Шевелев И.Н.

НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН, Москва; Медицинский центр Банка России; ЦИТО им. Н.Н. Приорова, Москва

Коновалов Н.А.

ООО Клиника спинальной нейрохирургии «Аксис»; НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН, Москва

Старченко В.М.

ФГБУ "НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко" РАМН, Москва

Черкашов А.М.

ФГБУ "НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко" РАМН, Москва

Шарамко Т.Г.

ФГБУ "НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко" РАМН, Москва; Отделение нейрохирургии Нижегородского научно-исследовательского института травматологии и ортопедии

Назаренко А.Г.

ООО Клиника спинальной нейрохирургии «Аксис»; НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН, Москва

Асютин Д.С.

ФГБУ "НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко" РАМН, Москва

Мартынова М.А.

ФГБУ "НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко" РАМН, Москва

Опыт применения интраоперационного конусно-лучевого компьютерного томографа и современной системы навигации в хирургическом лечении заболеваний позвоночника и спинного мозга

Журнал: Журнал «Вопросы нейрохирургии» имени Н.Н. Бурденко. 2014;78(3): 21-29

Просмотров : 61

Загрузок : 1

Как цитировать

Шевелев И. Н., Коновалов Н. А., Старченко В. М., Черкашов А. М., Шарамко Т. Г., Назаренко А. Г., Асютин Д. С., Мартынова М. А. Опыт применения интраоперационного конусно-лучевого компьютерного томографа и современной системы навигации в хирургическом лечении заболеваний позвоночника и спинного мозга. Журнал «Вопросы нейрохирургии» имени Н.Н. Бурденко. 2014;78(3):21-29.

Авторы:

Шевелев И.Н.

НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН, Москва; Медицинский центр Банка России; ЦИТО им. Н.Н. Приорова, Москва

Все авторы (8)

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)

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail