Eksoskoopide rakendamise areng neurokirurgilistes protseduurides

 

Kohaldaminekirurgilised mikroskoobidja neuroendoskoopide kasutamine on märkimisväärselt suurendanud neurokirurgiliste protseduuride efektiivsust. Sellest hoolimata on seadmete endi teatud omaduste tõttu kliinilistes rakendustes siiski teatud piirangud. Puuduste valgusesoperatsioonimikroskoobidja neuroendoskoopide arenguga koos digitaalse pildistamise, WiFi-võrguühenduse, ekraanitehnoloogia ja optilise tehnoloogia arenguga on eksoskoopide süsteem tekkinud sillana kirurgiliste mikroskoopide ja neuroendoskoopide vahel. Eksoskoobil on parem pildikvaliteet ja kirurgiline nägemisväli, parem ergonoomiline rüht, õpetamise efektiivsus ja kirurgilise meeskonna tõhusam kaasamine ning selle rakenduste efektiivsus on sarnane kirurgiliste mikroskoopide omaga. Praegu käsitleb kirjandus peamiselt eksoskoopide ja kirurgiliste mikroskoopide erinevusi tehnilistes ja varustuslikes aspektides, nagu teravussügavus, nägemisväli, fookuskaugus ja operatsioon, puududes kokkuvõte ja analüüs eksoskoopide spetsiifilisest kasutamisest ja kirurgilistest tulemustest neurokirurgias. Seetõttu võtame kokku eksoskoopide rakenduse neurokirurgias viimastel aastatel, analüüsime nende eeliseid ja piiranguid kliinilises praktikas ning pakume viiteid kliiniliseks kasutamiseks.

Eksoskoopide ajalugu ja areng

Kirurgilistel mikroskoopidel on suurepärane sügav valgustus, kõrge eraldusvõimega kirurgiline vaateväli ja stereoskoopilised pildistamisefektid, mis aitavad kirurgidel selgemini jälgida kirurgilise välja sügavat närvi- ja vaskulaarset koestruktuuri ning parandada mikroskoopiliste operatsioonide täpsust. Kuid teravussügavuskirurgiline mikroskoopon madal ja vaateväli on kitsas, eriti suure suurenduse korral. Kirurg peab korduvalt fokuseerima ja sihtala nurka reguleerima, millel on oluline mõju kirurgilisele rütmile; Teisest küljest peab kirurg jälgima ja opereerima mikroskoobi okulaari kaudu, mis nõuab kirurgilt pikka aega fikseeritud asendi säilitamist, mis võib kergesti põhjustada väsimust. Viimastel aastakümnetel on minimaalselt invasiivne kirurgia kiiresti arenenud ning neuroendoskoopilisi süsteeme on neurokirurgias laialdaselt kasutatud tänu nende kõrge kvaliteediga piltidele, parematele kliinilistele tulemustele ja suuremale patsientide rahulolule. Endoskoopilise lähenemise kitsa kanali ja oluliste neurovaskulaarsete struktuuride olemasolu tõttu kanali lähedal, koos koljukirurgia omadustega, nagu võimetus koljuõõnt laiendada või kahandada, kasutatakse neuroendoskoopiat peamiselt koljubaasi kirurgia ja vatsakeste kirurgia jaoks nina- ja suukaudsete lähenemisviiside kaudu.

Arvestades kirurgiliste mikroskoopide ja neuroendoskoopide puudusi ning digitaalse pildistamise, WiFi-võrguühenduse, ekraanitehnoloogia ja optilise tehnoloogia edusamme, on välispeeglisüsteem kujunenud sillaks kirurgiliste mikroskoopide ja neuroendoskoopide vahel. Sarnaselt neuroendoskoopiaga koosneb välispeeglisüsteem tavaliselt kaugnägelikkuse peeglist, valgusallikast, kõrglahutusega kaamerast, kuvariekraanist ja kronsteinist. Peamine struktuur, mis eristab välispeegleid neuroendoskoopiast, on kaugnägelikkuse peegel, mille läbimõõt on umbes 10 mm ja pikkus umbes 140 mm. Selle lääts on peegli korpuse pikitelje suhtes 0° või 90° nurga all, fookuskauguse vahemik on 250–750 mm ja teravussügavus 35–100 mm. Pikk fookuskaugus ja suur teravussügavus on välispeeglisüsteemide peamised eelised neuroendoskoopia ees.

