Нейронавигация как эволюция стереотаксиса
- Авторы: Самохвалов И.М.1, Бадалов В.И.1, Коростелев К.Е.1, Спицын М.И.1, Тюликов К.В.2, Шевелев П.Ю.1, Антонов Е.Г.1
-
Учреждения:
- Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
- Научно-исследовательский институт скорой помощи им. И.И. Джанелидзе
- Выпуск: Том 21, № 4 (2019)
- Страницы: 186-194
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.eco-vector.com/1682-7392/article/view/630096
- DOI: https://doi.org/10.17816/brmma630096
- ID: 630096
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Современная стереотаксическая нейрохирургия – это наука использующая высокотехнологичную методику точного воздействия на глубинные структуры и глубоко расположенные патологические образования головного мозга. В зависимости от заболевания воздействие на данные структуры и патологический очаг может быть вариабельным. Функциональная нейрохирургия использует стереотаксическую методику для проведения диатермодеструкции и имплантации электродов для хронической стимуляции ядер головного мозга при болезни Паркинсона, отдельных форм мышечной дистонии, постгерпетической невралгии тройничного нерва и ряда болевых синдромов. В нейроонкологии стереотаксическая методика нашла применение как малоинвазивная методика взятия биопсий с целью определения дальнейшей тактики лечения и для установки радиоактивных интрастатов в брахитерапии опухолей головного мозга. Нефункциональная стереотаксия (нейронавигация) используется в хирургии при операциях на трубчатых костях, при повреждениях позвоночника, уха, горла, носа, проникающих ранениях, что позволяет значительно снизить интраоперационную лучевую нагрузку, интраоперационный травматизм, кровопотерю, время оперативного вмешательства и тем самым сократить время реабилитации пострадавших и финансовые затраты. Результаты ее использования демонстрируют превосходство над традиционными методиками. Приложения для интраоперационной навигации с визуальным управлением расширились в хирургии позвоночника – это артродез, ревизионные процедуры, случаи деформации с искаженной анатомией, а также использование при интрадуральных опухолях, внутримозговых гематомах. Кроме того, эти технологии могут при минимально инвазивных операциях смягчить большую часть воздействия радиации, которой подвергаются пациент, хирург и вспомогательный персонал операционной.
Полный текст
Впервые термин ‹‹стереотаксис›› был предложен английскими учёными – нейрохирургом V.H. Horsley и инженером R.H. Clarke [14], которые в 1906 г. создали прибор с координатной системой для операций на животных. Поводом для создания подобного аппарата послужила необходимость точной ориентации в мозге для прицельного введения в его структуры инструментов с целью исследования функций. Вклад R.H. Clarke заключался в том, что он связал внешний фиксированный к черепу аппарат с положением очага деструкции или точки – цели внутри черепа, используя картезианскую систему координат. Это позволило создать карты мозга животных (атлас), на которых было изображено местоположение многочисленных интракраниальных структур для хирургического доступа.
Профессор анатомии Московского университетаД.Н. Зернов [1] создал стереотаксический аппарат– энцефалометр, предназначенный для анатомических исследований и нейрохирургических операций на головном мозге человека, и продемонстрировал его в 1889 г. на заседании физикоматематического общества Московского университета. Позже было опубликовано подробное описание энцефаломера и основные положения предложенной методики.
В 1908 г. R.H. Clarke, V. Horsley [14] запатентовали собственную модель для хирургических манипуляций на человеке и создали ряд усовершенствованных образцов.
C. Picard, A. Oliver, G. Bertrand [24] сообщают о том, что дело V. Horsley и R.H. Clarke в 1920-х годах продолжил A. Mussen. Он сделал копию их аппарата и использовал его для изучения работы ствола головного мозга и красного ядра у обезьян [21]. На тот период времени исследования A. Mussen не убедили нейрохирургов в возможностях использования аппарата для хирургии людей.
P.L. Gildenberg [10] сообщает, что E.A. Spiegel и G.T. Wycis в Филадельфии между 1940 и 1950 годами развили стереотаксическую методику, будучи первыми, кто выполнил стереотаксические операции на людях. Авторы после адаптации оригинального аппарата V. Horsley и R.H. Clark в 1947 г. впервые создали первый практически применяемый в медицине стереотаксический аппарат.
Расчёты доступа к образованиям головного мозга при работе на этом аппарате производятся в прямоугольной системе координат. Созданное ими устройство называлось stereoencephalotoine. E.A. Spiegel занимался исследованиями в области психохирургии. Он проводил хирургическое лечение психических нарушений посредством dorsoinedial thalamotomy, прерывая thalamofrontal связи с меньшим количеством побочных эффектов, чем при prefrontal lobotomy. Клинический опыт G.T. Wycis и E.A. Spiegel [31] привел к совершенствованию энцефалотома в отношении гибкости в выборе цели и выборе траектории доступа к ней.
