手术室仪器设备简易流程

医用导航系统及计算机辅助外科（CAS）是一个新兴的科学领域，各方面仍未建立起统一的或具有权威性的标准。现今医疗器械杂志上随处可见CAS产品的广告。国外CAS术语仍不统一，有的文献是computer assisted surgery，有的文献是computer aided surgery，其实都是指计算机辅助外科手术系统。其中assisted倾向于描述一种主动的机器人设备，而aided更多的指一种用被动的定位器将导航和图像组合起来的系统。类似的名称还有CIS（computer integrated surgery），IGS（image guided surgery）等。目前国内的专业术语也不统一，例如医用导航系统的核心词汇registration，一部分文献译为“注册”，也有一部分文献译为“配准”，往往使读者产生困惑，妨碍了CAS的普及教育、技术交流及技术推广。不仅是专业术语不统一，目前很多国家都进行了此类技术的开发与应用，现在成型的CAS系统多达近百种，各系统的原理、设备、成本、配套、精确性、兼容性及实用性差别很大。

从最早应用于研究外科领域以来，CAS已经应用于多个外科领域，目前只适用于不易产生形变的组织。CAS潜在优势包括：通过术前计划和模拟缩短手术时间，减少手术中医生和病人的放射线暴露。虽然现有的经验令人鼓舞，但CAS系统比较复杂，注册、追踪的失误及软组织变形都可能导致失败。术前，图像注册失败或准确性不足的原因有很多。首先，医生可能没有准确识别出设置好的解剖标志。贴在皮肤上的外标志物比较容易识别，但皮肤对于骨骼移动可以造成定位不准，将标记物固定在骨骼上可以提高准确性，但手术室没有CT或MR设备时操作会增加创伤。现在通过超声波、激光和X线技术进行经皮或皮外注册可能解决这些问题，一种更直接更有效的方法是术中图像自动注册。X线技术为基础的CAS发展迅速，目前三维X线成像导航的效率仍有待进一步评价。常规矫形外科及创伤外科手术可选用X线为基础的CAS，对于复杂的需要CT或MR图像的手术，采用有扫描探头的特殊设备是最准确的选择，但普通医院很难应用。目前导航技术的另一个不足是跟踪技术。光学跟踪需要LED与照相机之间的直接光线接触，因此手术医生不能随意移动位置。手术室的金属物品会影响MRI扫描，因此需要特殊手术器械。现在需要发展更灵活的跟踪技术，要求新技术能够多角度探测信号，使外科医生在手术中能获得符合人类工程学的最佳手术位置。

尽管骨科导航技术的商品化产品已普遍进入第二代，每年有逾万例手术，但目前尚无有关此类商品的设备技术标准及手术操作规范和评价标准。如器械生产商都声称自己产品的追踪技术、定位和旋转准确性如何好，但这些数据是如何得出的，无统一的标准。这使得骨科医师无法评价不同设备的优劣，在比较不同临床应用结果时也存在一定困难。在如何评价手术疗效方面，常规使用的X线片方法评价内固定物的位置不够敏感，因为其误差已远远大于CAS所报告的精确程度。另外，目前仍缺乏同类型设备的手术操作规范。鉴于此种情况，美国骨科协会生物工程委员会、世界材料与测量协会美国分会和世界计算机辅助骨科导航技术学会，正在联合起草骨科导航技术标准，包括三个方面：测量CAS定位准确性的标准方法、CAS的分类标准和标准术语。此外在第一份草稿中，美国骨科协会生物工程委员会还希望制定在手术室使用CAS的详细规范、校准的方法以及具体的骨科手术适应证，并首次使用橡胶复制品和尸体对现有的CAS进行研究和评价。美国骨科协会生物工程委员会已于2007年夏天拿出草稿并进行了投票表决。骨科导航技术标准的建立；将有力地规范并推动CAS的发展，有利于我们深入了解和使用这项技术。

