《PLOS One》：The impact of robot-assisted frameless brain biopsy on performance differences between junior and senior neurosurgeons
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目的：无框架立体定向脑活检是一种标准化且常规进行的神经外科手术，在学术医疗中心常由住院医师在监督下实施。机器人辅助（RA）引导已被引入，以标准化工作流程并减少操作者依赖性变异。本研究探讨与手动无框架系统（MFS）相比，RA无框架活检能否缩小住院医师与主治神经外
目的：无框架立体定向脑活检是一种标准化且常规进行的神经外科手术，在学术医疗中心常由住院医师在监督下实施。机器人辅助（RA）引导已被引入，以标准化工作流程并减少操作者依赖性变异。本研究探讨与手动无框架系统（MFS）相比，RA无框架活检能否缩小住院医师与主治神经外科医生之间与经验相关的表现差异。方法：研究人员进行了一项回顾性、非随机队列研究，纳入2021年至2025年间在某三级学术医疗中心接受RA无框架立体定向脑活检的连续颅内病变患者。结局指标包括围手术期并发症、诊断阳性率和手术时间，并按外科医生经验水平（住院医师 vs. 主治医师）进行分层分析。结果与使用MFS操作的队列进行比较。结果：共分析98例手术（RA 49例，MFS 49例）。在整个队列中，RA组的总手术时间长于MFS组（115.6±34.1 min vs. 97.9±27.2 min；p=0.0036），主要归因于更长的准备时间。两组间的诊断阳性率和并发症发生率相当。重要的是，亚组分析显示，使用RA的住院医师在手术时间、诊断阳性率和并发症发生率方面达到与主治医师相当的水平。在MFS队列中，住院医师与主治医师的总手术时间无显著差异。结论：与MFS相比，RA辅助活检具有相当的诊断准确性和安全性。机器人辅助与住院医师和主治医师之间手术效率观察差异的缩小相关，提示其在神经外科培训中可能具有弥合经验相关表现差异的作用。
论文解读：机器人辅助无框架脑活检对经验相关表现差异的影响
一、研究背景与问题提出
颅内实质病变常因影像学表现不典型而面临诊断挑战，尤其当病变位于功能区或深部时，开放手术切除并非首选治疗方案。立体定向活检是获得组织病理学诊断的金标准。无框架立体定向系统因无需安装刚性头架、患者舒适度更高及术中工作流程更灵活而得到广泛应用。Varioguide?系统即代表一种手动无框架系统（MFS），基于术前影像对手术器械进行实时追踪。近年来，机器人辅助（RA）技术逐渐融入神经外科工作流程，通过自动化轨迹对准和减少操作者依赖性变异，有望提高立体定向手术的一致性和可重复性。然而，机器人引导也引入了系统设置与校准等额外步骤，可能暂时抵消手术效率方面的潜在获益。因此，机器人辅助的理论优势能否在常规临床实践中转化为有意义的临床优势仍不明确。以往研究已证实机器人辅助相比传统立体定向技术具有更高的靶点精度和更低的定位误差，但关于工作流程效率、诊断性能以及外科医生经验影响方面的证据仍有限。Cirq?系统（Brainlab，慕尼黑，德国）是一种模块化机械臂，用于增强颅脑手术中的稳定性和精度，提供被动、桌面安装的导航器械引导，主要应用于立体定向干预中的钻头稳定和轨迹维持。该系统被设计为辅助对准装置而非全自主机器人，轨迹对准后的活检针推进等步骤仍完全由手动完成。在学术神经外科中心，立体定向脑活检常由住院医师在主治医师监督下进行。因此，引导系统的可靠性、可重复性和人体工学设计对患者安全及结构化手术培训均至关重要。本研究的主要目的是比较机器人Cirq?平台与已建立的手动无框架Varioguide?系统在手术工作流程、诊断阳性率和安全性方面的差异，并特别探讨机器人辅助能否缩小住院医师与主治神经外科医生之间与经验相关的表现差异，从而支持标准化手术表现和神经外科培训。
二、研究设计与方法概要
