《Frontiers in Oncology》:Accuracy and clinical utility of the compact micro-robot: a retrospective study of 95 cases
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背景:用于立体定向神经外科的机器人平台发展迅速,但紧凑型系统尚未在大型队列中得到临床验证。目的:评估紧凑型微型机器人(Q300,1.5 kg,三维结构光注册)在多种立体定向手术中的靶点准确性和安全性,并将其性能与已建立平台的已发表数据进行对比。方法:研究人员回
背景:用于立体定向神经外科的机器人平台发展迅速,但紧凑型系统尚未在大型队列中得到临床验证。目的:评估紧凑型微型机器人(Q300,1.5 kg,三维结构光注册)在多种立体定向手术中的靶点准确性和安全性,并将其性能与已建立平台的已发表数据进行对比。方法:研究人员回顾性分析了北京天坛医院2022年10月至2024年8月期间连续收治的95例接受Q300引导神经外科手术的患者。手术包括脑活检(n=57)、脑室腹腔分流(n=17)、脑脊液分流手术(n=17)和导管引流(n=4)。主要结局指标为靶点误差(targeting error,TE),定义为术后CT融合图像上计划靶点与实际靶点之间的欧几里得距离。入口误差(entry error,EE)定义为颅骨表面计划入口点与实际入口点之间的欧几里得距离。次要结局指标包括诊断性获取率、并发症发生率和手术时间。结果:平均EE为0.92±0.47 mm(中位数0.85,IQR 0.55-1.20),平均TE为0.95±0.56 mm(中位数0.88,IQR 0.56-1.22)。所有57例活检均获得明确组织病理学诊断(100%诊断性组织获取率)。并发症发生率为6.3%(6/95),包括3例保守处理的出血和3例颞角分流术后感染。无死亡或永久性神经功能缺损发生。95例手术的平均手术时间为73.8±31.1分钟(范围17-240)。结论:紧凑型微型机器人在95例手术中实现了亚毫米级中位数准确度、100%诊断性组织获取和高效的手术时间。其轻量化设计和快速注册提供了实用的工作流程优势。颞角分流术中的感染率(3/10)需要进一步研究。
立体定向神经外科手术中,靶点精度是决定手术成功与安全的核心要素。传统框架式立体定向系统虽达到1.0–2.0 mm的靶点误差,但术前准备时间长、清醒患者不适感强,且术中灵活性受限。机器人辅助立体定向系统逐步发展,大型移动基座平台如ROSA、Remebot等虽提供广泛工作范围,但占用手术室空间且需额外定位步骤。紧凑型微型机器人系统将引导单元贴近患者头部固定,有望减少空间干扰并简化流程,然而其临床验证数据仍较有限。Q300(Sinovation,北京)是一款仅重1.5 kg的紧凑型微型机器人,采用三维结构光扫描实现无标记注册,可自动对准计划入口点。本研究旨在评估Q300在95例连续立体定向手术中的靶点准确性与安全性,涵盖脑活检、脑脊液分流(脑室腹腔分流、颞角分流、囊肿分流)及导管引流等术式。该研究发表在《Frontiers in Oncology》上,填补了紧凑型机器人系统在大型队列中的临床证据空白。
研究人员为开展研究主要运用了以下关键技术与方法:样本队列来源于北京天坛医院2022年10月至2024年8月间连续收治的95例患者。核心技术包括:Q300微型机器人(1.5 kg,集成三维结构光扫描实现无标记注册);术前薄层MRI(3D T1,1.0 mm)和/或CT(1.0 mm)采集,于导航工作站(Sinovation)融合并规划轨迹;术后24小时内获得CT(1.0 mm),与术前计划融合后,由两名神经外科医师盲法测量靶点误差(targeting error,TE)和入口误差(entry error,EE),分别定义为计划靶点与实际靶点、计划入口点与实际入口点之间的欧几里得距离。次要结局包括诊断性组织获取率、并发症发生率(按Clavien-Dindo系统分类)及手术时间(自皮肤切开至缝合)。
**Patient characteristics**:研究共纳入95例患者(男53例,女42例;平均年龄54.3±14.1岁)。手术类型包括脑活检(n=57,60.0%;其中2例联合Ommaya囊植入)、脑室腹腔分流(n=17,17.9%)、颞角分流(n=10,10.5%)、囊肿分流(n=6,6.3%)、脓肿引流(n=3,3.2%)、血肿引流(n=1,1.1%)及额角分流(n=1,1.1%)。活检病理诊断包括原发性中枢神经系统淋巴瘤(n=28,49.1%)、胶质母细胞瘤IDH-野生型(n=16,28.1%)等,通过回顾性病例分析得出。
**Targeting accuracy**:Q300的平均EE为0.92±0.47 mm(中位数0.85,IQR 0.55–1.20,95% CI 0.82–1.02),平均TE为0.95±0.56 mm(中位数0.88,IQR 0.56–1.22,95% CI 0.84–1.06)。TE<1.0 mm的比例为62.1%(59/95),TE<2.0 mm的比例为94.7%(90/95)。所有57例活检均获得明确组织病理学诊断(100%诊断性组织获取率),通过术后CT融合测量和病理验证得出。
**Operative time and complications**:平均手术时间73.8±31.1分钟(范围17–240),平均住院时间4.5±3.6天(范围1–30)。不同术式的手术时间差异显著(P<0.001):脑活检66.3±24.1分钟,脑室腹腔分流98.5±43.3分钟,颞角分流89.1±24.2分钟,囊肿分流61.3±19.9分钟等。总并发症发生率6.3%(6/95):3例脑活检后出血(5.3%),均保守处理;3例颞角分流后感染(30%,3/10),需抗生素治疗,其中1例需更换导管。无死亡或永久性神经功能缺损发生,通过手术记录和随访数据得出。
在讨论部分,研究人员将Q300的TE与已发表平台数据进行了描述性比较:Q300(0.95 mm)与SR1-3D(0.92 mm)、SINO(1.10 mm)、Remebot(1.13 mm)及框架式系统(Anke,1.30 mm)相当,均处于亚毫米级或近毫米级范围。Q300的1.5 kg定位单元刚性固定于Mayfield头架,结合三维结构光注册,可能有助于术中快速定位。平均手术时间73.8分钟提供了工作流程效率数据。值得注意的是,颞角分流感染率高达30%(3/10),远超典型分流感染率(7.2%),可能与导管留置时间及样本量小有关,需进一步研究。研究局限性包括:单中心回顾性设计、未纳入SEEG或DBS病例、导管插入亚组样本量小、术前功能状态未系统记录,以及未评估学习曲线。研究结论翻译如下:紧凑型微型机器人在95例立体定向手术中实现了亚毫米级中位数靶点误差(0.88 mm),活检诊断性组织获取率100%,平均手术时间高效(73.8分钟)。其精度与已建立机器人平台相当。颞角分流感染率(3/10例)需在更大队列中进一步研究。紧凑型设计及无标记注册提供了独特的工作流程优势。