Проблема, которая мешала применению стереотаксиса у человека, – это анатомическая пространственная изменчивость. Подкорковые структуры не могли быть надёжно соотнесены к костным поверхностным ориентирам черепа, поскольку это характерно только для маленьких животных. Для локализации человеческих подкорковых целей были необходимы глубокие ориентиры стереотаксической привязки, такие как структуры желудочковой системы. E.A. Spiegel и G.T. Wycis были первыми, кто для локализации глубоких подкорковых целей использовал такие визуализируемые на этих изображениях внутримозговые ориентиры, как задняя комиссура, пинеальная железа и отверстие Монро, что позволило корригировать стандартные размеры, полученные из атласов, и соотнести их с геометрией конкретного пациента [29].
Далее их функциональный опыт, привязка феноменов к определённым структурам – ориентирам позволили создать первый человеческий стереотаксический атлас мозга. В сущности, этот атлас включал их полный клинический опыт, который мог бы тогда использоваться как основа для выбора цели в мозге конкретного пациента. Точность их методики основывалась на применении ортогональных рентгенограмм и контрастной вентрикулографии с разработанной ими методикой коррекции дивергенции рентгеновских лучей, а также на системе координат, связанной с вентрикулярными ориентирами.
История развития. В 1949 г. L. Leksell [18] разработал первый стереотаксический аппарат, в котором использовались полярные координаты в сочетании с возможностью их перевода в прямоугольную систему координат. Аппарат состоял из полукруглой дуги. Сама дуга при вращении на 180 градусов формирует полусферу. В данном аппарате шкалы для расчётов по рентгенограммам лежат в разных плоскостях, что намечает траекторию доступа к цели. В связи с этим методика предусматривала систему математических расчётов (в те годы – с помощью логарифмов и диаграмм). После проведённых расчётов дуга должна была устанавливаться в такое положение, чтобы её центр точно совпадал с интракраниальной точкой цели. Направитель электродов мог передвигаться на 180 градусов по дуге, которая, в свою очередь, могла вращаться на 180 градусов сферы. Эти степени свободы позволяли выбрать любую желательную линейную траекторию и точку входа для данной цели. Подобное преимущество дугоцентрированных стереотаксических систем в дальнейшем позволило использовать стереотаксическую методику для локализации опухолей головного мозга, места трепанации и церебротомии.
В начале 1950-х годов J. Riechert and F. Mundinger [27] предложили аппараты, в которых межкомиссуральная линия (intercommissural АС-РС) использовалась как основа для привязки атласа к мозгу пациента. Авторы впервые применили фантомное устройство как механическое средство для перевода картезианской системы атласа в полярную систему координат стереотаксической рамы. Методика все еще используется во многих современных системах, поскольку это упрощает ручную установку рамки при обслуживании, а также является дополнительным способом проверки точности расчётов координат [4].
Последующие достижения в рамочной технологии включали аппараты Talairach с решением проблемы дивергенции методом телерентгенографии. M.P. Heilbrun [13] сообщает, что M. Todd и S. Wells создали модель стереотаксического аппарата, в котором голова пациента укладывалась в пределах дугоцентрированного устройства так, что точка ‒ цель находилась в фокусной точке рамы, что создавало удобство при работе с аппаратом. В дальнейшем P.J. Kelly [16] применил принцип аппарата M. Todd и S. Wells для создания своего устройства, совместимого с компьютерной томографией (КТ), и использовал его для работы со стереотаксическими ретракторами и лазером.
В последующие годы описаны другие модификации стереотаксических аппаратов: H. Narabayashi, V. Buren, S. Kandel, O. Gouda и M. Gibson. Публикации этих авторов относятся соответственно к 1952, 1960,1970 и 1980 годам [22].
После осуществления первых стереотаксических подкорковых манипуляций для лечения психических отклонений и хронической боли многие хирурги нашли стереотаксические методики наиболее подходящими для воздействия на подкорковые структуры с лечебной целью при двигательных нарушениях, в частности при треморе у пациентов, страдающих болезнью Паркинсона. Также изучены методики воздействия на вещество мозга при стереотаксических операциях.