研究人员开展了一项回顾性、非随机队列研究，纳入2021年2月1日至2025年1月10日期间在同一高容量神经外科中心接受立体定向活检的连续颅内病变患者，病变性质包括疑似肿瘤、脓肿或炎性过程。排除接受框架活检或关键数据缺失的病例。根据使用的活检系统将患者分为MFS组或RA组，分析单位是单个活检手术。为建立时间可比性，按1:1方式选取RA病例及紧邻其前的MFS病例。最终每组纳入49例。主要结局指标为安全性和手术时间及诊断阳性率，并按外科医生经验水平分层。手术时间细分为三个工作流程区间：入室至体位结束、体位结束至切皮、切皮至缝合。安全评估依据围手术期并发症发生率。统计方法包括描述性统计、正态性检验、t检验或Mann-Whitney U检验、Fisher精确检验，并使用广义线性模型评估系统类型与经验水平的交互作用。研究经当地伦理委员会批准（慕尼黑工业大学伦理委员会，编号200/21 S）。
三、主要研究结果
（一）患者队列与基线特征
研究期间共有91例患者接受98次无框架立体定向脑活检，最终纳入98例手术。RA组平均年龄61岁，MFS组59岁，性别分布组间无显著差异。病变位于额叶的比例最高（RA组39.3%，MFS组43.1%）。病变功能区和活检轨迹长度在两组间平衡，提示基线病例复杂度具有可比性。
（二）机器人系统与手动系统的总体比较
RA组平均总手术时间显著长于MFS组（115.6±34.1 min vs. 97.9±27.1 min，p=0.0036），主要差异来自入室至体位结束阶段（RA组中位数31.0 min vs. MFS组13.0 min，p<0.0001）；而体位结束至切皮和切皮至缝合时间无组间差异。两组诊断阳性率均为91.8%，放射学与组织学诊断一致率为81.4%，无显著差异。围手术期并发症发生率分别为RA组18.4%、MFS组24.5%（p=0.62），术后出血发生率分别为6例和5例。总体而言，RA在诊断准确性和安全性上与MFS相当。
（三）外科医生经验对手术效率、诊断阳性率和安全性的影响
当按外科医生经验分层时，RA组住院医师的表现变异性低于MFS组：住院医师总手术时间的变异系数从MFS组的28.1%降至RA组的23.3%，切皮至缝合时间变异系数从69.0%降至34.9%。在RA组中，住院医师的平均总手术时间显著短于主治医师（108.2±25.2 min vs. 132.3±45.3 min，p=0.0208），切皮至缝合时间同样较短（17.97±6.3 min vs. 30.0±18.5 min，p=0.0043）。而MFS组内部，住院医师与主治医师在总手术时间及切皮至缝合时间上的差异均无统计学显著性。广义线性模型显示，系统与经验的交互项对体位结束至切皮（p=0.030）、切皮至缝合（p=0.018）及总手术时间（p=0.003）有显著影响，提示机器人辅助对手术时间的影响可能取决于术者经验。诊断阳性率方面，RA组住院医师为97.1%（33/34）、主治医师为80.0%（12/15）；MFS组相应为96.7%（29/30）和84.2%（16/19），差异均无统计学意义。并发症发生率在不同经验水平间亦无显著差异。
四、讨论与结论总结
本研究表明，使用Cirq?系统的机器人辅助无框架活检在诊断准确性、安全性和手术表现方面与手动系统相当，且在住院医师群体中显示出更稳定的手术效率。机器人辅助通过自动化轨迹对准和稳定活检路径，减少了依赖经验的手动步骤，从而缩小了初级与高级外科医生之间的表现差距。这种标准化效应在学术医疗环境中具有重要意义，支持机器人系统作为培训辅助工具。然而，研究存在若干局限性，包括回顾性设计、样本量有限、非随机分组、未记录客观立体定向精度参数，以及系统引入期间的学习曲线影响等。这些因素可能部分解释了RA组更长的准备时间，且潜在的混杂因素无法完全排除。未来需开展前瞻性、大样本研究，以验证机器人辅助能否持续改善手术效率、学习曲线及神经外科培训效果。综上，本研究表明机器人辅助无框架活检安全、可行且有效，其诊断阳性率和并发症发生率与手动系统相当，并可能通过减少经验相关差异来促进手术标准化，但尚需更高级别的证据支持其在临床实践中的常规应用。
