Навигационная система для позвоночника
Навигация Stryker – первая в мире активная беспроводная навигация. То есть инфракрасный навигационный сигнал излучается светодиодами на навигационном инструменте, а не отражается от пассивных сфер как у пассивных систем (Medtronic, Radionics, BrainLab).
Это приводит к ряду технических преимуществ:
– точность слежения за активным источником сигнала в 4 раза точнее, чем за отраженным сигналом (сравните: среднеквадратичная погрешность Stryker составляет 0,07 мм, а у всех пассивных систем в среднем 0,3 мм). Точность навигации Stryker позволяет использовать её даже для функциональной нейрохирургии, не прибегая к стереотаксическому аппарату. Также в программе предусмотрено совместное использование навигации Stryker со стереотаксисом.
– скорость передачи сигнала в 2 раза выше: свет проходит короткий
путь «диод-камера», а не длинный «камера-отражатель-камера».
– управление навигацией осуществляется непосредственно с навигационного инструмента, оснащенного кнопками «вперед», «назад», «выбрать» прямо из стерильного операционного поля. При этом не требуется дополнительных устройств, как сенсорный монитор, педаль, размахивание инструментом перед камерой, и не требуется прибегать к помощи ассистента.
– сокращение расходов – являясь наиболее поздней ступенью эволюции навигационных систем, навигация Stryker
создана с учетом предшествовавшего опыта, что привело в первую очередь к сокращению ненужных элементов и снижению стоимости системы относительно других производителей.
Сравните: для навигационной операции требуется в среднем 4 специальных инструмента. Пассивные навигации используют одноразовые отражающие сферы, надеваемые по 4 штуке на каждый инструмент. В то же время Stryker использует по одной батарейке на каждый инструмент для питания светодиодов, микрочипа и пульта управления.
– сокращение времени операции достигается за счет автоматизации и ускорения функций планирования, запуска системы и идентификации каждого инструмента в процессе работы.
Мы кратко суммировали доводы врачей, кто уже активно использует навигацию, и главврачей, в чьих клиниках навигация работает более 1 года.
Хирургу:
– Навигация позволяет добиться лучших клинических результатов операции, будь то вмешательство на сосудах головного мозга или установка коленного эндопротеза.
– Позволяет тщательно планировать операцию и контролировать её ход, снижая количество возможных ошибок и неточностей.
– Снижает операционную травму, так как выводит на цель кратчайшим и наиболее безопасным путем.
– Приводит к ранней реабилитации пациентов, уменьшению затрат на фармакотерапию, улучшает качество жизни в послеоперационном периоде.
– Позволяет врачу овладеть новой прогрессивной методикой, дает материал для научной работы, активному взаимодействию с коллегами в других регионах и странах.
Клинике:
– Навигация снижает количество возможных ошибок за счет постоянного контроля местоположения инструментов.
– Лучшие клинические результаты значительно корректируют общую картину статистики осложнений по больнице.
– Снижается инвазивность процедуры и кровопотеря, а по мере овладения методикой и время операции. Это приводит к уменьшению времени наркоза, более ранней реабилитации пациента, сокращая в целом койко-дни и затраты на фармакотерапию.
– Позволяет клинике претендовать на присвоение высшей категории, на участие в различных федеральных и региональных программах по улучшению оказания медицинской помощи населению.
Основные этапы работы с навигацией.
1. Проведение томографии (КТ, КТА, МРТ, МРА, функциональная МРТ, трактография, ТКМС) по определенным требованиям и сохранение данных в формате DICOM.
2. Перенос данных в навигационную систему (Ethernet, CD, DVD, USB-флэшка).
3. Система автоматически определяет источник данных и строит предварительную 3D-модель. Если врача данные удовлетворяют, происходит импорт изображений и автоматическое построение полноценной 3D-модели.
4. При импорте нескольких разных исследований (КТ и МРТ, например) система предлагает провести совмещение любых загруженных томограмм в автоматическим режиме. Так врач может взять модель черепной кости пациента из КТ-серии, строение мягких тканей из МРТ, сосудистое дерево из МРА, расположение функционально значимых зон и трактов из фМРТ и трактографии. Все взятые данные будут объединены на итоговой модели, позволяя рационализировать доступ и добиться лучших результатов.