В 1950–1960 -x годах были созданы центры стереотаксической хирургии во Франции (Hecaen and Guiot), в Германии (Riechert and Wolff), в России (Бехтерева, Кандель, Нестеров), в Японии (Narabayashi), в Великобритании (Gillingham), в Финляндии (Laitinen, Toivakka), в Канаде (Bertrand. Jasper), в Мексике (Velasco-Suarez. Escobedo), в Испании (Obrador). Руководителями этих центров было предложено несколько конструкций инструментов для биопсии и описана методика планирования доступа к образованию с алгоритмом забора ткани. Так, T. Riechert, F. Mundinger [27] первыми предложили использовать стереотаксис как навигационный инструмент для достижения глубоких артериовенозных мальформаций (АВМ). Они применили рамочную стереотаксическую систему для поиска и атравматичного удаления подкорковых и паравентрикулярно расположенных малых артериовенозных мальформаций. Современный подход к хирургическому атравматичному удалению сосудистых образований возник в результате совмещения КТ, магнитно-резонансной томографии (МРТ) и стереотаксиса. S.A. Goerss совместно с P.J. Kelly [12] описали методику по локализации и удалению АВМ ретракторной системой, совмещенной с модифицированным аппаратом «Todd-Wells». Удаление мальформаций производилось посредством коагуляции карбоновым лазером. При использовании этой методики мальформация и питающие её сосуды могут быть локализованы стереотаксически по данным ангиографической разметки.
E.O. Backlund в 1971 г. [4] применил оригинальную спираль для проведения стереотаксической биопсии опухоли, а также для эвакуации внутримозговых гематом. L.W. Conway [7] в 1973 г. опубликовал результаты проведённой стереотаксической биопсии глубоко расположенных опухолей мозга (опухоли хиазмально-селлярной локализации, глиомы таламуса, пинеаломы) у 31 больного. В 25 случаях была получена точная гистологическая верификация образования. Методика стереотаксического планирования доступа к опухолям головного мозга по данным КТ с целью забора ткани для гистологического исследования подробно описана у многих авторов.
Методику термокоагуляции питающих сосудов глубоко расположенных АВМ описали С.J. Chen et al. [6]. Авторы показали, что стереотаксическая ангиография даёт ценную информацию для определения пространственных отношений между приносящими артериями и дренажными венами при планировании их хирургического лечения.
Позднее H. Boecher-Schwarz [5] представил данные о стереотаксическом удалении артериовенозных мальформаций с хорошими результатами у 12 пациентов из краниотомий средним диаметром 2,8 см и кортикотомий диаметром 1 см. Размер мальформаций составил 0,5‒1,8 см, последние располагались на глубине 0,4–4,5 см от поверхности коры. Для локации использовалась стереотаксическая система C’RW (Cosman-Roberts-Wells).
Приёмы стереотаксиса условно делят на две части: стереотаксическое наведение и стереотаксические воздействия. Стереотаксическое наведение необходимо для точного позиционирования области воздействия.
Основа стереотаксического наведения – геометрия, метод координат. Стереотаксическое наведение включает определение положения стереотаксических мишеней в пространстве и нацеливание на них стерео-таксического инструмента [3].
Метод координат позволяет выразить в числах пространственное положение точек относительно какой-либо системы координат. В стереотаксисе используют несколько типов системы координат: прямоугольная система координат – три взаимно перпендикулярные плоскости, называемые координатными плоскостями. Точка пересечения координатных плоскостей – начало координат. Линии пересечения координатных плоскостей – оси системы координат, их обозначают латинскими буквами x, y, z. Положение любой точки в прямоугольной системе координат задаётся тремя числами – тремя координатами точки (тремя расстояниями точки до координатных плоскостей). В полярной системе координат положение точки задаётся тремя числами – одним расстоянием (длина радиуса-вектора) и двумя углами. При постоянной длине радиусавектора полярная система координат превращается в экваториальную систему координат. Любая стереотаксическая методика содержит несколько систем координат.
В клиническом стереотаксисе прямоугольная система координат мозга строится по внутримозговым ориентирам, для чего чаще всего используют переднюю и заднюю комиссуры мозга. Ось х проходит через центры комиссур от затылка ко лбу, начало координат 0 – середина расстояния между коммиссурами, ось z проходит от базальных отделов мозга к темени, ось y – слева направо (рис. 1).
Рис. 1. Система координат мозга
Для повышения точности наведения в системах координат мозга можно использовать данные стереотаксического атласа. Стереотаксический атлас представляет собой обычно набор фотографий срезов мозга с изображениями мозговых структур, плоскости срезов строго параллельны координатным плоскостям системы координат. Правила построения системы координат стереотаксического атласа и системы координат мозга аналогичны. Это позволяет измерять в атласе координаты целевых точек и переносить их в системы координат мозга [2].
