婦科達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)腹壁定位標(biāo)尺基于CATIA建模設(shè)計(jì)與應(yīng)用

劉彥江++安冉冉++李冬青++常穎

[摘要]目的 基于計(jì)算機(jī)圖形輔助三維交互式作用（CATIA）三維設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)婦科達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)腹壁定位標(biāo)尺，并在臨床手術(shù)配合使用中進(jìn)行效果評價(jià)。方法 選擇2015年1月～2016年1月在吉林省腫瘤醫(yī)院進(jìn)行婦科機(jī)器人手術(shù)的患者60例，根據(jù)入院順序分為對照組和試驗(yàn)組，每組30例，首先通過CATIA三維軟件模擬建模設(shè)計(jì)，然后根據(jù)婦科機(jī)器人手術(shù)需要模擬建腹壁定位標(biāo)尺，在使用過程中適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，對照組依照婦科醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)使用常規(guī)置入機(jī)器人手術(shù)鞘卡方法，試驗(yàn)組使用婦科機(jī)器人腹壁定位標(biāo)尺進(jìn)行定位植入鞘卡方法，比較兩組患者的腹壁穿刺鞘卡時(shí)間、床旁器械臂系統(tǒng)器械臂發(fā)生碰撞次數(shù)、床旁器械臂系統(tǒng)器械臂術(shù)中角度不當(dāng)次數(shù)、術(shù)中鞘卡移位次數(shù)及醫(yī)護(hù)人員對兩組手術(shù)定位方法的滿意度。結(jié)果 試驗(yàn)組腹壁穿刺鞘卡時(shí)間明顯短于對照組，床旁器械臂系統(tǒng)器械臂發(fā)生碰撞次數(shù)、床旁器械臂系統(tǒng)器械臂術(shù)中角度不當(dāng)次數(shù)、術(shù)中鞘卡移位次數(shù)方面明顯少于對照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=29.46，P=0.000；t=15.66，P=0.000；t=9.23，P=0.000；t=7.38，P=0.000）；醫(yī)生對試驗(yàn)組定位方法的滿意度明顯高于對照組方法，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=5.364，P=0.000），護(hù)士滿意度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.756，P=0.086）。結(jié)論 手術(shù)腹壁定位標(biāo)尺應(yīng)用于婦科達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)，可縮短醫(yī)生腹壁穿刺鞘卡時(shí)間，減少機(jī)器人器械臂碰撞與鞘卡腹壁脫落次數(shù)，提高滿意度，臨床應(yīng)用效果明顯。

[關(guān)鍵詞]婦科達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)；腹壁定位標(biāo)尺；計(jì)算機(jī)圖形輔助三維交互式作用

[中圖分類號] R197.39 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-4721（2017）02（c）-0149-04

Design and application of an abdominal wall positioning scale based on CATIA modeling for gynecological surgeries assisted with Da Vinci robot

LIU Yan-jiang1 AN Ran-ran2 LI Dong-qing1 CHANG Ying1▲

1.Department of Surgical Room，Jilin Cancer Hospital in Jilin Province，Changchun 130012，China；2.Department of Surgical Room，Binzhou Medical University Hospital in Shandong Province，Binzhou 256603，China

[Abstract]Objective To design an abdominal wall positioning scale based on CATIA 3D design software for gynecological surgeries assisted with Da Vinci robot and to evaluate its effect in clinical surgeries.Methods 60 cases of gynecological surgeries assisted with Da Vinci robot in Jilin Cancer Hospital from January 2015 to January 2016 were selected and divided into two groups （control group and experiment group） according to the hospital admission sequence，with 30 cases in each group.Firstly，CATIA 3D software was used to simulate the modeling，then the abdominal wall positioning scale was constructed and simulated according to the need of gynecologic robotic surgery and appropriate adjustments were made during the process of use.The conventional robotic surgical sheath card implantation method was taken in control group according to the experience of gynecologists；while，the gynecological abdominal wall robot positioning scale was used to position and implant the sheath card in experiment group.The time of abdominal puncture sheath card，the times of collision frequency of instrument arms for the bedside instrument arm system and improper surgical instrument angle，shift times of intraoperative sheath card and the satisfaction of gynecologists and nurses on surgical positioning were compared between the two groups.Results The time of abdominal puncture sheath card in experiment group was shorter than that in control group，the times of collision frequency of instrument arms for the bedside instrument arm system and improper surgical instrument angle and the shift times of intraoperative sheath card in experiment group were less than those in control group，and the difference were statistically significant （t=29.46，P=0.000；t=15.66，P=0.000；t=9.23，P=0.000；t=7.38，P=0.000）；the satisfaction of gynecologists on surgical positioning method in experiment group was higher than that in control group，and the the difference was statistically significant （t=5.364，P=0.00）；but there was no significant difference between the satisfaction of nurses on the two methods （t=1.756，P=0.086）.Conclusion The application of abdominal wall positioning scale for gynecological surgeries assisted with Da Vinci robot reduces the time used by doctors on abdominal puncture sheath，the collision frequency of instrument arms for the bedside instrument arm system and the exfoliation times of the sheath card from the abdominal wall，which improves satisfaction and achieves obvious clinical effect.