Tarkvara- ja riistvaratehnoloogia areng on soodustanud välispeeglite arengut, eriti 3D-välispeeglite, aga ka uusimate 3D 4K ülikõrglahutusega välispeeglite tekkimist. Välispeeglisüsteemi uuendatakse pidevalt igal aastal. Tarkvara osas suudab välispeeglisüsteem visualiseerida operatsioonipiirkonda, integreerides preoperatiivse magnetresonantsi difusioontensorpildistamise, intraoperatiivse navigatsiooni ja muu teabe, aidates seeläbi arstidel teha täpseid ja ohutuid operatsioone. Riistvara osas saab välispeeglisse integreerida 5-aminolevuliinhappe ja indotsüaniini filtreid angiograafia jaoks, pneumaatilist kätt, reguleeritavat juhtkäepidet, mitme ekraaniga väljundit, pikemat teravustamiskaugust ja suuremat suurendust, saavutades seeläbi paremad pildiefektid ja töökogemuse.

Eksoskoobi ja kirurgiliste mikroskoopide võrdlus

Välispeeglisüsteem ühendab neuroendoskoopia välised omadused kirurgiliste mikroskoopide pildikvaliteediga, täiendades teineteise tugevusi ja nõrkusi ning täites lüngad kirurgiliste mikroskoopide ja neuroendoskoopia vahel. Välispeeglitel on sügav teravussügavus ja lai vaateväli (kirurgilise välja läbimõõt 50–150 mm, teravussügavus 35–100 mm), pakkudes äärmiselt mugavaid tingimusi sügavateks kirurgilisteks operatsioonideks suure suurenduse korral; teisest küljest võib välispeegli fookuskaugus ulatuda 250–750 mm-ni, pakkudes pikemat töökaugust ja hõlbustades kirurgilisi operatsioone [7]. Välispeeglite visualiseerimise osas leidsid Ricciardi jt välispeeglite ja kirurgiliste mikroskoopide võrdlemise teel, et välispeeglitel on mikroskoopidega võrreldav pildikvaliteet, optiline võimsus ja suurendusefektid. Välispeegel saab ka kiiresti lülituda mikroskoopilisest perspektiivist makroskoopilisele perspektiivile, kuid kui kirurgiline kanal on "ülalt kitsas ja alt lai" või on teiste koestruktuuride poolt takistatud, on mikroskoobi all olev vaateväli tavaliselt piiratud. Välise peeglisüsteemi eeliseks on see, et see võimaldab operatsiooni teostada ergonoomilisemas asendis, vähendades mikroskoobi okulaari kaudu operatsioonivälja vaatlemisele kuluvat aega ja seeläbi arsti kirurgilist väsimust. Välise peeglisüsteem pakub kõigile kirurgilistele osalejatele kirurgilise protsessi ajal sama kvaliteediga 3D-kirurgilisi pilte. Mikroskoop võimaldab kuni kahel inimesel läbi okulaari opereerida, samas kui välispeegel saab reaalajas sama pilti jagada, võimaldades mitmel kirurgil samaaegselt kirurgilisi operatsioone teha ja parandades kirurgilist efektiivsust, jagades teavet kogu personaliga. Samal ajal ei sega välispeeglisüsteem kirurgilise meeskonna vastastikust suhtlust, võimaldades kogu kirurgilisel personalil kirurgilises protsessis osaleda.

eksoskoop neurokirurgias

Gonen jt teatasid 56 glioomi endoskoopilise kirurgia juhtumist, millest ainult ühel juhul esines perioperatiivsel perioodil tüsistusi (verejooks operatsioonipiirkonnas), esinemissagedusega vaid 1,8%. Rotermund jt teatasid 239 transnasaalse transsfenoidalse kirurgia juhtumist hüpofüüsi adenoomide raviks ja endoskoopiline operatsioon ei põhjustanud tõsiseid tüsistusi; Samal ajal ei olnud endoskoopilise ja mikroskoopilise kirurgia vahel olulist erinevust operatsiooniaja, tüsistuste ega resektsiooni ulatuse osas. Chen jt teatasid, et 81 kasvaja juhtu eemaldati kirurgiliselt retrosigmoidse siinuse lähenemisviisi abil. Operatsiooniaja, kasvaja resektsiooni astme, operatsioonijärgse neuroloogilise funktsiooni, kuulmise jms osas oli endoskoopiline kirurgia sarnane mikroskoopilise kirurgiaga. Kahe kirurgilise tehnika eeliste ja puuduste võrdlemisel on väline peegel videopildi kvaliteedi, kirurgilise vaatevälja, operatsiooni, ergonoomika ja kirurgilise meeskonna osalemise osas sarnane või parem kui mikroskoop, samas kui sügavustaju hinnatakse mikroskoobiga sarnaseks või halvemaks.

