ОТЕЧЕСТВЕННЫЙ РОБОТИЗИРОВАННЫЙ СТЕРЕОТАКСИЧЕСКИЙ МАНИПУЛЯТОР «ОРБИТА».

Происходит активный процесс роботизации хирургии во всем мире. В нейрохирургии этот процесс в первую очередь развивается в направлении стереотаксиса. В настоящий момент ведется разработка первого российского роботизированного стереотаксического манипулятора «ОРБИТА».
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: определение принципа работы, медико-технических требований и основных рабочих характеристик, а также подготовка к серийному выпуску автоматизированного манипулятора для стереотаксических операций на головном мозге.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: разработан экспериментальный образец роботизированного манипулятора «ОРБИТА», представляющий собой компактную сочлененную конструкцию из нескольких кинематических узлов с шестью степенями свободы. Проводились ситуационные испытания манипулятора на фантоме в условиях нейрохирургической операционной. Управление манипулятором осуществляется с использованием внешней системы оптической нейронавигации.
РЕЗУЛЬТАТЫ: механические и медико-технические характеристики описываемого роботизированного манипулятора соответствуют требованиям, предъявляемым к манипуляторам безрамных навигационных систем для обеспечения возможности проведения стереотаксических операций на головном мозге.
ВЫВОДЫ: характеристики устройства позволяют использовать его при проведении всех видов стереотаксических операций на головном мозге, включая биопсии, внутримозговую имплантацию электродов, а также стереотаксические деструкции внутримозговых опухолей и подкорковых структур в функциональной нейрохирургии. 

1. von Langsdorff, D. In vivo measurement of the frame-based application accuracy of the neuromate neurosurgical robot / D. von Langsdorff, P. Paquis, D. Fontaine // J Neurosurg.— 2015.— Vol. 122(1).— P. 191–194. https://doi.org/10.3171/2014.9.JNS14256

2. Cardinale, F. A new tool for touch-free patient registration for robotassisted intracranial surgery: application accuracy from a phantom study and a retrospective surgical series / F. Cardinale, M. Rizzi, P. d’Orio et al. // Neurosurg Focus.— 2017.— Vol. 42 (5).— E8. https://doi.org/10.3171/2017.2.FOCUS16539

3. Аничков, А. Д. Новая универсальная стереотаксическая система / А. Д. Аничков, М. А. Никитин, Ю. З. Полонский и соавт. // Актуальные вопросы стереонейрохирургии эпилепсии / Под ред. В. П. Берснева.— СПб.: РНХИ, 1993.— С. 177–187. [Anichkov, A. D. Novaya universal’naya stereotaksicheskaya sistema / A. D. Anichkov, M. A. Nikitin, Yu. Z. Polonskii, A. B. Popov, V. B. Nizkovolos, A. V. Oblyapin, N. G. Shkurina // Aktual’nye voprosy stereoneirokhirurgii epilepsii / Pod red. V. P. Bersneva.— SPb.: RNKhI, 1993.— p. 177–187. (in Russ)]

4. Никитин, М. А. Стереотаксический манипулятор «Ореол» / М. А. Никитин // Клинический стереотаксис. Опыт и перспективы применения отечественного нейрохирургического манипулятора «Ореол»: СПб., 2001.— С. 6–8. [Nikitin, M. A. Stereotaksicheskii manipulyator «Oreol» / M.A. Nikitin // Klinicheskii stereotaksis. Opyt i perspektivy primeneniya otechestvennogo neirokhirurgicheskogo manipulyatora «Oreol»: SPb., 2001.— p. 6–8. (in Russ)]

5. Полонский, Ю. З. Безрамная расчетная магнитно-резонансная томография со стереотаксическими манипуляторами класса «Ореол» / Ю. З. Полонский, А. И. Холявин, Б. В. Мартынов и соавт. // Вестник Российской Военно-медицинской академии. 2009. — № 4 (28).— С. 71–78. [Polonskii, Yu. Z. Bezramnaya raschetnaya magnitno-rezonansnaya tomografiya so stereotaksicheskimi manipulyatorami klassa «Oreol» / Yu. Z. Polonskii, A. I. Kholyavin, B. V. Martynov, V. E. Parfenov, G. E. Trufanov // Vestnik Rossiiskoi Voenno-meditsinskoi akademii.— 2009.— № 4 (28).— P. 71–78. (in Russ)]

6. Textbook of Stereotactic and Functional Neurosurgery / A. M. Lozano, P. N. Gildenberg, R. R. Tasker (eds.). Springer–Verlag Berlin Heidelberg. — 2009.— 3288 P.