5. Сегментирование: процесс выделения врачом клинически значимых для операции анатомо-функциональных структур. При относительной однородности структуры проводится в автоматическом режиме.
6. Выбор траектории доступа с учетом значимых структур и функциональных зон.
7. Планирование регистрации: врач должен задать несколько начальных точек, которые позволят компьютеру наложить 3D-модель на голову реального пациента.
8. Запуск системы в операционной. Включаем компьютер, камеру, инструменты. Устанавливаем «нулевой тракер» – датчик, неподвижно связанный с черепом пациента.
9. Регистрация – прикасаясь по очереди к заранее определенным точкам на голове пациента пойнтером, совмещаем 3D-модель и реального пациента с точностью в пределах 0,2 – 0,9 мм.
10. Навигация. Собственно основной этап операции, на котором навигационная система помогает врачу выполнить наиболее безопасный доступ к операционному полю, особенно при операциях на глубоких структурах головного мозга. Можно подключить к навигации микроскоп и видеть в окулярах микроскопа контуры зоны интереса и намеченную оптимальную траекторию. Можно установить электроды или шунты. Можно запротоколировать операцию и использовать экранные снимки в докладах и лекциях. И все это, управляя системой из операционного поля с помощью одного из навигационных инструментов. При желании любой хирургический инструмент может быть оцифрован и показан на навигационном экране.
Обратившись к нам, Вы можете получить исчерпывающую информацию о навигации, стать участником специализированного семинара, заказать апробацию навигационной системы в
Вашей клинике:
spine@osteoline.ru,
mail@osteoline.ru.
Источник
Система хирургической навигации
ОБ AUTOPLAN
Система хирургической навигации
Система хирургической навигации AUTOPLAN (РУ РЗН 2019/8153 от 28.05.2019) относится к высокотехнологичной медицинской помощи.
В основе работы заложен принцип инфракрасного трекинга, при использовании которого отсутствует негативное влияние на медицинский персонал и на пациента.
Инновационная технология навигации и интраоперационной визуализации помогает хирургам эффективно планировать и выполнять операции с особой точностью. А интуитивно понятный интерфейс ускоряет рабочие процессы в операционной.
Система позволяет непрерывно отслеживать хирургические инструменты относительно анатомических структур пациента, избегая повреждения функционально значимых зон и отображать в режиме реального времени на экране монитора.
Система предназначена для клинико-диагностических центров, больниц и других учреждений здравоохранения.
Нейрохирургия
- ориентирование расположения новообразования
- наведение траектории для пункции гематомы
- позиционирование положения с учетом функционально значимых зон головного мозга
Смотреть фото
Эндокринная хирургия
- индивидуальный подход в хирургическом лечении заболеваний околощитовидных желез
- топическая диагностика и интраоперационная визуализация аденом околощитовидных желез
Смотреть фото
Торакальная хирургия и травматология
- предоперационное детальное планирование для выявления специфики анатомических структур и определения зон переломов
- интраоперационная визуализация множественных переломов ребер со смещением отломков и диастазом
Смотреть фото
Спинальная хирургия
- определение направления и глубины для последующей установки винтов
- отслеживание инструмента хирурга при работе с навигацией
- возможность работы с несколькими инструментами
Смотреть фото
Преимущества использования
Получить предложение
и подробные условия сотрудничества
СОСТАВ КОМПЛЕКСА
Комплектация поставки
АПК “AUTOPLAN”
AUTOPLAN-full
Беспроводная педаль
besprovodnye-pedali
Модуль обработки данных
blok-obrabotki-dannyh
Канюлированная указка
kanyulirovannaya-ukazka
Навигационная указка
ukazka-obshchego-naznacheniya
Инструментальная система сфер
kom-pos-i
Инструментальная система сфер
kom-pos-i2
Разборная мачта
kom-pos-i3
Мобильность
Стойка AUTOPLAN легко перемещается благодаря 4 колесным опорам, тормозные фиксаторы на каждой из опор позволяют надежно зафиксировать положение комплекса в операционной.
