Техника безрамной нейронавигации

Обновлено: 01.06.2024

Images

Classifications

A — HUMAN NECESSITIES
A61 — MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
A61B — DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
A61B1/00 — Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
A61B1/002 — Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor having rod-lens arrangements

Abstract

Description

Полезная модель относится к области медицины, в частности, к нейрохирургии. Данное техническое решение предназначено для интраоперационной идентификации анатомических структур и патологических образований при хирургическом лечении различных заболеваний головного мозга, проводимом с использованием эндоскопического оборудования и инструментария.

В настоящее время в нейрохирургических клиниках значительно возросло количество хирургических вмешательств на головном мозге, проводимых с использованием эндоскопической техники. В некоторых случаях внутричерепные патологические изменения кардинально изменяют анатомию мозга, в связи с чем ключевые интраоперационные анатомические ориентиры смещаются или выпадают из поля зрения хирурга. Таким образом, вследствие интраоперационной дезориентации и трудностей дифференцировки внутримозговых структур профиль безопасности данных оперативных вмешательств резко снижается ввиду возможного повреждения функционально значимых сосудистых и невральных структур, что может повлечь за собой интраоперационные осложнения в виде кровотечения с возможной необходимостью конверсии оперативного вмешательства в микрохирургическое с целью остановки кровотечения, а также возникновение послеоперационных неврологических и соматических нарушений [Avoidance and management of perioperative complications of endoscopic third ventriculostomy: the Dhaka experience; Kawsar K.A., Haque M.R., Chowdhury F.H., J Neurosurg. 2015 Dec;123(6):1414-9].

Учитывая вышесказанное, остаётся актуальным вопрос разработки нового инструментария или усовершенствования уже имеющихся на рынке изделий для интраоперационной навигации, используемых в качестве вспомогательных при видеоэндоскопических хирургических вмешательствах и служащих для верификации внутримозговых структур благодаря синхронизации с данными предоперационных КТ- и МРТ-исследований конкретного пациента.

Применение известных на сегодняшний день устройств для стереотаксической безрамной навигации при выполнении эндоскопических вмешательств, выполненных в виде стержней с шаровидным утолщением на дистальном конце и расположенной со стороны их проксимальных концов ручкой, позволяет обеспечить безопасность пациента и уверенность хирурга в траектории движения инструмента и локализации объекта вмешательства, минимизируя объём поисковых манипуляций, благодаря синхронизации положения эндоскопа с изображениями на экране навигационной системы и, соответственно, значительно снизив риск повреждения мозговых структур и инвазивность хирургического лечения, повысив при этом точность проводимых манипуляций [Removal of a low-velocity projectile from the base of the sphenoid sinus using navigation-guided endoscopy; Verhaeghe W, Schepers S, Sun Y, Orye J, Vrielinck L, Lakiere E, De Temmerman G, Politis C.J. Craniofac Surg. 2012 Mar; 23(2): 472-6; Intra-parenchymal tumor biopsy using neuroendoscopy with navigation; Akai T, Shiraga S, Sasagawa Y, Okamoto K, Tachibana O, Lizuka H.; Minim Invasive Neurosurg. 2008 Apr;51(2):83-6; Basic principles and clinical applications of neuronavigation and intraoperative computed tomography; Grunert P, Müller-Forell W, Darabi K, Reisch R, Busert C, Hopf N, Perneczky A.; Comput Aided Surg. 1998;3(4):166-73.].

Однако конструктивные особенности данных устройств направлены на обеспечение их использования только с определенной нейронавигационной системой конкретной фирмы.

Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является нейронавигационный зонд, входящий в состав нейронавигационной эндоскопической системы, описанной в патенте RU на изобретение №2290055. Нейронавигационный зонд состоит из навигационной насадки, конструктивно представляющей собой единое целое с рабочей частью зонда посредством обеспечения их неподвижного соединения. На рабочей части навигационного зонда посредством винта зафиксирована олива из твердого материала, устойчивого к агрессивным средам. Наружный диаметр последней соответствует внутреннему диаметру троакара. Длина оливы выполнена таким образом, чтобы обеспечить выступ закругленной передней части за пределы торца троакара на 5-8 мм.

