的注册方式及手术入路方式。

典型病例1：左侧基底节区出血患者，GCS评分10分，术中全麻成功后行术中CT检查并进行头皮Mark注册，注册误差为1.2 mm，设计额部穿刺点及穿刺通道，可明确避开脑沟，术后CT示置管位置精确（图1）。术后带管3 d血肿引流理想，恢复2周后出院进一步康复治疗。

典型病例2：脑干出血患者，GCS评分8分，术中全麻成功后给予头架固定行术中CT检查并进行头皮Mark注册，注册误差为1.1 mm，设计后枕旁正中处穿刺点及穿刺通道，术后CT示置管位置精确（图2）。

典型病例3：帕金森病患者，术前行薄层颅脑MR检查，术中行CT检查并进行颅骨Mark注册，注册误差为0.3 mm，利用ROSA将MR及CT数据进行融合并设计双侧STN靶点穿刺通道，行DBS手术，术中测试临床效果满意，术后复查颅脑CT示电极位置满意（图3）。

典型病例4：左额海绵状血管瘤患者，术中全麻成功后给予头架固定行术中CT检查并进行面部注册，注册误差为0.7 mm，术中全程激光引导，设定纵行小切口5 cm，成骨窗3 cm×3 cm，打开硬膜后发现皮层无明显异常，通过激光导航以最小损伤深入探查全切病变（图4）。

图1 左侧基底节区出血患者采用ROSA机器人辅助穿刺引流术的影像资料；图2脑干出血患者采用ROSA机器人辅助穿刺引流术的影像资料；图3帕金森病患者采用ROSA机器人辅助脑深部电刺激术的影像资料；图4左额海绵状血管瘤患者采用ROSA机器人辅助脑深部病变切除手术的影像资料

三、讨论

ROSA是新一代多功能手术机器人，自诞生以来就受到神经外科医者的青睐，被誉为神经外科界的“达芬奇”手术机器人[4,5]。我院功能神经外科团队在前期应用Leksell头架完成帕金森病、脑出血及活检等立体定向手术数千例，已积累了较成熟的立体定向手术经验，自引进ROSA机器人以来，完成本组各类手术14例，结合初步应用，体会到ROSA机器人在神经外科手术中具有独到且先进的优势。

（一）ROSA机器人在各神经外科手术中的应用

ROSA具备4种注册和配准方式 （体表标记点注册、颅骨植入标记点注册、框架标记点注册、无标记点的激光自动注册），术中可根据手术对精度的需要选择合适的注册模式，这是ROSA辅助下能够提高手术安全性、降低感染发生率和并发症发生率的原因[6]。国外学者已经在多种疾病治疗中探索出各种疾病的最佳注册方式，例如在精度要求最高的帕金森病DBS手术及癫痫SEEG手术，应用颅骨Mark标记精度可达到0.3 mm以内，SEEG手术可借助ROSA机器人术前计划系统设定多个针道，在保证手术精准度的同时能够大幅度缩短手术时间，对脑出血、脑室-腹腔分流手术等对精度要求不高的手术可选用头皮Mark或面部注册，注册时间较短，可节约手术时间[7-9]。对于颅内活检手术，ROSA亦可最大程度地发挥其功能，借助ROSA强大的影像处理功能将患者多种影像资料（如MR、CTA等）进行高质量融合，形成三维图像，能够在冠状面、矢状面以及水平面3个方向取得中心靶点，直观的根据靶点核团或病变形态、周围血管走行等设计个性化手术入路，手术更为精确且安全[10,11]。相较于传统神经导航技术，ROSA无需导航所用的附加器械，术前准备更简单，术中操作更容易，提前设定好手术靶点和手术路径后，机械臂可自行定位和穿刺；相较于传统Leksell框架手术，ROSA术前准备更简化，无需安装弧弓和其他部件及人工计算，可自动按照术前计划进行手术，避免调整坐标的繁冗操作，极大地简化了术前、术中操作时间，同时切口暴露时间减少，感染几率降低[12-14]。

笔者团队在掌握ROSA的基本原理及操作流程后，短期内完成ROSA机器人辅助手术14例，包含7个病种及术式，根据患者自身症状采用了3种不同的注册模式，记录其靶点误差，所有患者均达到预期治疗效果，无严重并发症发生。本研究发现基底节区脑出血穿刺引流术对穿刺靶点精度要求不高，而脑干出血对其体位和穿刺点精度要求高，更适合ROSA机器人辅助穿刺；对于脑积水腹腔分流手术，使用ROSA机器人定位能够一次性精准穿刺到位，避免了经验穿刺所致的潜在风险；对于皮层下小病变，ROSA可完全替代神经导航的功能，并且可一次性处理颅内多个病灶，方便安全。在此基础上，本研究还开展了2例ROSA机器人辅助引导下针对复发胶质母细胞瘤的射频热凝手术，目前在国内外文献中鲜有报道，术后复查MR后证实治疗有效，但远期效果有待进一步加强，由此笔者认为类似于多发复发脑胶质瘤或颅内多发脑转移瘤患者，在家属知情同意下，射频热凝可作为一种终末期治疗方案。

（二）ROSA机器人的不足与展望

随着干细胞研究的发展，应用ROSA机器人辅助干细胞移植以及3D化疗等均有着较好的前景。国外已有学者应用ROSA机器人行脊柱手术，国内因注册模块等原因暂无此项工作开展。后期联合复合手术室及ROSA机器人进行颅脑及脊柱手术必将成为精准手术的趋势。ROSA机器人的手术系统也存在不足之处，首先其对于开颅手术等操作空间相对受限，需后期进行优化改进；其次虽然ROSA机器人操作相对容易，但对于缺乏立体定向手术经验的年轻医者，其原理及操作过程需要进行连续集中的培训及训练。ROSA机器人的根本是精密严谨，任何细节上的忽视都有可能造成不可估量的后果。

综上所述，ROSA手术机器人真正实现了“半自动启动，全自动治疗”的机器人手术属性，实践了“精准医学”及“精准神经外科”理念[15]。今后团队将继续拓展ROSA机器人相关手术，相信随着科学技术的进步，机器人外科手术系统也将不断改进，其应用的广度和深度必将得到不断拓展。