Систему координат локализатора, так же как систему координат стереотаксического аппарата, относят к инструментальным системам координат. Локализаторы – устройства, которые фиксируются на голове пациента и содержат в своей конструкции модель прямоугольной системы координат (рис. 2). Различают рентгеновские локализаторы, КТлокализаторы, МРТ-локализаторы, позитронно-эмиссионно томографические (ПЭТ)-локализаторы. Они позволяют определять координаты объекта по его рентгеновскому, КТ-, МРТ-, ПЭТ-изображению.
Рис. 2. Локализатор
Стереотаксические системы – промышленно выпускаемые комплексы приборов, инструментов и компьютерных программ, предназначенные для проведения стереотаксических вмешательств. Наиболее известные зарубежные стереотаксические системы – «Лекселл» фирмы «Электа» (Швеция),«Рихерт-Мундингер» фирмы «Фишер» (Германия),«БРВ» фирмы «Радионикс» (Соединенные ШтатыАмерики) и др.
Стереотаксическая система «Поаник» является отечественной компьютеризированной стереотаксической системой. Она разработана лабораторией стереотаксических методов Института мозга человека Российской академии наук и Государственным научным центром Российской Федерации Центрального научно-исследовательского института «Электроприбор» (рис. 3). Важное достоинство системы «Поаник» – атравматичная маркировка головы больного с помощью оттиска зубов пациента. При каждом прикусывании пациентом своего оттиска зубы верхней челюсти погружаются в соответствующие углубления оттиска, который занимает относительно черепа и мозга одно и то же пространственное положение. На оттиске могут быть поочерёдно зафиксированы локализаторы для рентгенографии, КТ, МРТ и ПЭТ. Благодаря этому возможно проведение интроскопии заблаговременно до операции без травмирования больного. Эта система позволяет проводить стереотаксические операции в нейрохирургических отделениях, которые не имеют собственного томографа, при этом интроскопическая подготовка может быть выполнена на томографе, географически удалённом от операционной.
Рис. 3. Стереотаксическая система «Поаник»
Функциональный стереотаксис – методика, позволяющая с помощью специального инструментария влиять и менять функциональные возможности различных зон головного мозга. Он используется для наведения и воздействия на ядра и проводящие пути головного мозга с целью диагностики и лечения сложных хронических заболеваний центральной нервной системы, таких как паркинсонизм, органические гиперкинезы, эпилепсия, неукротимые боли, некоторые психические расстройства.
Стереотаксические воздействия, используемые в функциональной стереотаксии, можно разделить на три группы.
Первая (наиболее часто применяемая) группа– локальные необратимые разрушения структур – мишеней. Разрушению могут быть подвергнуты те структуры, которые служат очагами патологической гиперактивности, вызывающей характерные для данного заболевания клинические проявления, например эпилептический очаг. Однако гораздо чаще локальному разрушению подвергаются морфологически и биохимически интактные структуры, которые в мозге служат проводниками патологической активности.
Вторая группа – временные, обратимые воздействия. Они более щадящие, более «физиологичные». Например, обратимые холодовые выключения структур с помощью локального охлаждения до –10°С или диагностические и лечебные электрические стимуляции. Последние в зависимости от параметров (частота, сила тока, экспозиция) могут вызывать функциональную активацию структуры или, наоборот, её дисфункцию.
Третья группа – трансплантация тканей, например аутотрансплантация тканей надпочечников или трансплантация эмбриональной ткани.
Нефункциональная стереотаксия не подразумевает прямого воздействия на вещество головного мозга, а используется для: 1) биопсии опухолей,2) пункции абсцессов с их дренированием, промыванием полости абсцесса растворами антибиотиков и при необходимости осмотра стенок полости с помощью стереотаксически введённого эндоскопа, 3) эвакуации гематом, 4) стереотаксического удаления инородных тел. Для этого осуществляется наведение соответственно на опухоли мозга, абсцессы, гематомы, инородные тела. К нефункциональной стереотаксии можно отнести нейронавигацию.
Важным событием в области стереотаксической нейрохирургии было появление новых современных средств визуализации (КТ и позже МРТ). Прежде расчёты доступа к точке-мишени и выбор цели производился по интракраниальным ориентирам, полученным при помощи стандартного рентгеновского оборудования (ангиографии и вентрикулографии). Таким образом, возможности стереотаксиса согласовывались фактом наличия структурно неизменённого мозга, что удовлетворяло потребности функциональной нейрохирургии, но ограничивало использование методики в других её областях.
С появлением КТ, МРТ улучшилось качество диагностики , появилась возможность точно определить местоположение, размеры, форму и структуру интракраниальных образований. Возник стимул для прогресса в области стереотаксиса, заключавшийся в использовании данных КТ и МРТ для изучения стереотаксического пространства с целью локализации мишени и планирования хирургического доступа.
