手持式
代表範例:Micron(智能手持器械)
特點:內建主動消除功能,可減少高達90%的震顫。外觀與常規手術器械相似。
用途:易於整合至現有手術環境,額外設備需求少。
機器人輔助玻璃體視網膜手術(RAVS)是一種通過手術機器人進行眼內操作的先進手術技術。它減輕了人手不可避免的生理性震顫(平均振幅156微米),實現了微米級精確操作1)。
玻璃體視網膜手術的歷史可追溯到20世紀70年代Machemer的玻璃體切除術。機器人輔助的嘗試一直持續到2007年達文西系統的應用,眼科專用手術機器人「Preceyes」於2019年獲得CE標誌(歐洲)。目前,僅有Preceyes和KU Leuven協同操作機器人兩個系統有臨床使用經驗1)。
眼科手術機器人根據操作方式大致分為三類。
手持式
代表範例:Micron(智能手持器械)
特點:內建主動消除功能,可減少高達90%的震顫。外觀與常規手術器械相似。
用途:易於整合至現有手術環境,額外設備需求少。
協同操作式
代表例:KU Leuven 協同操作器、Steady-Hand 機器人
特點:術者與機器人共同持械,精確引導術者動作。
用途:應用於視網膜靜脈插管等需要高精度的操作。
遠端操作式
代表例:Preceyes(已獲CE標誌)、IRISS
特點:術者透過操縱桿遠端控制。配備震顫過濾、運動縮放和虛擬安全邊界。
用途:視網膜下注射、內界膜剝離等。在臨床研究中應用最廣泛。
隨機對照試驗證實機器人組和手動組的安全性相當,機器人組提示可減少震顫相關的微創傷。但存在不同的風險特徵,包括設置時間較長(比手動多20分鐘以上)和缺乏觸覺回饋。
RAVS被認為特別有用的操作如下。
內界膜(ILM)和黃斑前膜(ERM)是極薄的半透明膜,剝離操作需要精細的力度控制。機器人輔助的震顫減輕和力控制可能降低此操作中視網膜損傷的風險。也有報告指出,內界膜去除可將視網膜下注射時的注射壓力降低約6 PSI1)。
應用於基因治療藥物(如voretigene neparvovec)精確遞送至視網膜下腔1)。手動直接注射學習曲線陡峭,且存在Bruch膜穿孔和視網膜下出血的風險1)。機器人輔助的穩定注射可能降低這些風險。
使用KU Leuven系統進行的首次人體視網膜靜脈插管(RVC)實現了向直徑80–120 μm的小血管給藥。手動操作極為困難,因此這是RAVS優勢最明確的適應症之一。
在視網膜下血腫的t-PA(組織型纖溶酶原激活劑)視網膜下給藥中,機器人輔助被報導可減少所需的視網膜切開次數。
內界膜/ERM剝離
適應症:視網膜前膜、黃斑裂孔
效果:降低灌注壓,減少微創傷風險1)
視網膜下注射
適應症:基因治療(如RPE65突變)
效果:降低Bruch膜穿孔風險1)
視網膜靜脈插管
適應症:視網膜靜脈阻塞
效果:可實現向80–120 μm血管直接給藥
黃斑下出血管理
適應症:年齡相關性黃斑部病變合併出血
效果:減少視網膜切開次數
視網膜靜脈插管(RVC)是手動操作極為困難的技術,RAVS的實用性最為明確。視網膜下注射隨著基因治療的普及也變得越來越重要,機器人輔助的穩定輸送備受期待。
Preceyes可實現四軸操作,尖端精度約為10微米。主要控制功能如下。
利用術中光學同調斷層掃描(iOCT)即時估計泡(視網膜下液積聚)的體積(應用球冠公式)1)。這可以防止過度注射或注射不足,實現適當的泡形成。
此技術利用內界膜剝離後形成的「液池」作為視網膜下注射的傳送路徑1)。連續進行剝離與注射可提高手術效率。
此方法先用BSS(平衡鹽溶液)形成預泡,再額外注入藥物。具有抑制注射時壓力升高的效果,但伴隨視網膜切開擴大的風險1)。
首次使用Preceyes進行人類機器人輔助視網膜下藥物傳送於2022年在局部麻醉下實施2)。
以下比較Preceyes與KU Leuven協同操作機器人的特性。
| 項目 | Preceyes | KU Leuven |
|---|---|---|
| 操作方式 | 遠端操作 | 協同操作 |
| 尖端精度 | 約10微米 | 微米級 |
| 主要適應症 | 視網膜下注射、內界膜剝離 | 視網膜靜脈插管 |
Preceyes的尖端精度約為10微米。與人類的生理性震顫(平均振幅156微米)相比,可將運動模糊抑制至約1/15以下1)。
關於RAVS的隨機對照試驗(RCT)顯示,機器人組和手動組在安全性上無顯著差異,機器人組有微創傷較少的趨勢。
手術時間在機器人組中延長(12例RCT中內界膜剝離時間:機器人組4分5秒 vs 手動組1分20秒)。此差異預計可透過熟悉設置程序和系統改進而縮短。
以下為主要比較指標。
| 指標 | 機器人組 | 手動組 |
|---|---|---|
| 生理性震顫 | 校正後約10微米 | 156微米(平均) |
| 內界膜剝離時間 | 4分5秒 | 1分20秒 |
| 安全性 | 與手動相當 | (基準) |
在2022年報告的首次機器人輔助視網膜下藥物遞送中,使用Preceyes在局部麻醉下成功實施了遞送2)。
Cehajic-Kapetanovi等人(2022)發表了在局部麻醉下進行的機器人輔助視網膜下藥物遞送的首個人體報告2)。遞送至目標部位已確認,無手術併發症。
儘管RAVS具有廣闊前景,但目前仍存在多個需要克服的挑戰。
作為視網膜下注射的新裝置,NANO SubRet Gateway Device正在開發中。其設計無需後玻璃體剝離(PVD)即可進入視網膜下腔,有望簡化手術步驟1)。此外,可進入脈絡膜上腔的Orbit SDS也在開發中1)。
透過術中OCT進行即時組織辨識並結合AI自動決策支援,研究正在探索進一步提高機器人操作的安全性和精準度。力覺回饋系統的整合也是主要開發目標之一。
遠端操作機器人系統正在被考慮應用於遠距手術,使難以獲得專家物理訪問的地區能夠進行手術。通訊延遲和安全性保障是需要解決的問題。
目前,RAVS尚未進入臨床使用階段,仍處於研究和臨床試驗階段。Preceyes已在歐洲獲得CE標誌,但在包括日本在內的許多國家尚未作為標準診療實施。未來的普及需要核准、診療報酬制度完善以及培訓體系的建立。