Наличие отдельно прикрепляемых насадок повышает риск наличия погрешностей и требует перенастройки программного обеспечения нейронавигационной системы для увеличения в нем длины инструмента при присоединении дополнительных удлиняющих рабочую часть нейронавигационного зонда элементов.

Задачей заявляемой полезной модели является разработка универсального для любых нейронавигационных систем устройства для стереотаксической безрамной навигации при выполнении эндоскопических операций, позволяющего повысить точность индикации цели на экране монитора с меньшей погрешностью.

Такой технический прием как выполнение в центральной части ручки продольных прорезей с образованием поперечного сечения ручки в данной зоне в виде квадрата с закругленными углами позволяет создать универсальную платформу для возможности присоединения к рукоятке устройства фиксатора трекера любой модели современных нейронавигационных систем. Выполнение шаровидного утолщения на дистальном конце стержня заедино с ним позволяет сделать длину инструмента фиксированной, тем самым, исключая возможность возникновения погрешностей от необходимости программного увеличения длины инструмента, например, при присоединении дополнительных удлиняющих рабочую часть насадок, и, соответственно, повысив точность проводимой нейронавигации. Таким образом, это позволяет не зависеть от программного обеспечения представленных современными производителями нейронавигационных систем, необходимого для программирования длины инструмента, что делает устройство универсальным при использовании.

Выполнение шаровидного утолщения на дистальном конце устройства с диаметром не более 2 мм позволяет одновременно ввести в тубус как заявляемое устройство, так и нейроэндоскоп, что повышает точность индикации цели на экране монитора с меньшей погрешностью. Кроме того, малый диаметр дистального конца устройства позволяет обозревать его через нейроэндоскоп и повышает возможность перемещения его в операционном поле, а отсутствие отдельно прикрепляемых тем или иным способом частей снижает погрешность в связи с фиксированной длиной инструмента, и увеличивает поле обзора, так как шаровидное утолщение, в отличие от разного рода насадок, не загораживает хирургу дистальную часть устройства проксимальными выступающими частями отдельно прикрепляемой насадки. Геометрические размеры и форма сечения прорезей в центральной части ручки устройства универсальны для любой конфигурации фиксатора трекера различных фирм. Конструктивные особенности выполнения прорезей позволяют жестко закреплять фиксатор трекера, что исключает риск смещения рамки с отражателями или источниками ЭМИ по отношению к предлагаемому устройству.

Заявляемая полезная модель поясняется с помощью Фиг. 1-2, на которых изображено: на Фиг. 1 – эскиз устройства для стереотаксической безрамной навигации при выполнении эндоскопических операций; на Фиг. 2 – поперечное сечение ручки в центральной зоне с прорезями. На Фиг. 1-2 позициями 1-4 обозначены:

Устройство для стереотаксической безрамной навигации при выполнении эндоскопических операций используют следующим образом.

Локализацию положения дистального конца устройства с шаровидным утолщением осуществляют с помощью оптического сопряжения с нейронавигационной системой. После проведения через тубус эндоскопа положение устройства определяют путём сопоставления видеоэндоскопической картины и данных предоперационного планирования, представленных на экранах эндоскопической стойки и станции навигации. Положение цели отражается на экране монитора индикаторной точкой.

Заявляемое изделие изготовлено в виде ряда опытных образцов, стержень которых имеет цилиндрическую и коническую форму. Максимальный диаметр сечения стержня не превысил 2,5 мм, что позволило вводить его в инструментальный канал нейроэндоскопа, а минимальный диаметр – менее 1 мм в целях обеспечения необходимой жесткости зонда.

В варианте цилиндрического исполнения стержня с круглым сечением диаметр стержня составил 1,5 мм с допустимой погрешностью 0,1 мм, что соответствовало диаметру инструментального канала большинства моделей эндоскопов и требованиям к жесткости. Длина стержня соответствовала длине инструментального канала нейроэндоскопов с учетом того, что конец зонда должен выходить из торца рабочей части канала не менее, чем на 10 мм. Оптимальный диапазон длины стержней в этом случае составил от 230 (для эндоскопов типа GAAB) до 280 мм (для эндоскопов типа LOTTA). На рабочем конце стержни имели шаровидное утолщение диаметром 2,0 мм. Ручка у разных устройств имела произвольную форму и сечение. На эскизе (Фиг. 1) приведен вариант исполнения ручки длиной 50 мм с круглым сечением. Ручки устройств имели прорези для крепления фиксатора трекера любой из существующих навигационных систем. Вид ручки в разрезе по плоскости А представлен на Фиг. 2 эскиза. Данное сечение представляет собой квадрат со стороной 10 мм с радиусом закругления углов, равным радиусу ручки (6 мм). Длина прорези в проекции (Фиг. 1) была равна 10 мм. Устройство было апробировано в ходе симуляционной операции на фантоме.