О совмещении КТ-технологий и стереотаксической методики было сообщено J.C. Maroon [19], который описал три наблюдения, где биопсия была спланирована по КТ данным. Автор сообщил об одном осложнении и одной смерти пациента, не связанных с процедурой.
Следующие публикации о результатах совмещения стереотаксиса и КТ принадлежат T.S. Roberts, R. Brown [28]. Авторы описали новую «Brown-Roberts-Wells» стереотаксическую систему, являющуюся модифицированной версией оригинала аппарата «Todd-Wells». Авторы подробно осветили алгоритм выполнения стереотаксических расчётов, а также компьютерное моделирование стереотаксического подхода.
Опыт применения модели рамочной стереотаксической системы «Cosman-Roberts-Wells» для локации и удаления образований головного мозга глубинной локализации продемонстрирован в публикациях1990 г. W.T. Couldwell [8].
В 2003 г. G.R Stranjalis et al. [30] сообщили о результатах 118 оперативных вмешательств с КТи МРТ-локацией, как и на стереотаксической рамочной системе «Cosinan-Roberts-Wells». Спектр хирургических манипуляций включал 62 биопсии опухолей,22 резекции образований из миникраниотомий, 11 эвакуаций гематом, 8 аспираций абсцессов, 2 аспирации кистозных новообразований, 4 размещения вентрикулярных катетеров и 9 таламотомий. Автор сообщает о 5,9 % осложнений и о 2,5% смертности, что вписывается в результаты, полученные другими авторами: осложнения 0,9% ‒ 8,5%, смертность 0% ‒3,3%.
Несомненно, что информация, получаемая при МРТ, более информативна, чем при КТ. Поэтому планирование траектории доступа по реконструкциям МРТ наиболее удобно. Данные МРТ (в том числе МРТ с контрастированием опухоли) несут большую информацию о размерах, форме и границах новообразования. При этом на этапе планирования становится возможным оценить состояние прилежащих мозговых структур, а также участков мозгового вещества, расположенных на пути доступа. Тщательный анализ борозд с конвекситальными сосудами (по данным МРТ-ангиографии) обеспечивает выбор наименее безопасной и малотравматичной траектории.
C.A. Giller [11] описывает достижения в области нейрохирургии, которые тесно связаны с научно-техническими разработками в области стереотаксиса и скоростью их внедрения в клиническую практику. Так, стереотаксическое направление, получив передовые дорогостоящие технологии в 1980-е годы, неоспоримо реализовало себя, внеся огромный вклад в повышение качества нейрохирургической помощи. Стереотаксическая методика, зародившаяся в начале XX в. и имевшая тогда задачи обеспечения нейрофизиологических исследований, в настоящее время легла в основу современного оборудования для сопровождения при хирургических вмешательствах на мозге человека. Истинно стереотаксическая методика с идеей односторонней передачи информации с косвенных, а затем и конкретных (КТ, МРТ) мозговых ориентиров на вещество мозга для точного попадания в определённые его структуры в наши дни позволяет обеспечить такую двухстороннюю связь [9, 17, 23].
Эта возможность заложена в различных безрамочных навигационных системах. Данные системы мгновенно производят обработку данных для обеспечения двухсторонней связи между мозгом пациента и его МРТ-, КТреконструкциями, существенно помогая хирургу, в какой-то мере расширяя его чувство пространственной ориентации.
Первые изобретения использовали ультразвуковые вспышки и микрофоны с целью совмещения данных КТ и операционного микроскопа – первый прототип безрамной навигации на основе ультразвука. КТ-изображения модифицировались и видоизменялись в соответствии с изменением положения операционного микроскопа. Использование акустических систем слежения позволило избежать сложностей с механическими препятствиями между микроскопом и системой слежения. Однако точность регистрации данных пациента в нейронавигационной установке составляла около 7 мм, что заставило авторов продолжить работу в данном направлении.
В 1990 г. H.F. Reinhardt et al. [26] из университета города Базеля сообщили о нейронавигационной установке, которая использовала рабочий инструмент, ориентируемый в пространстве с помощью ультразвука. Авторы изобрели систему, которая в лабораторных условиях показала высокую точность (±0,5 мм). Однако в условиях реальной операционной точность системы резко падала (±3 мм) при незначительных изменениях температуры, вызванной даже движением людей.
Точность нейронавигационной системы зависела от скорости звука, изменяющейся в зависимости от плотности среды (воздуха), которая в свою очередь зависит от влажности, температуры и газового состава, а эти данные могут меняться в течение операции. Также работу системы могли нарушить ультразвуковые сигналы, отражаемые от стен и пола. Систему можно было использовать только как устройство для уточнения места трепанации и обнаружения патологического очага.