由于技术的不完善及设备操作的烦琐，目前临床应用中尚存不少问题。尽管每种导航技术不同，但都是由追踪系统来定位手术器械及手术对象的解剖位置。目前追踪系统主要采用光学系统操作，如目前最常见的为红外线发光二极管或反射红外线的反射半球。实际应用中若有任何遮挡就会出现问题，如血迹覆盖发光二极管或反射半球、助手及护士的遮挡、手术室其他强光源的影响等，因此常需重新确认定位，使手术时间大大延长。导航系统的图像显示与实际操作不同，导航系统的图像显示是基于坚硬物体原则，即假定手术器械是不可弯曲的。但实际操作中有许多纤细的手术器械如克氏针及钻头很容易弯曲，如按照导航系统提示的方向打入，而克氏针发生弯曲就会出现偏差。这种情况下尽量使用保护套筒来纠正，但即便如此，术者也要充分了解这种情况。术中需用示踪器标记手术对象的解剖位置，示踪器要牢固固定在骨性结构上并保持在整个手术过程中始终不变，如果术中移位（骨折块移位、骨质疏松等），则会发生定位错误。示踪器每次只能固定一根骨或一个骨折块，若要治疗像多发腰椎骨折时，则要一个接一个地处理，每一次都要移动并重新固定示踪器，使手术操作复杂，手术时间延长。商业化的骨科导航设备于1989年问世，至1999年左右大规模推向市场，其设备一般包括计算机工作站、成像及追踪系统、配套的专用手术器械及其软件。整套设备在2005年美国骨科年会展示，其费用为7万～25万美元，国内购入价格远远不止于此。目前国内众多中小型医院尚难有充足的资金购置，因此在很大程度上限制了此项技术的开展。另外，即使在大医院有条件购置设备，但掌握技术操作也并非易事。此项技术操作比较复杂，从开始到实际应用，一般要经过三个阶段。首先用于尸体骨操作，应用无误、熟练后，可用于手术中作为第二套监视系统及术中测量使用，待熟练后才能开始用于临床。这个过程一般要6个月以上。以目前的设备创新发展速度，6个月后设备可能已经更新，旧技术可能面临淘汰，手术操作已经熟练的医生又将面临新的挑战。此外，由于目前技术设备仍有许多不完善之处，如操作烦琐、定位及校准的方法多数还是有创的、追踪系统易受影响及干扰、尚不能提供实时动态反馈等，所以此项技术在设备方面还处在不断发展和完善的阶段，尚不具备大规模临床应用的条件。目前国内外也只在少数临床地位领先的医院进行临床应用和研究。鉴于我国仍属于发展中国家，卫生资源有限，而此项技术尚不成熟，处于飞速发展之中，故我们认为不能以引进新技术之名盲目引进，各医院一拥而上，造成经济损失，同时给患者带来损害。当前很多医生对CAS的认识还存在误区，一方面认为CAS距离临床实际太远，片面排斥CAS应用，另一方面认为CAS可以完全取代传统骨科手术技术，盲目相信CAS的正确性。这些都是理解的误区，骨科医生在积极主动开展CAS技术的同时!应该正确认识CAS导航定位手术系统只是骨科医生术中的工具，它必须由骨科医生使用才能发挥作用。因此，手术医生要具备坚实的基本知识、基本技能及基本技术。特别是要充分掌握CAS的产品性能和技术参数，使自己的正确临床思维同技术有机地结合，达到最佳的手术目的，最大程度地发挥CAS的技术优势。如何对CAS进行正确的临床医学评价是评价CAS在手术中的作用和比较各种CAS产品优缺点的关键。目前尚缺少客观、统一、具体而又符合医学特点的评价方法，只有骨科医生对CAS有正确的临床评价，才能让医生转变传统观念，接受CAS从而在手术中将CAS的操作流程同手术步骤协调一致，优化手术步骤，使CAS简便易行。所以，要大力开展对CAS的临床医学评价，丰富评价手段，客观地评价CAS的优势和不足，筛选出最适宜应用CAS的骨科手术。必须注意到，CAS在我国尚未普及，在推广该技术的同时更要加大普及的力度和提高骨科医生在相关计算机和工程技术方面的素质。要熟练掌握CAS的微创手术方案，严格按照操作程序和规范进行图像注册及计算机规划手术路径等操作。现有的进口CAS设备存在系统笨重、占地面积大、搬运操作不够灵活的缺点，相关手术设备和注册手术器械还不完全具备产品的通用性，只能针对本品牌的CAS系统开展手术。所以，有必要开展CAS系统和手术室环境相融合的研究。在临床应用中需要模块式、组合式、开放式、便携式的CAS系统，既能开展有针对性的手术，又能够满足大部分的常规手术，便于手术室的消毒、保管和维护。CAS同其他的手术器械和手术方法一样有缺点和不足，有其一定的局限性。所以骨科医生在手术时应该保持清醒的头脑和判断力，切不可盲从其准确性和安全性。