Интеграция в операционную
Возможно гибкое интегрирование комплекса в операционную, с учетом ее особенностей, в том числе закрепление стереокамеры отдельно от стойки AUTOPLAN.
Настройка стереокамеры
Юстировка стереокамеры может выполняться специалистами AUTOPLAN или инженерной службой медицинского учреждения после прохождения обучения.
Работа с системой
Функциональные возможности
ПЛАНИРОВАНИЕ
На основании данных КТ и/или МРТ выполняется оконтуривание (сегментирование) необходимых анатомических структур и построение персонифицированных 3D-моделей.
Визуализация данных с помощью трехмерного моделирования позволяет спланировать хирургическое вмешательство, сформировать детальный план операции, наметить траекторию доступа с вычислением ее длины.
УПРАВЛЕНИЕ
Работа системы навигации начинается с проведения процедуры регистрации, т.е. совмещения реального объекта и персонифицированной 3D-модели. Движение указки на 3D-модели и на плоских срезах соответствует реальному перемещению навигационной указки в пространстве.
Переключение между режимами навигации выполняется хирургом самостоятельно с помощью беспроводных педалей.
КОНТРОЛЬ
На любом этапе проведения операции с помощью навигационной указки выполняется интраоперационный контроль хирургического вмешательства, уточнение и корректировка направления работы.
Система AUTOPLAN позволяет определить кратчайшее расстояние от кончика навигационной указки до заданной анатомической структуры.
Отзывы
О нас говорят профессионалы
Получить консультацию
Заполните заявку на консультацию и наши специалисты ответят на все Ваши вопросы
Наши разработки
Продукты семейства AUTOPLAN
AUTOPLAN-EXPERT
современный viewer с расширенным функционалом и сегментацией анатомических структур
AUTOPLAN-PACS
современный PACS-сервер
со встроенным
web-просмотрщиком
AUTOPLAN-VIEWER
легкий в установке и простой в использовании инструмент для просмотра DIизображений
Источник
Заболевания позвоночника представляют собой значимую проблему в структуре нейрохирургической патологии. Высокий темп развития хирургических методов лечения заболеваний позвоночника обусловлен несколькими факторами. Несомненно, важное значение имеют достижения в области разработки и внедрения как диагностических, так и лечебных технологий. Увеличение средней продолжительности жизни в развитых странах и распространение методов нейровизуализации (МРТ, СКТ и др.) привело к улучшению выявляемости заболеваний позвоночника и спинного мозга и, как следствие, к увеличению числа пациентов, нуждающихся в хирургическом лечении. Сегодня невозможно представить проведение операции в спинальной нейрохирургии без использования систем интраоперационной визуализации. Арсенал имеющихся устройств достаточно велик. Наиболее распространенным в повседневной практике является электронно-оптический преобразователь (ЭОП). Электронно-оптический преобразователь позволяет получать двухмерные изображения, и применение его в последнее десятилетие стало рутинным. Большое количество вариантов хирургического лечения заболеваний позвоночника сопряжено с необходимостью установки имплантов. Правильность их положения должна обязательно контролироваться интраоперационно. Применение ЭОП не позволяет получать аксиальные снимки и является источником лучевой нагрузки на пациента и врача, что в совокупности является недостатком системы. Правильность установки имплантов минимизирует риски интраоперационных осложнений и улучшает качество хирургического лечения.
Развитие технологий визуализации позволяет сегодня проводить компьютерную томографию (КТ) непосредственно в операционной. Специально для этого разработан конусно-лучевой интраоперационный компьютерный томограф (ИКТ) «O-arm», который объединяет функции компьютерного томографа и ЭОП.
Для повышения безопасности пациента установка «O-arm» может использоваться вместе с навигационной системой или роботом-ассистентом. Наличие такого оборудования в структуре одной операционной позволяет провести исследования, направленные на изучение его эффективности и особенностей интраоперационной КТ-визуализации.
Цель исследования – оценить применение конусно-лучевого ИКТ «O-arm» и навигационной системы в хирургическом лечении заболеваний позвоночника.