В 1991 г. A. Kato et al. [15] сообщили о нейронавигационной системе, ориентирующейся в пространстве с помощью магнитного поля. Преимуществом данной навигационной системы является возможность перекрытия пространства между излучателями магнитного поля и рабочим инструментом, так как положение инструмента определяется градиентом магнитного поля. Недостатком использования данной системы является отказ от использования инструментов из стали и источников электромагнитных колебаний, в результате чего точность системы удалось довести до 4 мм. Использование нейронавигации с магнитным принципом действия возможно в условиях специальной операционной.
В 1996 г. H.F. Reinhardt et al. [25] представили нейронавигационную систему, ориентирующуюся в пространстве с помощью инфракрасного излучения. Положение рабочего инструмента в пространстве определялось при помощи электронно-оптической системы, состоящей из детекторных камер, создающих систему координат, а также из испускающих инфракрасное излучение светодиодов, располагающихся на рабочем инструменте.
Навигация сегодня – это инструмент, который используется практически во всех областях хирургии. Использование систем нейронавигации совершенно безопасно для пациента.
Комплекс навигационных систем, который вобрал в себя современные программные обеспечения, безрамные стереотаксические системы, возможность соединения с микроскопом и другими вспомогательными устройствами, беспроводные высокоинтеллектуальные инструменты, обеспечивает высокую надежность и дает специалисту непревзойденную свободу действий.
Нейронавигация для операций на позвоночнике позволила качественно увеличить точность и объем резекций кости, повысила позиционирование имплантов. При этом количество снимков электронно-оптического преобразователя (ЭОП) при использовании навигации значительно снижается.
Программа FluoroNavigation 2D (при подключении обычного ЭОП) позволяет снижать интраоперационную лучевую нагрузку как на оперирующий персонал, так и на пациента в 3–4 раза, а также отслеживать репозиции и пространственное положение в режиме реального времени. Эта программа в полном объеме удовлетворяет все требования, необходимые для малоинвазивных и малотравматичных чрескожных вмешательств, при которых нет необходимости пользоваться дополнительными регистрациями [20].
Программа SpineMap 3D (использует результаты КТ, МРТ, поддержку подключения 3D-ЭОП). Процесс планирования осуществляется на основании КТ-серии, затем происходит слияние 3D-модели ЭОП и КТ, или совмещение с результатами МРТисследования и 3D-модели ЭОП (рис. 4). Следующий этап – это автоматическая регистрация КТ-модели по данным 3D-модели ЭОП. Эта функция идеально подходит при сложных деформациях и сколиозах, данные функциональные возможности можно использовать при травмах позвоночника и сложных деформациях, при дегенеративно-дистрофических изменениях позвоночника.
Рис. 4. Совмещение навигационного инструментария и анатомического атласа
Для работы со структурами головного мозга чаще всего используется программа iNtellect Cranial. Данное программное обеспечение позволяет точно выйти на точку-мишень в головном мозге, снизить травматизацию мозга, количество осложнений и возможных ошибок. Здесь имеется широкий ряд опций для открытых и пункционных операций, экономичные и эффективные решения для биопсии и шунтирования, а также возможна поддержка трансназальных и транссфеноидальных доступов:
– малоинвазивные доступы с минимальным повреждением мозгового вещества, окружающего патологический очаг (опухоль, гематома, сосудистая мальформация, инсульт, инородное тело, абсцесс и т. д.), включая трансназальные доступы в область турецкого седла;
– точное позиционирование каждого инструмента во время операции, что опять же ведет к минимизации ятрогенного повреждения, снижению статистики осложнений, ранней реабилитации, повышению качества жизни пациента и затрат на пребывание в стационаре и фармакотерапию.
– детальное предоперационное планирование с расчетом координат и объема патологического очага и траектории доступа к нему (снижает время работы на открытом мозге, при постоянной практике – общее время операции);
– новые возможности в области создания и построения 3D-моделей анатомических структур (желудочки, сосудистая сеть, новообразования);
– полнообъемная визуализация сети нервных проводящих путей (трактография), рисунок 5.