[Key words]Gynecological surgeries assisted with Da Vinci robot；Abdominal wall positioning scale；CATIA達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)在外科手術(shù)中已開始應(yīng)用，其系統(tǒng)是微創(chuàng)外科發(fā)展的時(shí)代產(chǎn)物[1]，機(jī)器人技術(shù)[2]是在腔鏡手術(shù)的基礎(chǔ)上延伸了外科醫(yī)生的手眼功能，能更微觀和精準(zhǔn)地進(jìn)行手術(shù)操作，被廣泛應(yīng)用于心胸外科[3-4]、普通外科、泌尿外科和婦產(chǎn)科[5-6]等多個(gè)?？祁I(lǐng)域，該技術(shù)的應(yīng)用不但可以改變手術(shù)治療模式；也給手術(shù)室護(hù)理工作帶來新視野、新角度、新技術(shù)、新突破，與此同時(shí)也給手術(shù)配合提出了更高的要求。我院運(yùn)用“達(dá)芬奇”共完成婦科手術(shù)197例，腹壁定位器在手術(shù)中起到了至關(guān)重要的作用。本研究基于CATIA建模設(shè)計(jì)腹壁定位標(biāo)尺，并應(yīng)用于婦科達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)臨床應(yīng)用效果明顯，現(xiàn)報(bào)道如下。

1資料與方法

1.1一般資料

選擇2015年1月～2016年1月于我院進(jìn)行的婦科機(jī)器人手術(shù)的患者60例。其中根據(jù)入院順序分為對照組與試驗(yàn)組，每組30例，其中試驗(yàn)組宮肌瘤核除術(shù)6例，卵巢瘤核除術(shù)7例，全宮切除術(shù)6例，宮頸癌根治術(shù)5例，子宮內(nèi)膜癌6例。對照組宮肌瘤核除術(shù)7例，卵巢瘤核除術(shù)6例，全宮切除術(shù)6例，宮頸癌根治術(shù)5例，子宮內(nèi)膜癌6例。兩組患者一般資料及手術(shù)方式比較，差異無統(tǒng)計(jì)意義（P>0.05），具有可比性。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理文員會批準(zhǔn)實(shí)施，所有患者均知情同意。

1.2方法

對照組使用常規(guī)置入機(jī)器人手術(shù)鞘卡方法，試驗(yàn)組使用婦科機(jī)器人腹壁定位標(biāo)尺進(jìn)行定位植入鞘卡方法。

1.2.1常規(guī)置入機(jī)器人手術(shù)鞘卡方法

常規(guī)置入鞘卡切口位置：①鏡頭孔：患者臍部向左、向上分別1 cm處。②左側(cè)機(jī)器人器械孔：鏡頭孔水平向下15°8～10 cm。③右側(cè)機(jī)器人器械孔：鏡頭孔水平向下15°10～12cm。④輔助孔：兩臂外下方距離兩臂孔5～8 cm或鏡頭孔與兩臂器械孔之間5 cm以上。根據(jù)所選鞘卡，切開相應(yīng)大小切口，置入相應(yīng)鞘卡。

1.2.2婦科達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)腹壁定位標(biāo)尺的設(shè)計(jì)

1.2.2.1等腰三角形腹壁定位標(biāo)尺設(shè)計(jì) 等腰三角形兩腰長10 cm，兩底角為15°，鈍角為150°。分別在三角形的3個(gè)頂點(diǎn)、兩等腰8 cm處設(shè)5個(gè)旋轉(zhuǎn)切口標(biāo)尺（圖1）。

1.2.2.2正三角形腹壁定位標(biāo)尺設(shè)計(jì) 正三角形邊長為8 cm，分別在三角形的3個(gè)頂點(diǎn)處設(shè)3個(gè)旋轉(zhuǎn)切口標(biāo)尺（圖2）。