Материал и методы
С августа 2013 г. в НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН для интраоперационной визуализации применяется конусно-лучевой ИКТ «O-arm». Система «O-arm» может использоваться как изолированно, так и в сочетании с навигационной системой. В период с августа по ноябрь 2013 г. в отделении спинальной нейрохирургии НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН было выполнено 43 хирургических вмешательства пациентам с дегенеративными заболеваниями позвоночника и опухолями позвоночника и спинного мозга с использованием ИКТ «O-arm» и системы навигации. Распределение пациентов по видам хирургических вмешательств представлено в таблице.
Система навигации и ИКТ «O-arm» состоит из пяти компонентов (рис. 1): платформы интраоперационной визуализации с подвижным сканирующим модулем (гентри), монитора, беспроводной мыши для дистанционного управления, навигационной станции с камерой и монитора для отображения навигации.
Рисунок 1. ИКТ «O-arm» и система навигации. а – платформа интраоперационной визуализации с подвижным сканирующим модулем (гентри); б – монитор; в – беспроводная мышь для дистанционного управления; г – навигационная станция с камерой; д – монитор для отображения навигации.
Существуют определенные требования к операционной для установки ИКТ «O-arm»: площадь операционной – не менее 35 м2; перекрытия, выдерживающие нагрузку, – не менее 440 кг на м2; высота дверного проема – не менее 1,95 м; ширина дверного проема – не менее 90 см.
Важным условием для работы с установкой «O-arm» является наличие рентгенопрозрачного операционного стола. Следует отметить, что в нашем случае было проведено дополнительное оснащение операционного стола приставками из фиброкарбонового волокна.
В ходе внедрения ИКТ «O-arm» и системы навигации мы использовали различные варианты расположения оборудования в операционной, наиболее оптимальные из которых представлены на рис. 2 и 3.
Рисунок 2. Оптимальное расположение оборудования в режиме сканирования. Сканирующий модуль находится в рабочем положении. Рисунок 3. Оптимальное расположение оборудования при навигировании. Сканирующий модуль установлен в парковочное положение.
При операциях на грудном и пояснично-крестцовом отделах позвоночника навигационная станция и ее монитор располагаются у ножного конца операционного стола. Оптимальное расстояние от навигационной камеры до операционной раны ~1,7 м. Пациент лежит на операционном столе с максимально вытянутыми вперед и вверх руками. Перед началом работы на системе «O-arm» сохраняются положения сканирования и парковки. Проводится визуальный контроль перемещения подвижного сканирующего модуля для предотвращения столкновений с операционным столом. При переходе от положения сканирования в положение парковки сканирующий модуль смещается к изголовью операционного стола.
При операциях на шейном отделе позвоночника навигационная станция и ее монитор располагаются у изголовья операционного стола. Оптимальное расстояние от навигационной камеры до операционной раны ~1,5-1,7 м. Пациент лежит на операционном столе с приведенными к туловищу руками. Перед началом работы на системе «O-arm» сохраняются положения сканирования и парковки, выполняется проверка этих позиций. При переходе от положения сканирования к положению парковки сканирующее устройство смещается к ножному концу операционного стола.
Для освоения алгоритма применения ИКТ «O-arm» и системы навигации (схема 1) в течение 1-го месяца все хирургические вмешательства на позвоночнике и спинном мозге выполнялись в присутствии специалиста компании-производителя.
Схема 1. Алгоритм применения ИКТ «O-arm» и системы навигации
В операционной перед хирургическим вмешательством в условиях эндотрахеального наркоза с помощью ИКТ «O-arm» проводится выполнение интраоперационного КТ-исследования в режимах 2D- и/или 3D-сканирования для точности определения зоны хирургического вмешательства. После завершения хирургического доступа осуществляется установка навигационной рамки и с помощью ИКТ «O-arm», помещенного в стерильный чехол, выполняется КТ-исследование в режимах 2D- и 3D-сканирования. Далее производится передача данных КТ-изображений на навигационную станцию и осуществляется основной этап операции.
Важно отметить, что основной этап выполняется с использованием специальных навигационных инструментов. Дополнительное сканирование на этом этапе не производится. После завершения основного этапа операции выполняется контрольное КТ-исследование с 3D-реконструкцией.
При выполнении транскутанных вмешательств алгоритм применения ИКТ «O-arm» и системы навигации несколько отличается (схема 2).
