美国研究显示机器人辅助与增强现实脊柱手术均具高精度和安全性

美国特殊外科医院（HSS）的研究团队近期在脊柱手术领域取得了重要进展，他们对两种新兴技术——机器人辅助导航（RAN）与增强现实（AR）进行了深入比较。这项研究旨在评估这两种技术在椎弓根螺钉植入过程中的表现，结果表明，无论是采用机器人还是增强现实技术，都能显著提高手术的精确度和安全性，为患者带来更好的治疗效果。

椎弓根螺钉是一种用于稳定脊柱结构的关键装置，在许多复杂的脊柱手术中扮演着不可或缺的角色。传统上，医生依靠自己的经验和手感来定位这些螺钉的位置，但这种方法存在一定的局限性，尤其是在面对复杂或不规则解剖结构时。相比之下，机器人辅助导航和增强现实技术通过提供更加直观、精准的操作指导，极大地降低了手术风险。

研究人员选择了212名需要进行腰椎或骶骨区域手术的成人患者作为研究对象，共植入了1,211枚椎弓根螺钉。其中一部分案例使用了机器人系统完成，而另一部分则借助于增强现实设备。值得注意的是，所有参与实验的外科医生都是该领域的资深专家，这保证了数据收集的一致性和可靠性。

术后分析显示，无论是通过机器人引导还是增强现实支持下放置的螺钉，其位置准确率都非常高。具体来说，几乎所有的螺钉都被正确地固定在预定位置附近，只有极少数偏离了理想轨迹不超过2毫米。这一发现证明了现代科技对于改善医疗服务质量的巨大潜力。

背后的科学原理

• 3D成像技术：无论是RAN还是AR系统，都依赖于高质量的三维图像重建技术。术前获取的CT扫描数据被用来创建患者脊柱的详细模型，从而让医生能够在虚拟环境中预演整个操作流程。
• 实时反馈机制：在实际手术过程中，机器人手臂能够根据事先设定好的路径自动调整方向，同时给予操作者即时反馈；而佩戴AR眼镜的外科医生则可以看到叠加在其视野内的数字信息，帮助他们更准确地判断器械相对于目标区域的确切位置。
• 减少辐射暴露：传统方法往往需要频繁使用X射线以确认螺钉是否正确安装，但这会增加患者及医护人员接受辐射的风险。新技术的应用大大减少了此类需求，提高了整体的安全性。

相关知识扩展

什么是椎弓根？

椎弓根是连接椎体前后部分的一个坚固骨骼结构，它围绕着脊髓形成一个保护性的通道。在脊柱手术中，将螺钉穿过椎弓根固定到椎体内可以有效支撑并稳定受损或退变的脊柱节段。

增强现实在医学上的应用

除了脊柱手术外，增强现实技术也被广泛应用于其他多种类型的外科手术中，如神经外科、心脏外科等。它不仅有助于提高手术精度，还能缩短手术时间，减轻患者痛苦，并促进术后恢复。