eksoskoop neurokirurgia õpetamisel

Üks välispeeglite peamisi eeliseid on see, et need võimaldavad kogu kirurgilisel personalil jagada sama kvaliteediga 3D-kirurgilisi pilte, mis võimaldab kogu kirurgilisel personalil rohkem kirurgilises protsessis osaleda, kirurgilist teavet edastada, hõlbustada kirurgiliste operatsioonide õpetamist ja juhendamist, suurendada õpetamises osalemist ning parandada õpetamise tõhusust. Uuringud on näidanud, et võrreldes kirurgiliste mikroskoopidega on välispeeglite õppimiskõver suhteliselt lühem. Õmblemise laborikoolituses, kui üliõpilased ja residentarstid saavad koolitust nii endoskoobi kui ka mikroskoobi kohta, leiab enamik üliõpilasi, et endoskoobiga on lihtsam opereerida. Kraniotservikaalsete väärarengutega seotud kirurgia õpetamisel vaatlesid kõik üliõpilased kolmemõõtmelisi anatoomilisi struktuure 3D-prillide kaudu, parandades oma arusaamist kraniotservikaalsete väärarengutega seotud anatoomiast, suurendades nende entusiasmi kirurgiliste operatsioonide vastu ja lühendades koolitusperioodi.

Väljavaated

Kuigi välispeeglisüsteem on rakendustes võrreldes mikroskoopide ja neuroendoskoopidega märkimisväärselt edasi arenenud, on sellel ka omad piirangud. Varaste 2D-välispeegelite suurim puudus oli stereoskoopilise nägemise puudumine sügavate struktuuride suurendamisel, mis mõjutas kirurgilisi operatsioone ja kirurgi otsustusvõimet. Uus 3D-välispeegel on stereoskoopilise nägemise puudumise probleemi lahendanud, kuid harvadel juhtudel võib polariseeritud prillide pikaajaline kandmine põhjustada kirurgile ebamugavusi, nagu peavalu ja iiveldus, mis on järgmise sammu tehnilise täiustamise keskmes. Lisaks on endoskoopilise koljukirurgia puhul mõnikord vaja operatsiooni ajal mikroskoobile üle minna, kuna mõned kasvajad vajavad fluorestsentsjuhitavat visuaalset resektsiooni või on kirurgilise välja valgustussügavus ebapiisav. Spetsiaalsete filtritega seadmete kõrge hinna tõttu ei ole fluorestsentsendoskoope kasvajate resektsiooniks veel laialdaselt kasutatud. Operatsiooni ajal seisab assistent peakirurgi vastasasendis ja näeb mõnikord pöörlevat kuvapilti. Kasutades kahte või enamat 3D-kuvarit, töötleb tarkvara kirurgilise pildi teavet ja kuvab selle assistendi ekraanil 180° pööratud kujul, mis aitab tõhusalt lahendada pildi pööramise probleemi ja võimaldab assistendil mugavamalt kirurgilises protsessis osaleda.

Kokkuvõttes tähistab endoskoopiliste süsteemide üha suurenev kasutamine neurokirurgias uue ajastu algust neurokirurgias intraoperatiivses visualiseerimises. Võrreldes kirurgiliste mikroskoopidega on välispeeglitel parem pildikvaliteet ja kirurgiline vaateväli, parem ergonoomiline rüht operatsiooni ajal, parem õpetamise efektiivsus ja tõhusam kirurgilise meeskonna osalemine sarnaste kirurgiliste tulemustega. Seetõttu on endoskoop enamiku tavaliste kolju- ja selgroooperatsioonide puhul ohutu ja tõhus uus võimalus. Tehnoloogia arenedes ja arenedes saavad üha rohkem intraoperatiivsed visualiseerimisvahendid aidata kirurgilistel operatsioonidel saavutada vähem kirurgilisi tüsistusi ja paremat prognoosi.