1.2.2.3旋轉(zhuǎn)切口標(biāo)尺設(shè)計(jì) 旋轉(zhuǎn)切口標(biāo)尺為兩種腹壁定位標(biāo)尺上的配件，圓形，直徑2 cm，圓形正中心有一矩形凹槽，長1.5 cm，寬0.2 cm，矩形凹槽內(nèi)設(shè)有0.5、0.8、1.0、1.2 cm 4檔卡鎖，選定其中一檔卡鎖位置，使用23號刀片垂直在凹槽內(nèi)切開皮膚，即為相應(yīng)鞘卡的皮膚切開寬度。并且凹槽可以360°旋轉(zhuǎn)，可以旋轉(zhuǎn)任意開口方向（圖3）。

1.2.3材料選擇

腹壁定位標(biāo)尺采用耐腐ABS材料，其特點(diǎn)是可以耐化學(xué)試劑腐蝕而且易制作成型、制作成本低。

1.2.4臨床使用方法

首先將等腰三角形腹壁定位標(biāo)尺的鈍角頂點(diǎn)置于平臍向左平移1.0 cm處，底邊與身體縱軸垂直放置，可以根據(jù)實(shí)際情況選定10.0、8.0 cm處的旋轉(zhuǎn)切口標(biāo)尺（腹壁寬度>25 cm，選用腰長10 cm處的旋轉(zhuǎn)切口標(biāo)尺；腹壁寬度<25 cm，選用腰長8 cm處的旋轉(zhuǎn)切口標(biāo)尺），鈍角頂點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)切口標(biāo)尺選定1.2 cm切口為機(jī)器人鏡頭鞘卡切口，腰兩側(cè)8 cm或10 cm的旋轉(zhuǎn)切口標(biāo)尺選定0.8 cm切口為器械臂鞘卡切口。通過旋轉(zhuǎn)切口標(biāo)尺切口用23號刀片切開皮膚，分別置入1.2 cm與兩個(gè)0.8 cm鞘卡。然后選用正三角形腹壁定位標(biāo)尺，頂點(diǎn)置左側(cè)或右側(cè)的0.8 cm的切口處，同樣底邊與患者身體縱軸垂直，選定遠(yuǎn)離身體中線的底角為鞘卡切口（若此處切口用機(jī)器人器械臂，則選用0.8 cm旋轉(zhuǎn)切口標(biāo)尺；若此處切口使用腔鏡器械輔助，則選用0.5 cm或1.0 cm旋轉(zhuǎn)切口標(biāo)尺），23號刀片通過旋轉(zhuǎn)切口標(biāo)尺切開皮膚，置入相應(yīng)的鞘卡。

1.3效果評價(jià)

①患者腹壁穿刺鞘卡時(shí)間，指醫(yī)生在腹壁切口定位開始到所有鞘卡置入的時(shí)間，時(shí)間精確到秒；②床旁器械臂系統(tǒng)器械臂發(fā)生碰撞次數(shù)，指器械臂在手術(shù)過程中相互發(fā)生碰撞的次數(shù)或是腹腔內(nèi)機(jī)器人器械由于角度問題發(fā)生碰撞的次數(shù)；③床旁器械臂系統(tǒng)器械臂術(shù)中角度不當(dāng)次數(shù)，指在手術(shù)過程器械臂不能滿足手術(shù)需要的角度或是角度不當(dāng)致使器械不能達(dá)到手術(shù)區(qū)域的次數(shù)；④術(shù)中鞘卡移位次數(shù)，指置入鞘卡的切口過大加之外力因素鞘卡發(fā)生移位影響手術(shù)進(jìn)度的次數(shù)；⑤醫(yī)護(hù)人員對手術(shù)定位的滿意度，設(shè)計(jì)醫(yī)護(hù)人員對手術(shù)定位過程的滿意度調(diào)查表，對參與手術(shù)的醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行滿意度問卷調(diào)查。該量表共有5個(gè)維度，20個(gè)條目，每個(gè)條目5分。主要包括精準(zhǔn)度、簡易度、保護(hù)度、效率度、節(jié)約度等。滿分100分，采用里克特賦分法，分為特別滿意、滿意、一般、不滿意、非常不滿意，分別賦予5、4、3、2、1分，分?jǐn)?shù)越高，滿意度越高。

1.4質(zhì)量控制

實(shí)施婦科機(jī)器人手術(shù)的醫(yī)生均為同一組醫(yī)生，以減少個(gè)人手法對評價(jià)指標(biāo)的影響。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，兩組間比較采用t檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1兩組手術(shù)定位方法臨床效果的比較

試驗(yàn)組醫(yī)生腹壁穿刺鞘卡時(shí)間明顯短于對照組，床旁器械臂系統(tǒng)器械臂發(fā)生碰撞次數(shù)、床旁器械臂系統(tǒng)器械臂術(shù)中角度不當(dāng)次數(shù)、術(shù)中鞘卡移位次數(shù)均明顯少于對照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=29.46，P=0.000；t=15.66，P=0.000；t=9.23，P=0.000；t=7.38，P=0.000）（表1）。