Claims ( 1 )

Техника безрамной нейронавигации

Прецизионная стереотаксическая безрамная нейронавигация

История использования стереотаксиса в нейрохирургии -это история повышения точности подведения стереотакси-ческого инструмента к целевой точке мозга. Эта точность обусловлена знанием анатомии, качеством нейровизуализационной информации и механической точностью стереотаксического устройства. Благодаря точности стереотаксической операции становится возможным эффективно разрушить патологический очаг, получить актуальные данные о его гистологической структуре, ввести электроды для лечебной стимуляции глубинных подкорковых структур при болезни Паркинсона и т. д. Внедрение в клинику в конце прошлого века магнитно-резонансных и компьютерных томографов значительно повысило информативность визуализационной диагностики мозга, что, в свою очередь, вызвало появление высокоточных рамных стереотаксических устройств, адаптированных к возможностям томографов. Примерами таких прецизионных устройств являются стереотаксические аппараты систем «Leksell», «CRW», «Zamorano-Dujovny» и ряд других . Работа с ними предполагает жесткую фиксацию головы больного в громоздкой стереотаксической раме (при помощи острых винтовых упоров) с последующим проведением томографии головного мозга, стереотаксических расчетов и затем - нейрохирургической операции . В начале девяностых годов прошлого века появились безрамные навигационные устройства, ставшие альтернативой рамным стереотаксическим системам. Эти устройства отличались от рамных прежде всего тем, что в их работе отсутствовала необходимость жесткой фиксации головы пациента во время предоперационной томографии головного мозга. Наведение инструмента на целевую точку во время операции осуществлялось под визуальным контролем монитора навигационной системы в виртуально полученном внутримоз-говом пространстве. Однако расплатой за удобство работы являлась меньшая, по сравнению с рамными системами, точность нацеливания на мишени . В Институте мозга человека для проведения стереотаксических операций использовались стереотаксические системы «ПОАНИК» и «НИЗАН» . В 2015 году в Институте появилась навигационная система «StealthStation S7» фирмы «Medtronic», точность которой позволяет выполнять такие вмешательства, как биопсия новообразований или имплантация вентрикулоперитонеального шунта. В то же время для таких прецизионных операций, как стереотаксическая деструкция небольших опухолей или вмешательства на базальных ганглиях , как правило, требуется меньшая погрешность - в пределах 1. 1,5 мм. Целью описываемой работы является изучение возможности увеличения точности безрамной нейронавигации до уровня рамных стереотаксических систем при одновременном сохранении характерных для нее преимуществ при работе с пациентами. В статье описывается методика, при которой, благодаря оригинальному способу маркировки головы пациента, удается существенно повысить точность безрамной нейронавигации, доведя ее до уровня точности классического стереотаксиса. Предлагаемый способ открывает широкие перспективы использования безрамной нейронавигации при проведении стереотаксических вмешательств на головном мозге.

Макет черепа с внутричерепными ориентирами для исследования возможностей сочетанного использования безрамной нейронавигации и стереотаксического устройства э.и. канделя

Полезная модель относится к медицинской технике, и может быть использована для достижения максимальной точности хирургического доступа при сочетанном использовании безрамной нейронавигации и стереотаксического устройства Э.И.Канделя. Технический результат - достижение максимальной точности хирургического доступа к глубинным очагам малого объема при использовании сочетанной методики. Это обеспечивается тем, что макет черепа представляет собой пластиковый череп с наложенными фрезевыми отверстиями и сконструированными внутричерепными ориентирами в виде подкорковых ядер, таламусов и образований мозжечка и отличается тем, что размеры, локализации и форма внутричерепных ориентиров аналогичны структурам головного мозга человека. Макеты подкорковых ядер и таламусов расположены в ренгеннеконтрастном ложе, установленном на высоте 4 мм от верхней части спинки турецкого седла параллельно орбито-меатальной линии. Расположение фрезевых отверстий на одной половине черепа соответствуют промежуткам между отверстиями на другой половине, что позволяет оценить доступ со всей поверхности черепа. С целью визуализации траектории погружения инструмента и нахождения его кончика во внутричерепном пространстве кости свода черепа сделаны съемными. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована для достижения максимальной точности хирургического доступа при сочетанном использовании безрамной нейронавигации и стереотаксического устройства Э.И.Канделя.