7. Аничков, А. Д. Стереотаксические системы / А. Д. Аничков, Ю. З. Полонский, В. Б. Низковолос.— СПб.: Наука, 2006. — 142 с. [Anichkov, A. D. Stereotaksicheskie sistemy / A. D. Anichkov, Yu. Z. Polonskii, V. B. Nizkovolos.— SPb.: Nauka, 2006.— 142 p. (in Russ)]

8. Холявин, А. И. Методы наведения в современной стереотаксической нейрохирургии / А. И. Холявин, А. Д. Аничков.— М.: Российская академия наук, 2017.— 170 c. [Kholyavin, A. I. Metody navedeniya v sovremennoi stereotaksicheskoi neirokhirurgii /A.I. Kholyavin, A. D. Anichkov.— M.: Rossiiskaya akademiya nauk, 2017.— 170 p. (in Russ)]

9. Холявин, А. И. Оценка качества наведения стереотаксического инструмента на целевую точку мозга при использовании безрамной навигационной системы / А. И. Холявин, В. Б. Низковолос, А. А. Богдан // Медицинская техника. — 2018. — № 2 (308).— С. 16–19. [Kholyavin, A. I. Otsenka kachestva navedeniya stereotaksicheskogo instrumenta na tselevuyu tochku mozga pri ispol’zovanii bezramnoi navigatsionnoi sistemy / A. I. Kholyavin, V. B. Nizkovolos, A.A. Bogdan // Meditsinskaya tekhnika.— 2018.— № 2 (308).— P. 16–19. (in Russ)]

10. Li, Q. H. The application accuracy of the NeuroMate robot. A quantitative comparison with frameless and frame-based surgical localization systems / Q. H. Li, L. Zamorano, A. Pandya et al. // Comput Aided Surg, 2002.— Vol. 7.— P. 90–98.

11. Varma, T.R.K. Use of the NeuroMate stereotactic robot in a frameless mode for functional neurosurgery / T.R.K. Varma, P. Eldridge // Int J Med Robot.— 2006.— Vol. 2.— P. 107–113.

12. Brandmeir, N. J. The comparative accuracy of the ROSA stereotactic robot across a wide range of clinical applications and registration techniques / N. J. Brandmeir, S. Savaliya, P. Rohatgi et al. // J Robotic Surg. — 2018.— Vol. 12(1).— P. 157–163.

13. Ho, A. L. Frameless robot-assisted deep brain stimulation surgery: an initial experience / A. L. Ho, A. V. Pendharkar, R. Brewster et al. // Oper Neurosurg (Hagerstown).— 2019.— Vol. 17(4).— P. 424–431.

14. Minchev, G. Application of the iSYS1 robotic device for stereotactic neurosurgical interventions: a preclinical phantom trial / G. Minchev, G. Kronreif, L. Holton et al. // Proceedings CURAC. — 2013.— P. 88–91.

15. Minchev, G. A novel miniature robotic guidance device for stereotactic neurosurgical interventions: preliminary experience with the iSYS1 robot / G. Minchev, G. Kronreif, M. Martínez-Moreno et al. / J Neurosurg. — 2017.— V. 126.— P. 985–996.

16. Shamir, R. R. Localization and registration accuracy in image guided neurosurgery: a clinical study / R. R. Shamir, L. Joskowicz, S. Spektor et al. // Int J Comput Assist Radiol Surg. — 2009.— Vol. 4.— P. 45–52.

17. Kaushik, A. Autonomous neuro-registration for robot-based neurosurgery / A. Kaushik, T. A. Dwarakanath, G. Bhutani // Int J CARS.— 2018.— V. 13.— P. 1807–1817.

18. Holloway, K. L. Frameless stereotaxy using bone fiducial markers for deep brain stimulation / K. L. Holloway, S. E. Gaede, P. A. Starr et al. // J Neurosurg. — 2005.— Vol. 103.— № 3.— P. 404–413.

19. Toms, J. A comparative study of fiducial-based and fiducial-less registration utilizing the O-arm / J. Toms, S. Martin, A. P. Sima et al. // Stereotact Func Neurosurgery. — 2019.— Vol. 97(2).— P. 83–93.

20. Kholyavin, A. Development of the robotic complex for the stereotactic cryosurgery of the intracerebral tumors and temporal lobe epilepsy / Kholyavin, V. Bondarenko, J. Polonsky et al. // Stereotactic and Functional Neurosurgery. — 2019.— Vol. 97.— P. 39–40.

21. Холявин, А. И. Прецизионная стереотаксическая безрамная нейронавигация / А. И. Холявин, В. Б. Низковолос // Медицинская техника.— 2016.— № 4.— С. 26–28. [Kholyavin, A. I. Pretsizionnaya stereotaksicheskaya bezramnaya neironavigatsiya / A. I. Kholyavin, V. B. Nizkovolos // Meditsinskaya tekhnika. — 2016.— № 4.— P. 26–28. (in Russ)].

22. Пат. 2607404 Российская Федерация, МПК А 61 В 34/20. Способ маркировки головы пациента при работе с безрамной нейронавигацией / Холявин А. И., Низковолос В. Б., Аничков А. Д., Полонский Ю. З.; заявитель и патентообладатель ИМЧ РАН. — 2015117998; заявл. 13.05.2015, опубл. 10.01.2017, Бюл. № 1.— 2 с. [Pat. RU2607404 C2, МПК А 61 В 34/20. Sposob markirovki golovy patsienta pri rabote s bezramnoi neironavigatsiei / Kholyavin A. I., Nizkovolos V. B., Anichkov A. D., Polonskii Yu.Z.; zayavitel i patentoobladatel IHB RAS.— 2015117998; zayavl. 13.05.2015, opubl. 10.01.2017, BI № 1.— 2 с. (in Russ)]