Нейронавигация

В клинике «МИРТ» внедрена в работу хирургическая навигационная система BRAINLAB последнего поколения с приложением для спинальной хирургии. Систему установили в августе, и уже с её помощью провели первые операции. Комплекс значительно повысил хирургические возможности врачей.

Технология навигации в хирургии - очень похожа на распространенную, и теперь уже всем известную систему GPS-навигации. Для выполнения операции (“прохождения маршрута”) - нужны данные компьютерной томографии (“карты”) - поэтому сначала в навигационную станцию загружаются 3х-мерная “карта человека” (диск с КТ). Затем прокладывается “маршрут” - выполняется виртуальная операция, вычисляется наиболее оптимальная траектория установки транспедикулярных винтов, и эта траектория запоминается в памяти компьютера - проводится предоперационное планирование. Дальнейшие действия выполняются непосредственно во время самой операции. Загруженные в память компьютера “карты” (КТ позвоночника) - привязываются к операционному полю.

Для этого у навигационной станции есть 2 инфракрасных глаза, которыми станция отслеживает маячки - специальные шарики, отражающие ИК-лучи. 3 маячка в уникальной 3х-мерной конфигурации фиксированы на антенке, которая устанавливается на больной позвонок, или рядом с ним, в зависимости от ситуации. И навигационная станция, всегда знает, где находятся эта антенка, если в поле ее зрения попадают все 3 маячка. С помощью специального щупа, который имеет свою комбинацию из 2х маячков - хирург “ощупывает” позвонки пациента, отмечая на нем опорные точки. Когда опорных точек становится много - процессор производит “привязку к местности” - он совмещает карту компьютерной томографии - виртуальную модель позвоночника, видимую на экране - с реальными позвонками, которые видит хирург. После регистрации - на экране навигационной станции появляются виртуальные инструменты для операции, каждый - со своим уникальным набором шариков-отражателей, - и тогда все манипуляции, выполняемые в реальности отражаются на экране, с возможностью виртуально заглянуть вглубь раны, не делая в реальности никакой травмы.

По заранее запланированной траектории - “маршруту” - проводится установка конструкции, с высокой точностью, без единого рентгеновского снимка. Эта же технология позволяет также точно вычислять расположение новообразований позвоночника, грыж позвоночника, остеофитов, или костных отломков - для того чтобы минимизировать объем резекции кости,сократить время операции, и в конечном счете - достичь максимального хирургического результата.

Спинальная навигационная станция StealthStation до этого использовалась только в Федеральных центрах.

Преимущества системы BRAINLAB

Система позволяет максимально безопасно, без осложнений проводить имплантации и при этом свести к минимуму количество рентгеновских снимков. Раньше пациенту в ходе операции в общей сложности делалось от 25 до 50 снимков. При использовании новой технологии хватает двух до и двух после операции. Таким образом снижается лучевая нагрузка на пациента и медицинскую бригаду.

Рентгеновские снимки затем передаются на компьютер навигационной станции, как и другие необходимые данные о пациенте. На мониторе в режиме онлайн хирурги видят, где располагается их инструментарий, а также имплант по отношению к позвонкам пациента.

Представьте только, нам нужно установить в позвоночник винт диаметром 6 мм, а корень дуги, через которую проходим, имеет диаметр 8 мм. И рядом с ней располагаются важные анатомические образования – спинной мозг, корешки – которые ни в коем случае нельзя повредить. То есть цена вопроса – всего 2 миллиметра. Стоит на миллиметр ошибиться, и получим компрессию или сдавление спинного мозга. Как результат – послеоперационные осложнения. К счастью, это происходит нечасто, но всё же новый комплекс позволяет добиться максимальной точности.

Базовые компоненты навигационных систем

Базовыми компонентами большинства навигационных систем являются:

• Камера
• Трекеры-метки
• Компьютер с ПО
• Монитор для представления информации операционной бригаде

Важнейшей составляющей навигационных систем является программное обеспечение. Компьютер с ПО выполняет роль головного мозга навигационной системы. В компьютере содержатся результаты 3Dисследований (КТ, МРТ, ПЭТ), информация от следящей камеры о расположении референтного (нулевого) трекера и навигируемого хирургического инструмента.

Это позволяет проводить сопряжение данных инструментальных методов исследования с реальной топографией навигируемой области пациента и последующим представлением информации о местонахождении инструмента в трёхмерном пространстве по отношению к зонам интереса.

КТ и МРТ необходимо выполнять по специальному протоколу для правильного построения виртуальной трёхмерной модели головы на станции навигационной системы. Полученные данные переносят в формате DICOM на станцию нейронавигации, где осуществляется дальнейшая обработка и подготовка к оперативному лечению. Загрузка данных производится через дисковод (СD, DVD) или через сеть.

Этапы нейронавигации

• Выбор и индентификация референтных точек, используемых впоследствии для совмещения виртуального образа головы (позвоночника) и реального физического объекта. После окончания сбора система создает трёхмерную маску из полученного множества точек. Она накладывается на трёхмерную модель анатомии пациента.После регистрации пациента проводится следующий этап.

• Хирургическое планирование. После загрузки снимков пациента в навигационную систему происходит автоматическая реконструкция индивидуального анатомического строения головы с точным определением очагов поражения в трёхмерном режиме. Первоначально навигационные системы использовали для точной краниотомии при удалении первичных и метастатических опухолей. Знание точного местоположения очага поражения и его взаимоотношения с магистральными сосудами и функционально значимыми зонами коры позволяет осуществить минимальную краниотомию, достаточную для проведения операции. В настоящее время область применения нейронавигации значительно расширилась. 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 1-2 мм 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.

Большинство операций, которые выполняются в МЦ «МИРТ», связаны с дегенеративными возрастными изменениями в позвоночнике или опухолями спинного мозга. Это смещения позвонков, позвоночные грыжи, опухоли позвонков и спинного мозга и так далее. Большинству пациентов за 60 лет.Навигационная система позволит Костромским врачам выполнять самые сложные операции на позвоночнике. Например, в такой анатомической области, как зона перехода головы в верхний шейный отдел позвоночника. В этой части элементы ещё меньшего размера. Дуга первого шейного позвонка порядка 4 мм. Такой же диаметр имеет и имплантируемый туда винт. А надо поставить его, ничего не повредив, ведь фактически это уже переход в головной мозг. Получат шанс на полноценную жизнь и пациенты с врождёнными аномалиями развития позвоночника или сложными приобретёнными после травм деформациями.

Приобретенное оборудование очень востребовано для лечения жителей Костромской области. А работает с ним команда высокопрофессиональных специалистов. Например, спинальную навигационную систему внедрили за очень короткое время – на её освоение нашим специалистам понадобилось меньше месяца. Хотя регламентный срок составлял три месяца.

Основное направление в развитии МЦ «МИРТ», как и медицины в целом, это внедрение малоинвазивных методик хирургической помощи, новых диагностических комплексов.

Есть ли минусы у такой привлекательной технологии?

К сожалению - есть. И связаны они, в первую очередь, с тем, что навигационной станции необходимо постоянно видеть инфракрасные маячки. Если маячок случайно скрылся за рукой хирурга, или за другим инструментом - навигационная станция теряет не просто маячок - она теряет из вида весь инструмент, и в этом случае падает точность манипуляции. Также маячок может загрязниться капелькой крови, или запотеть - тогда его отражающая способность пропадает, и навигация может ошибиться (как в жизни - GPS-навигация, если потеряет связь со спутниками, может “завести под кирпич”). Поэтому операции с использованием навигационной установки требуют тщательного планирования и деликатных манипуляций.