Известен «ФАНТОМ ГОЛОВЫ ЧЕЛОВЕКА ДЛЯ СИМУЛЯЦИИ ОПЕРАЦИОННОГО ПОЛЯ И ХОДА ОПЕРАЦИИ В НЕЙРОХИРУРГИИ» патент РФ 85252, Патентообладатель: Шаклунов Антон Александрович (RU), дата публикации 27.07.2009 г.) выполненный в виде основы с имитирующим кожный покров и мягкие ткани (мышцы) головы покрытием. В качестве основы взят пластиковый череп. Имитирующее кожный покров и мышцы головы покрытие выполнено из закрепленного на поверхности основы поролона толщиной 3-5 мм, покрытого силиконом. На фантоме закреплены рентгенконтрастные кожные метки для использования их в качестве регистрационных точек. Мишени расположены в передней, средней и задней черепных ямках и в области турецкого седла. Мишени в передней, средней и задней черепных ямках изготовлены в виде прямоугольных фигур из пластика размером 2,0×2,0×2, см, а в области турецкого седла - в виде шарика из пластика диаметром 1,5 см. На верхней поверхности мишеней наложены отверстия.

Недостатками данного устройства является то, что внутричерепные мишени располагаются произвольно и не привязаны к конкретным внутримозговым ориентирам, основное назначение макета - исследование точности навигационных систем в зависимости от различных видов регистрации (с использованием накожных меток, а также анатомических ориентиров). Кроме того, в нем отсутствуют отверстия в черепе, необходимые для фиксации стереотаксического аппарата Э.И.Канделя.

Таким образом, фантом не позволяет моделировать доступ к глубинным внутримозговым образованиям при сочетанном использовании безрамной нейронавигации и стереотаксического устройства Э.И.Канделя.

Задачей данного макета является установление показаний к сочетанному использованию безрамной нейронавигации и стереотаксического устройства Э.И.Канделя в зависимости от локализации внутримозговых образований и характера хирургических вмешательств по отношению к длинной оси патологических очагов.

Технический результат - достижение максимальной точности хирургического доступа к глубинным очагам малого объема при использовании сочетанной методики.

Это обеспечивается тем, что макет черепа представляет собой пластиковый череп с наложенными фрезевыми отверстиями и сконструированными внутричерепными ориентирами в виде подкорковых ядер, таламусов и образований мозжечка и отличается тем, что размеры, локализации и форма внутричерепных ориентиров аналогичны структурам головного мозга человека.

Макеты подкорковых ядер и таламусов расположены в ренгеннеконтрастном ложе, установленном на высоте 4 мм от верхней части спинки турецкого седла параллельно орбито-меатальной линии.

Расположение фрезевых отверстий на одной половине черепа соответствуют промежуткам между отверстиями на другой половине, что позволяет оценить доступ со всей поверхности черепа.

С целью визуализации траектории погружения инструмента и нахождения его кончика во внутричерепном пространстве кости свода черепа сделаны съемными.

Полезная модель поясняется чертежами:

На фиг.1 - показан общий вид макета черепа;

На фиг.2 - компоненты стереотаксического устройства Э.И.Канделя

На фиг.3 - общий вид проведения эксперимента на макете черепа по сочетанному использованию безрамной нейронавигации и стереотаксического аппарата Э.И.Канделя.

Макет черепа представляет собой пластиковый череп (1) с наложенными фрезевыми отверстиями (2) и сконструированными внутричерепными ориентирами в виде подкорковых ядер (3), таламусов (4) и образований мозжечка (5). Модели внутричерепных ориентиров выполнены из быстротвердеющего пластика, размеры которых, локализация и форма аналогичны структурам головного мозга человека. Расположение фрезевых отверстий (2) на одной половине черепа соответствуют промежуткам между отверстиями на другой половине, что позволяет оценить доступ со всей поверхности черепа.