Рис. 5. 3D-визуализация анатомических образований и зоны хирургического вмешательства
Таким образом, преимущества использования нейронавигации трудно переоценить. Навигационные системы позволяют добиться лучших клинических результатов, будь то вмешательство на сосудах головного мозга или установка многоуровневой конструкции на позвоночник. В частности, они позволяют более тщательно спланировать этапы операции и контролировать её ход, тем самым снижая количество возможных ошибок, неточностей и грубых ятрогенных осложнений. При таком воздействии снижаются риски негативных последствий операционной травмы, так как выход на цель осуществляется кратчайшим и наиболее безопасным неконтактным со смежными структурами и образованиями путем. Улучшение клинических результатов значительно корригирует общую картину статистики осложнений по результатам лечения, так как сокращаются время оперативного пособия, время пребывания в наркозе, кровопотеря, происходит сокращение в целом койко-дней и затрат на послеоперационную фармакотерапию.
Кроме того, к несомненным достоинствам навигационных систем можно отнести следующие:
– снижается инвазивность процедуры и кровопотеря, по мере овладения методикой – время операции и, как следствие, уменьшается время наркоза, а значит, достигается более ранняя реабилитация пациента;
– значительно сокращается интраоперационная лучевая нагрузка на участников операции и на пациента;
– является поддержкой и помощником для молодых врачей, которые делают первые шаги в освоении той или иной техники операций на различных анатомических областях;
– дает возможность специалистам овладеть новой прогрессивной методикой, представляет материал для научной работы, способствует активному взаимодействию с коллегами в других регионах и странах;
– снижает финансовые затраты на восстановление пациента и его обеспечение в процессе реабилитации.
Использование навигационных систем также позволяет клинике претендовать на присвоение высшей категории, на активное участие в разнообразных федеральных и региональных программах по оказанию и улучшению медицинской помощи пациентам. На государственном уровне появляется возможность создавать центры по оказанию высокотехнологичной качественной медицинской помощи.
Об авторах
И. М. Самохвалов
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Автор, ответственный за переписку.
Email: vmeda-nio@mil.ru
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург
В. И. Бадалов
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Email: vmeda-nio@mil.ru
Россия, Санкт-Петербург
К. Е. Коростелев
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Email: vmeda-nio@mil.ru
Россия, Санкт-Петербург
М. И. Спицын
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Email: vmeda-nio@mil.ru
Россия, Санкт-Петербург
К. В. Тюликов
Научно-исследовательский институт скорой помощи им. И.И. Джанелидзе
Email: vmeda-nio@mil.ru
Россия, Санкт-Петербург
П. Ю. Шевелев
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Email: vmeda-nio@mil.ru
Россия, Санкт-Петербург
Е. Г. Антонов
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Email: vmeda-nio@mil.ru
Россия, Санкт-Петербург
Список литературы
- Зернов, Д.Н. Энцефалометр. Прибор для определения положения частей мозга живого человека / Д.Н. Зернов. – М.: Печная мастерская С.П. Яковлева, 1892. – 13 с.
- Можаев, С.В. Нейрохирургия: учебник для вузов / С.В. Можаев, А.А. Скоромец, Т.А. Скоромец. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 479 с.
- Низковолос, В.Б. Реализация возможностей стереотаксических манипуляторов «Ореол» и «Низан» для решения клинических задач / В.Б. Низковолос // Мат. III съезда нейрохирургов России. – СПб.: МГВ, 2002. – С. 472–473.
- Backlund, E.O. A new instrument for stereotaxic brain tumour biopsy. Technical note / E.O. Backlund // Acta Chir. Scand. – 1971. – № 137. – P. 825–832.
- Boecher-Schwarz, H., Stereotactically Guided Cavernous Malformation Surgery / H. Boecher-Schwarz [et al.] // Min- Minimally Invasive Neurosurgery. – 1996. – Vol. 39, № 2. – P.50–55.
- Chen, C.J. Stereotactic Radiosurgery for Unruptured Versus Ruptured Pediatric Brain Arteriovenous Malformations / C.J. Chen [et al.] // Stroke. – 2019. – № 7. – P. 745–751.
- Conway, L.W. Stereotaxic diagnosis and treatment of intracranial tumors including an initial experience with cryosurgery for pinealomas / L.W. Conway // Journal of Neurosurgery. – 1973. № 38 (4). – P. 453–460.
- Couldwell, W.T. Initial experience related to the use of the Cosman- Roberts-Wells stereotactic instrument / W.T. Couldwell, M.L.J. Apuzzo // Journal of Neurosurgery. – 1990. – Vol. 72, № 1. – P. 145–148.
- Dervin, J.E. A simple system for image directed stereotaxis / J.E. Dervin, J. Miles // Br. J. Neurosurg. – 1989. – № 3 (5). – P.569–574.
- Gildenberg, P.L. Spiegel and G.T. Wycis – The Early Years. Stereotactic and Functional Neurosurgery / J. Neurosurg. – 2001. № 77 (1–4). – P. 11–16.
