Возможности компьютер-ассистированных навигационных систем в оперативном лечении хронических синуситов, новообразований полости носа и околоносовых пазух

В 1905 г. R. Clarke и V. Horsley [3] создали первую стереотаксическую металлическую раму, а в 1908 г. опубликовали метод прямолинейного топографического картирования мозга макаки вида резус. Перед исследователями встала проблема несоответствия в картировании структур черепа и головного мозга в плоскостной проекции, единственным выходом из которой послужило создание 3D-анатомической структуры. Для этого использовались 2-миллиметровые срезы замороженного головного мозга макаки и крысы, что позволяло воссоздать объемную структуру в картезианской системе координат. В дальнейшем этот принцип был реализован неинвазивно с помощью метода компьютерной томографии. Рама Clarke-Horsley подходила для нейрофизиологических исследований, однако была неприменима для нейрохирургических вмешательств ввиду своей громоздкости и необходимости фиксации с помощью игл. Канадский нейрофизиолог Mussen модифицировал раму Clarke-Horsley в 1918 г., создав крепления для рамы, фиксирующиеся в наружных слуховых проходах и за нижние края орбит, что позволило точно воздействовать электрическими импульсами на таламические ядра и стало толчком в развитии нейрофизиологии. Качественный этап в развитии внутричерепной навигации совершил H. Cushing, в 1914 г. использовавший рентгенографический метод для расчета хирургических подходов к гипофизу. Идея использования компьютера для навигирования генератора рентгеновского излучения разрабатывалась в 60-е годы американским инженером и неврологом W. Oldendorf, предложившим использовать вращающийся рентгеновский аппарат для создания многочисленных изображений головного мозга с последующим математическим расчетом полученных данных для реконструкции объемных структур [4]. Впервые возможность создания изображения поперечного среза головного мозга воплотил в жизнь английский инженер G. Hounsfield в 1972 г., созданные на основе этой революционной технологии КТ-сканеры в течение 3 лет широко распространились по миру, позволяя выполнять неинвазивную диагностику внутричерепных структур, в противоположность крайне болезненному и опасному методу пневмоэнцефалографии. В это же время развивается и технология МРТ. В 1987 г. японский нейрохирург E. Watanabe [5] опубликовал статью с описанием работы системы «Neuronavigator», созданной им и его командой в Tokyo General Hospital и примененной для резекции опухолей головного мозга. Новая методика безрамочной навигации, основывавшаяся на использовании роботизированной механической руки, соединенной с компьютером, содержащим томографические данные пациента, позволяла уйти от необходимости многочасовой фиксации головы пациента металлическими иммобилайзерами, что доставляло значительный дискомфорт пациентам и затягивало время предоперационной подготовки, при этом методика рамочной навигации являлась не настоящей навигационной системой, а скорее, вариантом расчета «баллистического» доступа и требовала сложных тригонометрических вычислений. Система «Neuronavigator» допускала ошибку до 10 мм, требовала постоянного присутствия инженера в операционной, а компьютер хранил не более 8 томографических срезов. Дорогая и недостаточно точная эта система не вышла на международный рынок, однако ее появление ознаменовало появление компьютер-ассистированной навигации. Дальнейшее развитие этой технологии позволило использовать принципы навигации не только в нейрохирургии, но и в оториноларингологии, и челюстно-лицевой хирургии. Внедренная W. Messerklinger в Австрии, а затем и по всему миру и ставшая «золотым стандартом» методика эндоскопической хирургии в сочетании с возможностями навигационных систем значительно повысила эффективность и безопасность операций на голове и шее. Представленная в 1993 г. [6] в Аахене (Германия) методика видео-ассистированной хирургии основания черепа и челюстно-лицевой зоны открыла новые горизонты в развитии соответствующих специальностей. В дальнейшем S. Vilsmeier, программист-самоучка из Германии, заложил основы 3D-моделирования изображения в навигационных системах, что было развито компанией «BrainLAB» и через несколько лет широко реализовано в навигационных станциях по всему миру. В производство навигационных станций включились такие крупные компании, как «Phillips», «Radionics», «Medtronic», «GE Healthcare», однако все эти навигационные системы основывались на оптических принципах и были чрезвычайно дороги. В 1999 г. B. Lombard разработал DigiPointeur — электромагнитную навигационную систему с регистрацией поверхностных маркеров операционного поля, что расширило возможности интраоперационного навигирования [7].