Данная конструкция позволяет оценить возможности совместного применения безрамной нейронавигации и стереотаксических устройств, фиксируемых во фрезевом отверстии.

Размеры мозгового отдела черепа - 18×14×11,5 см. Диаметр фрезевых отверстий - 1,5 см. Расстояние между отверстиями - 2-2,5 см. Расположение фрезевых отверстий на одной половине черепа соответствуют промежуткам между отверстиями на другой половине. Определена нумерация отверстий: римские цифры обозначают ряды отверстий в вертикальной плоскости (с основания черепа к конвекситальной поверхности), арабские-в горизонтальной плоскости (спереди назад, таблица 1). Внутричерепные образования сформированы из быстротвердеющего пластика и представляют собой макеты таламуса, подкорковых ядер и образований мозжечка. Размеры макетов таламусов - 3,6×2,2×2,2 см, подкорковых ядер - 3,6×1,4×1,7 см, образований мозжечка - 1,5×1,5×1,5 см. Макеты подкорковых ядер и таламусов расположены в рентгеннеконтрастном ложе, установленном на высоте 4 мм от верхней части спинки турецкого седла параллельно орбито-меатальной линии (таблица 2). Крепление образований мозжечка к костям черепа производится при помощи проволоки, проходящей через центр образования. Положение одного из образований мозжечка можно менять благодаря перемещению проволоки вдоль костей черепа через дополнительные отверстия, наложенные в затылочной кости.

Таблица 1
Расположение фрезевых отверстий на макете черепа.
Фрезевое отверстие	Локализация центра фрезевого отверстия
ПРАВАЯ ПОЛОВИНА ЧЕРЕПА I ряд:
I.1	10 мм от СП, 30 мм от центра назиона
I.2	10 мм от СП, 47 мм от центра назиона
I.3	44 мм от СП, 43 мм от ОМ
1.4	59 мм от СП, 47 мм от ОМ
I.5	69 мм от СП, 48 мм от ОМ
I.6	58 мм от СП, 58 мм от ОМ
I.7	38 мм от СП, 57 мм от затылочного бугра
II ряд:
II.1	13 мм от СП, 77 мм от ОМ
II.2	44 мм от СП, 77 мм от ОМ
II.3	54 мм от СП, 83 мм от ОМ
II.4	40 мм от СП, 90 мм от ОМ
III. ряд:
III.1	13 мм от СП, 33 мм кзади от стыка кш-сш (101 мм от ОМ)
III.2	13 мм от СП, 68 мм кзади от
стыка кш-сш (111 мм от ОМ)

ЛЕВАЯ ПОЛОВИНА ЧЕРЕПА I ряд:
I.1	34 мм от центра назиона, 18 мм от СП
I.2	29 мм от ОМ, 56 мм от СП
I.3	32 мм от ом, 69 мм от СП
I.4	32 мм от ом, 71 мм от СП
I.5	59 мм от затылочного бугра, 52 мм от СП
I.6	32 мм от затылочного бугра, 23 мм от СП
II ряд:
II.1	65 мм от ом, 15 мм от СП
II.2	63 мм от ОМ, 47 мм от СП
II.3	69 мм от ом, 62 мм от СП
II.4	70 мм от ом, 56 мм от СП
II.5	69 мм от затылочного бугра, 32 мм от СП
III ряд:
III.1	17 мм от СП, 7 мм кпереди от стыка кш-сш (94 мм от ОМ)
III.2	35 мм от СП, 47 мм от стыка кш-сш (96 мм от ОМ)
III.3	30 мм от СП, 77 мм от стыка кш-сш (98 мм от ОМ)
СУ БТЕНТОРИАЛЬНО:
Правое отверстие
1). Внутренняя граница отверстия (наиболее медиальная часть)
40 мм от затылочного бугра, 10 мм до СП
2). Место отверстия над образованием мозжечка
43 мм от затылочного бугра, 29 мм до СП
3). Наружная граница отверстия (наиболее латеральная часть)
50 мм от затылочного бугра, 47 мм от СП
Левое отверстие
1). Внутренняя граница отверстия (наиболее медиальная часть)	36 мм от затылочного бугра, 14 мм от СП

2) Место отверстия над 1 положением образования мозжечка	42 мм от затылочного бугра, 25 мм от СП
3) Место отверстия над 2 положением образования мозжечка	50 мм от затылочного бугра, 33 мм от СП
4) Наружная граница отверстия (наиболее латеральная часть)	77 мм от затылочного бугра, 58 мм от СП

Примечание: ОМ - линия, соединяющая наиболее латеральную точку лобно-скулового шва и верхнюю часть наружного слухового отверстия, СП - сагиттальная плоскость, сш - сагиттальный шов, кш - коронарный шов.