- Giller, C.A. The first formulation of image-based stereotactic principles: the forgotten work of Gaston Contremoulins / P. Mornet, J. Moreau // J. Neurosurg., – 2017. – № 127 (6). – P.1426–1435.
- Goerss, S.A. Computed Tomographic Stereotactic Adaptation System / P.J. Kelly, B. Kall, G.J. Alker // Neurosurgery. – 1982. № 10 (3). – P. 375–379.
- Heilbrun, M.P. [et al.] Preliminary experience with Brown- Roberts-Wells (BRW) computerized tomography srereotaxic guidance system / M.P. Heilbrun [et al.] // J. Neurosurg. – 1983. – Vol. 59. – P. 217–229.
- Horsley, V. The structure and function of the cerebellum examined by a new method / Horsley V., R.H. Clarke // Brain. – 1908. – №31. – – P. 45–124.
- Kato, A. Computer assisted neurosurgery: development of a frameless and armless navigation system (CNS navigator) / A. Kato [et al.] // No Shinkei Geka. – 1991. – № 19 (2). – P.137–142.
- Kelly, P.J., Evolution of contemporary instrumentation for computer-assisted stereotactic surgery/ S.J. Goerss, B.A. Kall // Surgical Neurology. – 1988. – № 30 (3). – P. 204–215.
- Kim, C.W. Use of navigation-assisted fluoroscopy to decrease radiation exposure during minimally invasive spine surgery / C.W. Kim [et al.] // Spine J. – 2008. – № 8 (4). – P. 584–590.
- Leksell, L. A new technique for craniotomy; the osteodural flap / L. Leksell // Acta Chir. Scand. – 1949. – Vol. 98, № 3. – P. 270–283.
- Maroon, J.C. Intracranial biopsy assisted by computerized tomography / J.C. Maroon [et al.] // Journal of Neurosurgery. – 1977. – № 46 (6). – P. 740–744.
- Matzke, C. A comparison of two surgical approaches in functional neurosurgery: individualized versus conventional stereotactic frames / C. Matzke [et al.] // Computer Aided Surgery. – 2015. – № 20 (1). – P. 34–40.
- Mussen, A.T. A cytoarchitectural atlas of the brain stem of the Macaccus rhesus / A.T. Mussen // J. Psychnl Neurni. – 1922–1923. – Vol. 29. – P. 451–518.
- Ohye, C. Prof. Hiro Narabayashi / C. Ohye, H. Fodstad // Stereotactic and Functional Neurosurgery. – 2001. – № 76 (3–4). – P. 125–128.
- Ooba, H.F Stereotactic Biopsy with Electrical Monitoring for Deep-Seated Brain Tumors / H.F. Ooba [et al.] // World Neurosurgery. – 2013. – № 79 (1). – P. –207.
- Picard, C. The first human stereotaxic apparatus. The contribution of Aubrey Mussen to the field ofstereotaxis / C.Picard, A. Olivier, G. Bertrand // J. Neurosurg. – 1983. – № 54. – P. 36–67.
- Reinhardt, H.F. Computer assisted brain surgery for small lesions in the central sensorimotor region / H. F. Reinhardt [et al.] // Acta Neurochirurgica. – 1996. – № 138 (2). – P. 200–205.
- Reinhardt, H.F. Interactive Sonar-Operated Device for Stereotactic and Open Surgery / H.F. Reinhardta, H.J. Zweifelb // Stereotact Funct Neurosurg. – 1990. – № 54–55. – P. 393–397.
- Riechert, T.L. Combined Stereotaxic Operation for Treatment of Deep-Seated Angiomas and Aneurysms / T. Riechert, F. Mundinger // Journal of Neurosurgery. – 1964. – № 21 (5). – P.358–363.
- Roberts, T. S . Technical and clinical aspects of CT- directed stereotaxis / T.S. Roberts, R. Brown. – Appl. Neurophysiol. – 1980. – № 43 (3–5). – P. 170–171.
- Schulder, M. Handbook of Stereotactic and Functional Neurosurgery / C.D. Gandhi // New Jersey Medical School, U.S.A. Associate editor, Mt. Sinai School of Medicine, New York, U.S.A. – 2002. – P. 345–352.
- Stranjalis, G.R. Stereotactic Biopsy in the Era of Advanced Neuroimaging. Does the Minimal Therapeutic Gain Justify its Current Wide Use? / G.R. Stranjalis [et al.] // Minimally Invasive Neurosurgery. – 2003. № 46 (2) – P. 90–93.
- Wycis, H.T. Principles and applications of stereo encefalotomia / E.A. Spigel // Cir Cir. – 1958. – Vol. 26. – P. 1–31.