Схема 2. Алгоритм применения ИКТ «O-arm» и системы навигации при транскутанных вмешательствах
В операционной, перед хирургическим вмешательством, производится установка навигационной рамки в области хирургического доступа. Следует отметить, что при транскутанных вмешательствах фиксация навигационной рамки осуществлялась с помощью самоклеющейся стерильной пленки (рис. 4).
Рисунок 4. Этап фиксации навигационной рамки с помощью самоклеющейся стерильной пленки.
Следующим этапом выполняется КТ-исследование в режимах 2D- и 3D-сканирования. Производится передача данных КТ-изображений на навигационную станцию и под местной анестезией осуществляется перкутанное хирургическое вмешательство с применением навигационных инструментов без дополнительного сканирования. После завершения операции выполняется контрольное КТ-исследование с 3D-реконструкцией.
В качестве клинического примера приводим случай проведения вертебропластики с применением ИКТ «O-arm» у пациента С., с гемангиомой ThI позвонка (рис. 5).
Рисунок 5. КТ шейного и верхнегрудного отделов позвоночника. а – сагиттальная проекция; б – аксиальная проекция.
После выполнения интраоперационного КТ-исследования в режиме 2D становится очевидным неинформативность использования в данном случае стандартного флюороскопа ввиду невозможности визуализации зоны операции (рис. 6).
Рисунок 6. Интраоперационное КТ-исследование в режиме 2D. а – прямая проекция; б – боковая проекция.
Произведено хирургическое лечение – вертебропластика ThI позвонка из переднего шейного доступа (рис. 7).
Рисунок 7. Интраоперационное КТ-исследование шейно-грудного отдела позвоночника в режиме 3D-сканирования. а – на этапе определения положения иглы для введения цемента; б – контрольное сканирование после выполнения вертебропластики.
Рассмотрим клинический пример применения ИКТ «O-arm» при удалении опухоли позвоночника.
Пациент Ю., с диагнозом: опухоль (остеобластома) дужек СII, СIII позвонков. Продолженный рост. В январе 2013 г. пациент оперирован по месту жительства, выполнена операция – удаление опухоли дужек СII, СIII позвонков. Гистологический диагноз: остеобластома. На контрольном КТ-исследовании выявлен продолженный рост опухоли (рис. 8).
Рисунок 8. МРТ шейного отдела позвоночника перед операцией. а – сагиттальная проекция; б – аксиальная проекция. КТ шейного отдела позвоночника: аксиальная проекция СIII позвонка (в).
Произведено хирургическое лечение – удаление опухоли дужек СII, СIII позвонков (рис. 9).
Рисунок 9. Интраоперационный контроль объема удаляемой опухоли с помощью КТ-исследования в режиме 3D-сканирования. а – до удаления опухоли дужек CII, CIII позвонков; б – после удаления опухоли.
В качестве клинического примера приводим случай установки 4-винтовой системы и межтелового импланта с применением ИКТ «O-arm» и системы навигации у пациентки А., 56 лет, с дегенеративным стенозом позвоночного канала на уровне LIV-LV позвонков и нестабильностью сегмента LIV-LV(рис. 10).
Рисунок 10. МРТ пояснично-крестцового отдела позвоночника. а – сагиттальная проекция; б – аксиальная проекция.
Произведено оперативное лечение – декомпрессия на уровне LIV-LV, межтеловая стабилизация, транспедикулярная стабилизация указанного сегмента с применением навигационной системы (рис. 11, 12).
Рисунок 11. Интраоперационный поэтапный контроль установки межтелового импланта (а) и транспедикулярных винтов (б) на уровне LIV-LV позвонков с применением системы навигации. Рисунок 12. Интраоперационный КТ-контроль пояснично-крестцового отдела позвоночника после установки межтелового импланта и транспедикулярных винтов на уровне LIV-LV позвонков. а – режим 3D-сканирования; б – режим 3D-реконструкции.
Результаты и обсуждение
Проведен анализ основных возможностей и преимуществ при использовании ИКТ «O-arm» с системой навигации в хирургическом лечении заболеваний позвоночника и спинного мозга. В ходе работы осуществлялся мониторинг длительности операций. Продолжительность первых хирургических вмешательств с использованием ИКТ и навигационной системы была высокой, что связано с освоением управления и алгоритма системы. Однако в процессе обучения в течение 1 мес была отмечена тенденция к уменьшению длительности операции.