Таблица 2 Пространственная локализация макетов подкорковых ядер (путамен, таламус).
Подкорковые ядра	Расстояние от макета ядер до различных костей черепа, см
Высота от спинки турецкого седла	Лобная кость	Височная кость	Затылочная Кость
Чечевицеобразное ядро	1,7	5,3	2,9	6,9
Таламус	0,4	7	3,6	5,6

Осуществление полезной модели.

В качестве устройства с жесткой фиксацией используется стереотаксический аппарат Э.И.Канделя (6), состоящий из платформы (7), фиксируемой во фрезевом отверстии и корригирующего и направляющего устройства (8), в котором помещается рабочий инструмент (9).

Перед проведением исследования проводится компьютерная томография макета с внутричерепными ориентирами. Данные компьютерной томографии переносятся в систему нейронавигации для создания 3D-реконструкции. Проводится регистрация точек макета черепа. После фиксации стереотаксического аппарата Э.И.Канделя в направляюще устройство аппарата устанавливается указка-щуп (11) навигационной системы, положение которой видно на мониторе (10) навигационной системы. В дальнейшем производят смену указки-щупа на вентрикулярный катетер. По расположению дистального и проксимального концов последнего определяются области доступа на поверхности черепа к каждому из внутричерепных образований, а также угол наклона рабочего инструмента в стереотаксическом устройстве к сагиттальной плоскости. Таким образом, использование макета позволяет установить показания к сочетанному применению безрамной нейронавигации и стереотаксического аппарата Э.И.Канделя. Данная методика обеспечивает максимальную точность доступа к глубинным внутримозговым образованиям, является простой и требует минимального количества времени для крепления стереотаксического устройства и наведения рабочего инструмента на цель.

Таким образом, анализ совокупности всех существенных признаков предложенного к регистрации полезной модели доказывает, что исключение хотя бы одного из них приводит к невозможности обеспечения достигаемого технического результата.

Анализ уровня техники показывает, что неизвестен макет черепа, которому присущи признаки, идентичные всем существенным признакам данного технического решения, что свидетельствует о его неизвестности и, следовательно, новизне.

При осуществлении полезной модели действительно реализуется наличие предложенного объекта, что свидетельствует о его промышленной применимости.

1. Макет черепа, выполненный из пластика, имеющий наложенные фрезевые отверстия и макеты внутричерепных ориентиров в виде подкорковых ядер, таламусов и образований мозжечка, отличающийся тем, что размеры, локализации и форма внутричерепных ориентиров аналогичны структурам головного мозга человека.

2. Макет черепа по п.1, отличающийся тем, что макеты подкорковых ядер и таламусов расположены в рентгеноконтрастном ложе, установленном на высоте 4 мм от верхней части спинки турецкого седла параллельно орбито-меатальной линии.

3. Макет черепа по п.1, отличающийся тем, что расположение фрезевых отверстий на одной половине черепа соответствует промежуткам между отверстиями на другой половине.

4. Макет черепа по п.1, отличающийся тем, что кости свода черепа сделаны съемными.

Нейронавигация

Нейронавигацией называют использование различных технологий для осуществления прецизионной локализации цели во время операции у реального больного.

Современные навигационные системы:

Системы классической стереотаксической нейрохирургии, которые используют жесткую привязку головы и всех интракраниальных структур больного к направляющей раме, к которой крепится хирургический инструмент. Однако независимо от конструкции в каждом аппарате сохраняется основной принцип стереотаксического метода- сопоставление координатной системы мозга с координатной системой стереотаксического прибора.
Системы, использующие пространственную привязку больного не в пространстве ограниченного рамой, а в пространстве вокруг операционного стола. При этом отслеживается движения инструмента в руках хирурга и в реальном времени сообщается, где он находится.