2.2醫(yī)護(hù)人員對兩組手術(shù)定位方法滿意度的比較

醫(yī)護(hù)人員對試驗(yàn)組定位方法的滿意度均高于對照組，醫(yī)生對兩種方法的滿意度比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=5.364，P=0.000），護(hù)士滿意度比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.756，P=0.086）（表2）。

3討論

機(jī)器人技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)、微電機(jī)系統(tǒng)、傳感器技術(shù)、生物制造與臨床技術(shù)相結(jié)合的新興多學(xué)科交叉技術(shù)[5-7]。CATIA是法國達(dá)索公司的產(chǎn)品開發(fā)旗艦解決方案。作為PLM協(xié)同解決方案的一個(gè)重要組成部分，它可以幫助制造廠商設(shè)計(jì)他們未來的產(chǎn)品，并支持從項(xiàng)目前階段、具體的設(shè)計(jì)、分析、模擬、組裝到維護(hù)在內(nèi)的全部工業(yè)設(shè)計(jì)流程的軟件[8]。常規(guī)機(jī)器人手術(shù)采用人體定位點(diǎn)估算的方式置入鞘卡，無精準(zhǔn)的刻度與角度，常常發(fā)生器械臂碰撞、所需角度不夠等情況[10-11]。而且鞘卡切口大小不一會導(dǎo)致置入鞘卡費(fèi)力或鞘卡移位、脫落，為此，筆者從手術(shù)實(shí)際需要出發(fā)，使用CATIA軟件建模設(shè)計(jì)出婦科達(dá)芬奇機(jī)器人腹壁定位標(biāo)尺，使腹壁定位標(biāo)尺的設(shè)計(jì)理論更為充足，精準(zhǔn)化腹壁切口的位置、對應(yīng)角度及大小，加強(qiáng)對機(jī)器人器械及器械臂的保護(hù)，使腹壁定位標(biāo)尺更具有實(shí)用性。

3.1精準(zhǔn)鞘卡切口位置

婦科達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)的鞘卡切口位置直接影響到器械臂對接后的位置關(guān)系，器械臂位置關(guān)系不當(dāng)直接影響整體手術(shù)進(jìn)程與手術(shù)效果[12]，所以鞘卡切口位置在手術(shù)過程中起著決定性作用，婦科達(dá)芬奇機(jī)器人腹壁定位標(biāo)尺能夠快速準(zhǔn)確地對鞘卡切口位置進(jìn)行定位，減少腹壁穿刺鞘卡時(shí)間，明顯節(jié)約時(shí)間成本，提高手術(shù)效率，減輕患者的損傷及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[13]。

3.2保護(hù)機(jī)器人用物

機(jī)器人器械及鏡頭比較昂貴，減少腹腔內(nèi)機(jī)器人器械由于角度問題發(fā)生碰撞的次數(shù)、保護(hù)器械是手術(shù)配合的重要內(nèi)容，本研究顯示使用婦科達(dá)芬奇機(jī)器人腹壁定位標(biāo)尺，能夠減少角度不當(dāng)導(dǎo)致的床旁器械臂系統(tǒng)器械臂發(fā)生碰撞的次數(shù)，增加其安全性，延長使用壽命，節(jié)約成本。

3.3提高手術(shù)安全性

床旁器械臂系統(tǒng)器械臂術(shù)中角度不當(dāng)、術(shù)中鞘卡移位都會加大手術(shù)的不穩(wěn)定性，延長手術(shù)時(shí)間，且醫(yī)生對于婦科達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)腹壁定位標(biāo)尺工具的應(yīng)用滿意度較高。肖榮賢[14]采用腹壁標(biāo)尺定位做腹壁小切口輸尿管取石術(shù)，結(jié)果定位準(zhǔn)確可靠，手術(shù)切口小，組織損傷少[15]，說明快速準(zhǔn)確的定位能夠有效提高手術(shù)安全性。

綜上所述，使用婦科達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)腹壁定位標(biāo)尺，可精準(zhǔn)鞘卡切口位置，保護(hù)機(jī)器人用物，節(jié)約了準(zhǔn)備時(shí)間，提高了工作效率，且增強(qiáng)了機(jī)器人用物的安全性，臨床效果評價(jià)較常規(guī)方法優(yōu)勢明顯，值得推廣應(yīng)用。但其應(yīng)用僅限于幾種術(shù)式，如何改良應(yīng)用，增加其應(yīng)用范圍，值得進(jìn)一步研究。

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（收稿日期：2016-12-26 本文編輯：任 念）