Comparison of stereotactic biopsy by robotic system and classical biopsy with the Leksell frame

Klasična biopsija uz pomoć Leksellovog okvira i robotska biopsija dvije su vrste stereotaksijske biopsije koje se koriste pri uzimanju moždanog tkiva za patohistološku analizu. Napretkom tehnologije kroz vrijeme raste integracija robotike u medicinu i njezina upotreba, osobito pri izvođenju kirurških postupaka. Tim liječnika Kliničke bolnice Dubrava u suradnji s Fakultetom strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Zagrebu i Hrvatskim institutom za istraživanje mozga razvio je robotski kirurški sustav RONNA (Robotical Neurosurgical Navigation) s ciljem zamjene kirurga pri izvođenju postupaka stereotaktičkom navigacijom. RONNA je dvoručni robot s visoko preciznim optičkim sustavom, a koristi se za izvođenje stereotaksijske biopsije. Osnovna ideja je točno očitati koordinatni sustav ranije snimljene glave, odnosno odrediti ciljanu točku u odnosu na vanjski marker pričvršćen na glavu bolesnika. Robot na temelju radiološke snimke prepoznaje značajke i položaj glave u prostoru te sa tim podacima izvodi postupak. Opći cilj ovog rada je pokazati da se ova vrsta zahvata po uspješnosti ne razlikuje od klasične sterotaksijske biopsije. Specifični ciljevi su strukturirati podatke o bolesnicima u dvije grupe prema vrsti biopsije i provjeriti neovisnost kontrolnih varijabli o pripadnosti određenoj grupi (klasičnoj ili robotskoj) te pokazati neovisnost specifičnih ishoda zahvata o vrsti stereotaksijske biopsije. Jednaki podaci prikupljani su o bolesnicima koji su bili na klasičnoj biopsiji i onima koji su bili na robotskoj biopsiji. Kontrolne varijable čija se neovisnost o grupi provjerila su dob, spol, trajanje bolesti, Karnofsky skala, simptomi i operater, a kao ishodi bolesti uzeti su postoperacijska kompjuterizirana tomografija, postoperacijske komplikacije, postoperacijski status, patohistološki nalaz i trajanje hospitalizacije. Rezultati su pokazali da se skupine ne razlikuju po kontrolnim varijablama te da ne postoji statistički značajna razlika među ishodima unutar ove dvije skupine. Po gledanim parametrima, robotska biopsija rađena RONNA robotskim sustavom jednako je uspješna kao biopsija s Leksellovim okvirom.Leksell frame-based biopsy and robotic biopsy are two types of stereotactic biopsy that are being used for taking brain tissue for histopathological analysis. With the advancement of technology during time, the integration of robotics in medicine has been growing and its use, especially in performing surgical procedures. Team of physicians from University Hospital Dubrava in cooperation with Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture, University of Zagreb and Croatian Institute for Brain Research have developed robotic surgical system RONNA (Robotical Neurosurgical Navigation) with the aim of replacing a surgeon performing stereotactic navigation procedures. RONNA is a two-handed robot with high precision optical system and it is being used for performing stereotactic biopsy. Basic idea is to identify the coordinate system of previously recorded head, respectively to determine the target point in relation to external marker on the patients head. Based on radiological images, the robot recognizes features and position of the head in space and with that data performs the procedure. General aim of this study is to show that there is no difference in efficacy between this type of biopsy and classical frame-based biopsy. Objectives of the study are to structure the data about patients into two groups, to test if the control variables depend on qualifying in a specific group (classical or robotical) and to test the independence of specific procedure outcomes on the group. Equal data is collected between patients that underwent frame-based stereotactic biopsy and those who underwent frameless stereotactic biopsy. Control variables whose independence was tested were age, sex, duration of the illness, Karnofsky scale, symptoms and the neurosurgeon. Variables post operation scan, complications and clinical status, histopathological diagnosis and length of hospitalization were used as procedure outcomes. Results showed that two groups do not differ by control variables and that there is no statistically significant difference in outcomes in these two groups. By tested parameters, robotic biopsy is equally successful as Leksell frame-based biopsy