Безрамочная нейронавигация Vector Vision (BrainLab, Германия). Проводили первый этап навигации — предоперационное планирование, которое заключалось в установке виртуальных точек планируемого доступа для предоперационного построения оптимальной траектории к патологическому очагу, а при необходимости делали трехмерное построение этого очага. Траектория доступа рассчитывалась таким образом, чтобы не повредить функционально значимые зоны.

Перед началом операции (после введения в наркоз) на некотором удалении от области вмешательства жестко крепится специальная навигационная рама с рядом светодиодов. К скобе Мейфилда прикреплялся своего рода «антенна»- активный следящий инфракрасный датчик.

Далее специальной указкой с лазерным излучателем хирургом очерчивается поверхность головы больного, используя естественные анатомические ориентиры (надбровные дуги, нижний край глазницы, переносицу и др.). Система связывает трехмерное изображение из своей памяти с реальным положением головы больного. После регистрации навигационная система выдает точность соответствия головы пациента и виртуальной модели на дисплее.

Под контролем данных дисплея навигационной установки в режиме реального времени с помощью инфракрасного зонда планировался экономный кожный разрез и краниотомия, определяли оптимальное место энцефалотомии, траекторию до опухоли и границы опухоли.

Хирург в любой момент может с точностью до контролировать положение инструмента, планировать траекторию доступа, и достигать выбранной точки наиболее оптимальным и малоинвазивным путем.

Контроль положения хирургических инструментов осуществляется по монитору навигационной системы в трех плоскостях (аксиальной, сагитальной и коронарной) на различных этапах оперативного вмешательства.

Референтная рама так же закрепляется и на операцинном микроскопе. Теперь любые перемещения операционного микроскопа отображаются на мониторе навигационной станции. На мониторе навигационной станции совмещается интраоперационная картина в операционной ране от микроскопа с объемной реконструкцией мозга, патологического очага и сосудов.

При удалении менингиом хиазмально-селлярной области применение навигации и операционного микроскопа дает возможность выделить и сохранить внутреннюю сонную и передние мозговые артерии, предотвратить травму сосудов артериального круга мозга, обеспечить анатомическую сохранность стебля гипофиза и зрительных нервов.

При удалении внутримозговых новообразований функционально важных зон мозга с высокой точностью можно выявить расположение двигательных и чувствительных зон коры, а также основные речевые центры (Брока и Вернике), их топографическое взаимоотношение с опухолью. Трехмерная (3D) реконструкция кортикальных вен играет важную роль в визуализации крупных вен, находящихся в проекции объемного образования. Эти методы при их комплексном использовании дают возможность планировать хирургический доступ таким образом, чтобы снизить вероятность повреждения функционально значимых зон, церебральных сосудов, уменьшить травматизацию здоровой мозговой ткани при стремлении к максимальной резекции опухоли.

В ходе удаления новообразования нейронавигация позволяет точно ориентироваться в зоне хирургического воздействия, оптимизировать доступ к опухоли с учетом морфологических и функциональных особеностей паратуморозной зоны.

На сегодняшний день навигационные технологии получили широкое распространение в практической нейрохирургии. Безрамочная навигация, основанная на предоперационных КТ и МРТ, позволяет спланировать хирургический доступ, свести к минимуму кожный разрез, уменьшить размер трепанации, однако она не учитывает изменение анатомии головного мозга в ходе оперативного вмешательства. Причинами изменения анатомии являются, прежде всего, удаление объема опухоли, отек мозга, а также потеря цереброспинальной жидкости, которые и приводят к смещению мозга. Для решения этой проблемы в настоящее время используются различные методики интраоперационной визуализации (КТ, МРТ, ультразвуковая диагностика)

Безрамочная биопсия с использованием системы нейронавигации внутримозговых опухолей функционально значимых зон мозга, диффузном поражении опухолью полушарий головного мозга, глубинной межполушарной локализации является адекватной альтернативой рамочному стереотаксису.

Нейронавигационные системы Brainlab

Автосегментация структур головного мозга на основе эластичного атласа, сделанного на 7Тл МРТ.

Мультипланирование электродов, трактов, выделенных структур и координат.

