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学术前沿

权威杂志2018年DBS专刊中的中国研究成果

发表者:陶英群 人已读

这是一篇发表在《Neurosurgical Focus》杂志上的“应用矫正注册法提高ROSA辅助DBS手术的精准度”的文章,由我及我的团队共同完成,该杂志在本年度全球范围内只接受了一篇与帕金森等疾病DBS手术技术相关的文章。注册模式和方法的精度是机器人手术识别大脑的关键,临床实践证明是导致手术误差的主要因素之一。我们团队第一次提出来的注册方式的改变,明显提高了手术精度,比目前欧美应用ROSA传统注册方法辅助DBS手术明显提高了近0.5mm,明显改善了患者疗效,具体研究如下欢迎大家阅读。北部战区总医院(原沈阳军区总医院)神经外科陶英群

Feng Xu#, Hai Jin#, Xingwang Yang, Xiao Sun, Yu Wang, Mengting Xu, and Yingqun Tao*. Improved accuracy using a modified registration method of ROSA in deep brain stimulation surgery. Neurosurgical Focus. 2018 Aug; 45(2): E18. doi: 10.3171/2018.4.FOCUS1815.

摘要

目的:

研究矫正注册法能否降低脑深部电刺激术(DBS)的注册误差和术后电极植入误差,探讨矫正注册法在DBS中的临床意义。

方法:

先后进行两步试验。第一步试验:头部模型试验。在ROSA手术机器人系统中测试3种注册方式。头模上随机固定骨性标记物共16枚,每次任选5个骨性标记物先后执行1A、1B和1C三种注册方式。1A组注册计划探头圆圈切于骨性标记物尾端凹槽边缘,1B组和1C组分别向骨性标记物尖端及尾端移动0.5mm。每种注册方式进行15次头模试验,共注册45次。第二步试验:临床患者试验。进行ROSA手术机器人辅助DBS手术的临床实例注册试验。临床患者分为两组,Ⅰ组患者采用传统注册方法完成ROSA辅助DBS手术,共33例,植入电极65侧。注册误差计入2E组,术后电极植入误差计入Ⅰ组数据。Ⅱ组38例接受DBS手术患者,共植入电极75侧,每例患者术中注册采用四种不同方式注册,分别为2A、2B、2C、2D等4种注册方式,选取注册误差最小的注册方式进行手术注册。记录Ⅰ、Ⅱ两组患者的注册误差、电极植入误差、术中电生理信号(IESL)、DBS开机电压。术后10周评估UPDRS和UPDRS Ⅲ的改善率。

结果:

第一步试验头模中的注册误差如下:1A的平均0.56±0.11mm;1B的平均0.35±0.11mm (vs. 1A, p < 0.001);1C的平均0.90±0.15mm (vs. 1A, p < 0.001)。第二步试验临床病例中,因为Ⅱ组的注册方法中2C方法的注册误差在4种注册方法中最小,所以选中2C方法进行Ⅱ组的DBS手术。Ⅰ、Ⅱ两组术后电极植入误差的结果分别为:Ⅰ组0.97±0.31mm,Ⅱ组0.65±0.23mm (p < 0.001)。全部患者中的注册误差与电极植入误差呈阳性密切相关 (group I: r = 0.69, p < 0.001; group II: r = 0.71, p < 0.001)。IESL分别为:Ⅰ组是5.0±0.9mm,Ⅱ组是5.8±0.7mm (p < 0.001)。Ⅰ组与Ⅱ组两组间开机电压比较,Ⅰ组是1.63 ± 0.44 V,Ⅱ组是1.48 ± 0.38 V (p =0.027)。Ⅰ组的UPDRS有50% ± 16%改善,Ⅱ组的UPDRS有52% ± 18%改善(p =0.724),Ⅰ组和Ⅱ组的UPDRS改善差异无统计学意义。

结论:

ROSA手术机器人辅助DBS手术中,注册误差与电极植入误差呈阳性密切相关。矫正注册法能够降低注册误差和电极植入误差,但长期的临床意义有待进一步观察和评估。

关键词:

DBS手术,ROSA,矫正注册法,注册误差,电极植入误差


本课题是在国家自然科学基金项目(基于ROSA机器人的无框架DBS靶点误差的全要素量化分析与控制的研究,81870890)和国家重点研发计划课题子课题(东北地区国产脑起搏器植入治疗帕金森病的多中心前瞻性研究,2016YFC0105904SJT)资助下完成的。

图一:

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图一释义:头模中的矫正注册法。在注册方式1A中,虚拟探针圆圈在相切于标记点凹槽。在注册方式1B中,虚拟探针圆圈在切于标记点凹槽的基础上沿标记点长轴向尖端方向移动0.5mm。在注册方式1C中,虚拟探针圆圈在切于标记点凹槽的基础上沿标记点长轴向凹槽开口方向的尾端方向移动0.5mm。

图二:

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图二释,在临床病例试验中,Ⅰ组患者采用以往常规注册方式(2E)进行ROSA辅助的DBS手术。Ⅰ组患者首先进行了4种矫正注册方式,包括2A、2B、2C、2D。,2A与其尾端凹槽相切,2B、2C、2D组依次沿骨性标记物长轴向尖端递进0.25mm。

图三:

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图三释,记录每名患者的误差。在I组和II组,分别进行注册误差和术后电极植入误差的相关性分析。经统计,两组中的注册误差和术后电极植入误差均呈阳性密切相关。(group I: r = 0.69, p < 0.001; group II: r = 0.71, p < 0.001).


作者简介

陶英群,临床医学博士。中国人民解放军沈阳总医院神经外科主任医师,脑功能病区主任,神经调控中心主任。兼任中国研究型医院学会神经微侵袭治疗专业委员会副主任委员兼秘书长、中国医师协会功能神经外科专家委员会全国委员、中国医师协会神经调控专业委员全国委员、中国医师协会机器人医师专业委员会全国委员等学术职务。

擅长神经调控业务包括帕金森病、肌张力障碍、梅杰综合征、抽动秽语综合征、痉挛性斜颈等运动障碍性疾病的ROSA机器人DBS手术,擅长三叉神经痛、面肌痉挛、舌咽神经痛的显微血管减压手术以及脑出血微创手术。世界上首次提出应用机器人校正注册方法提高DBS手术精度,成果发表于美国神经外科医师协会AANS官方期刊Neurosurgical Focus,并积极将改良后的DBS手术向国内、外推广应用。创建了亚太地区唯一的ROSA机器人DBS手术培训基地,引领和推动了机器人精准神经外科领域的发展。牵头成立中国医师协会神经调控专业委员会东北区域工作指导委员会,任第一届主任委员。

近5年在国内、外权威杂志发表学术论文40余篇,被聘为多家核心期刊杂志编委或审稿专家。主持国家自然科学基金面上项目“基于ROSA机器人的无框架DBS靶点误差的全要素量化分析与控制的研究”、国家科技部十三五国家重点研发计划 “东北地区国产脑起搏器植入治疗帕金森病的多中心前瞻性研究”、辽宁省自然基金、辽宁省科技攻关等课题多项。

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发表于:2018-11-09 14:55

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