Пациентам с опухолями позвоночника и спинного мозга интраоперационное КТ-исследование в режиме 2D выполнялось непосредственно перед операцией для разметки операционного поля. В ряде случаев при локализации опухоли в анатомически труднодоступной области, не визуализируемой на двухмерных снимках, осуществлялось 3D-сканирование, что улучшало точность при осуществлении оперативного доступа. При наличии костных опухолей интраоперационное КТ-исследование выполнялось для контроля радикальности удаления.
При проведении стабилизирующего этапа операций, требующего установки межтеловых имплантов и транспедикулярных винтов, в том числе и при перкутанных методиках, ИКТ «O-arm» и система навигации применялись для определения зоны вмешательства, интраоперационного контроля точности установки имплантов и контроля зон декомпрессии. После завершения операции выполнялось 3D-сканирование и 3D-реконструкция. На наш взгляд, применение ИКТ «O-arm» с системой навигации особенно актуально в тех случаях, когда хирургическое лечение проводится в сложных анатомических условиях (тонкий корень дуги позвонка, сколиотическая или посттравматическая деформации позвоночника) и использование двухмерных снимков не обеспечивает визуализации зоны операции.
Важно отметить, что в нашей серии наблюдений не было осложнений, связанных с применением использованной техники. Поэтому применение ИКТ «O-arm» и системы навигации полезно для нейрохирургов в клиниках, где стандартные стабилизирующие операции и перкутанные методики редки или только начинают осваиваться.
Выводы
1. Применение ИКТ «O-arm» с системой навигации в хирургическом лечении заболеваний позвоночника и спинного мозга обеспечивает высокое качество лечения и является безопасным для пациента.
2. Применение ИКТ «O-arm» позволяет проводить хирургические вмешательства в сложных анатомических условиях.
3. Использование ИКТ «O-arm» с современной системой навигации снижает величину лучевой нагрузки как на пациента, так и на оперирующую бригаду.
Комментарий
Представленная работа посвящена актуальной проблеме – повышению безопасности пациентов и улучшению качества хирургического лечения за счет использования средств интраоперационной визуализации. Наиболее распространенным на сегодняшний день является электронно-оптический преобразователь (ЭОП). Однако практика показывает, что в анатомически сложных условиях информации, получаемой с помощью ЭОП, может оказаться недостаточно. Анализ литературы показывает, что процент интраоперационных осложнений в спинальной нейрохирургии по-прежнему достаточно велик – около 16-20%. По данным A. Carl, H. Khanuja (1997), неврологические осложнения возникают в 1,5-6% случаев, биомеханически неадекватная фиксация наступает в 31%. Процент осложнений, вызванных неправильным проведением винтов, варьирует от 4 (McAffe и соавт., 1991) до 21% (Weinstein и соавт., 1998). Повреждение нервных элементов, по сообщению Graham и соавт. (1996), возникает в 14% случаев.
Одним из инструментов, направленных на повышение точности хирургических вмешательств, является конусно-лучевой интраоперационный компьютерный томограф «O-arm». Улучшение качества лечения достигается, в том числе, за счет возможности его одновременного использования с навигационной системой. В статье авторы показали, что возможности применения интраоперационного КТ-контроля и системы навигации не ограничиваются лишь обеспечением высокой точности установки имплантов. Система «O-arm» может также использоваться для оценки степени декомпрессии при дегенеративных заболеваниях, оценки радикальности удаления отдельных опухолей позвоночника, а также для проведения пункционных вмешательств (вертебропластики, биопсии и т.д.). Статья содержит четкие рекомендации по внедрению в практику описанных устройств, представлены требования к операционной и хирургическому столу. Опыт работы авторов с системой «O-arm» и навигационным оборудованием позволяет предложить читателям готовую схему для оптимального расположения всех компонентов системы в стандартной операционной.
Таким образом, представленная статья посвящена актуальной теме, обладает практической значимостью и, безусловно, заслуживает публикации в журнале.
А.О. Гуща (Москва)
Источник