Автоматическое слияние модальностей и автокоррекция дисторсии.

Автоматическое определение положение электродов и их взаимодействие с глубинными структурами.

Fibertracking

абсолютно полное использование возможностей трактографии

Дтв — визуализация проводящих путей
Автоматическая реконструкция проводящих путей через зону интереса
Экспорт данных проводящих путей на навигацию в виде 3d объекта
Совмещение с анатомическими или функциональными исследованиями
Анализ данных дтв на системе планирования с учетом зоны интереса
Использование при удалении глиом расположенных вблизи к основным проводящим путям

BOLD fMRI Mapping

Картирование – процедура расшифровки фМРТ BOLD данных

Обработка функциональных данных для моторной и речевой зон
Возможность настраивать различные функциональные парадигмы, возможность настраивать параметры обработки (пороговое значение и область интереса)
Уникальная комбинация с анализом проводящих путей (есть только у brainlab)
Преобразование функциональных зон в 3d данные для интеграции с навигационной системой

Интеграция микроскопа

Роботизированной интеграцией микроскопов Zeiss, Leica, Haag-Streit Surgical позволяет микроскопу автоматически следовать за инструментом и автофокусируется на кончике.

Нейрохирург в окуляры видит тракты, очерченные структуры. DICOM данные накладываются на реальную картинку для специалиста, где он видит не только текущие размеры опухоли, но и так же отображается в проекции по глубине с очерченными границами.

Врач получает уникальную возможность отслеживание сосудов головного мозга и корректировать смещение структур по их расположению

Микроскоп запоминает места рабочего пространства и автоматически возвращаться к ним.

Интеграция ультразвука

Поддержка более 40 различных ультразвуковых датчиков от 14 производителей.

Нейронавигация BRAINLAB обеспечивает обновление анатомической информации в режиме реального времени, которая накладывается непосредственно на предоперационные данные. Это позволяет клиницистам лучше контролировать резекцию и компенсировать смещение мозга. Также имеется возможность использования комбинированных интраоперационных ультразвуковых и КТ и МРТ данных.

Система интеграции ультразвука BRAINLAB позволяет улучшить 2D ультразвук до уравня 3D. На основе серии интраоперационных ультразвуковых изображений создается набор объемных данных, позволяющий выполнять навигацию в аксиальной, коронарной, сагиттальной и других плоскостях.

Безрамный стереотаксис VARIOGUIDE

С помощью системы безрамной биопсии VarioGuide хирург может запланировать траекторию быстрее, чем за одну минуту.

VarioGuide поддерживает инструменты диаметром от 1.8 до 8.0 мм.

Используется исследование КТ или МРТ (не требуется локалайзер, не требуется сканировать пациента с рамой, сканировать можно за несколько дней до операции).

Любое количество траекторий.

Навигация: программно контролируемый инструмент Varioguide – направляющая для биопсии. Программная часть позволяет выставить направление с точностью до долей градуса и десятых долей миллиметра. Навигация осуществляется при жесткой фиксации пациента (Mayfield).

Совмещение изображений различных модальностей (КТ, МРТ, Трактография, функциональное МРТ) – позволяет соотнести объекты видимые на различных исследованиях (например, сосуды с КТ-ангио с опухолью на МРТ).

Уникальная бесконтактная регистрация Z-TOUCH

Система нейронавигации BRAINLAB предлагает несколько методов регистрации пациента вне зависимости от его позиционирования. Метод регистрации с помощью Z-touch основан на сопоставлении поверхностей, что позволяет хирургу легко выполнить процедуру, на расстоянии зарегистрировав пациента лазерным лучом.

Устройство Z-touch позволяют регистрировать КТ и МРТ изображения без использования локалайзеров или маркеров, что устраняет необходимость в специальных процедурах сканирования и снижает стоимость нейронавигации.

Читайте также:

Техника безрамной нейронавигации

Links

Images

Classifications

Abstract

Description

Claims ( 1 )

Техника безрамной нейронавигации

Нейронавигация

Нейронавигационные системы Brainlab

Fibertracking

BOLD fMRI Mapping

Интеграция микроскопа

Интеграция ультразвука

Безрамный стереотаксис VARIOGUIDE

Уникальная бесконтактная регистрация Z-TOUCH