Навигация по костным сегментам
Навигация по костным сегментам — хирургический метод, используемый для определения анатомического положения смещенных костных фрагментов при переломах или для позиционирования хирургически созданных фрагментов в черепно-лицевой хирургии . Такие фрагменты позже фиксируются на месте остеосинтезом . Он был разработан для использования в черепно-лицевой и челюстно-лицевой хирургии .
Навигация по костным сегментам — запатентованная технология. [1] [2] хирургическая процедура с использованием безрамочной и безмаркерной методики регистрации. Впервые используются естественные поверхности регистрации вместо отдельных искусственных маркеров, видимых в рентгеновских лучах, для достижения более высокой точности (1 мм и выше). [3] Предыдущие методы Каттинга и Ватцингера не соответствуют критериям навигации по костным сегментам. [4]
После несчастного случая или травмы может возникнуть перелом и образовавшиеся костные фрагменты могут сместиться. В ротовой и челюстно-лицевой области такое смещение может оказать существенное влияние как на эстетику лица, так и на функцию органов: перелом кости, ограничивающей глазницу, может привести к диплопии ; перелом нижней челюсти может вызвать значительные изменения окклюзии зубов ; Точно так же перелом черепа ( нейрокрания ) может привести к повышению внутричерепного давления . [ нужна ссылка ]
При тяжелых врожденных пороках развития лицевого скелета хирургическим путем создают, как правило, множественные [5] [6] необходимы костные сегменты с точным перемещением этих сегментов для создания более нормального лица.
Хирургическое планирование и хирургическое моделирование
[ редактировать ]Остеотомия – хирургическое вмешательство , заключающееся в рассечении кости и репозиции полученных фрагментов в правильное анатомическое место. Чтобы обеспечить оптимальное положение костных структур посредством остеотомии , вмешательство можно спланировать заранее и смоделировать. Хирургическое моделирование является ключевым фактором в сокращении фактического времени операции. Зачастую при такого рода операциях хирургический доступ к костным сегментам сильно ограничен наличием мягких тканей: мышц, жировой ткани и кожи – таким образом, правильную анатомическую репозицию оценить очень сложно или даже невозможно. Можно выполнить предоперационное планирование и моделирование на моделях голых костных структур. Альтернативная стратегия состоит в том, чтобы полностью спланировать процедуру на основе модели, созданной компьютерной томографией, и вывести характеристики движения исключительно в числовом виде. [7]
Материалы и устройства, необходимые для предоперационного планирования и моделирования.
[ редактировать ]Остеотомии, выполняемые в ортогнатической хирургии, классически планируются на гипсовых моделях зубоносных челюстей, зафиксированных в артикуляторе . Для беззубых пациентов хирургическое планирование может быть выполнено с использованием стереолитографических моделей . Эти трехмерные модели затем разрезаются по запланированной линии остеотомии, сдвигаются и фиксируются в новом положении. С 1990-х годов были разработаны современные методы дооперационного планирования, позволяющие хирургу планировать и моделировать остеотомию в виртуальной среде на основе предоперационной КТ или МРТ ; эта процедура снижает затраты и продолжительность создания, позиционирования, резки, изменения положения и повторной фиксации гипсовых моделей для каждого пациента.
Перенос предоперационного планирования в операционную
[ редактировать ]
Полезность предоперационного планирования, каким бы точным оно ни было, зависит от точности воспроизведения моделируемой остеотомии в операционном поле. Передача планирования в основном основывалась на зрительных навыках хирурга. В дальнейшем были разработаны различные направляющие головки для механического управления репозицией костных отломков. [ нужна ссылка ]
Такая конструкция прикрепляется к голове пациента во время КТ или МРТ, а также хирургического вмешательства. Существуют определенные трудности в использовании этого устройства. Во-первых, необходима точная воспроизводимость положения рамы на голове пациента как при регистрации КТ или МРТ, так и во время операции. Головной каркас относительно неудобен в ношении, и его очень сложно или даже невозможно использовать для маленьких детей, которые могут отказываться сотрудничать во время медицинских процедур. По этой причине от каркасов головы отказались в пользу безрамной стереотаксии мобилизованных сегментов относительно основания черепа. Интраоперационная регистрация анатомии пациента с помощью компьютерной модели выполняется таким образом, что нет необходимости в предварительном размещении контрольных точек при КТ. [ нужна ссылка ]
Навигатор хирургического сегмента
[ редактировать ]От первоначальных попыток позиционирования костных фрагментов с использованием электромагнитной системы отказались из-за необходимости создания среды, не содержащей черных металлов. [8] В 1991 году Тейлор из IBM в сотрудничестве с командой черепно-лицевой хирургии Нью-Йоркского университета разработал систему отслеживания костных фрагментов на основе инфракрасной (ИК) камеры и ИК- передатчиков, прикрепленных к черепу. [9] [10] Эта система была запатентована IBM в 1994 году. [11] крепятся как минимум три ИК-передатчика В области нейрокраниума для компенсации движений головы пациента. К костям, на которых предстоит выполнить остеотомию и репозицию кости, прикреплены три или более ИК-передатчиков. Трехмерное спутниковой положение каждого передатчика измеряется ИК-камерой по тому же принципу, что и в навигации . Компьютерная рабочая станция постоянно визуализирует фактическое положение костных фрагментов по сравнению с заданным положением, а также в режиме реального времени производит пространственные определения свободно движущихся костных сегментов, возникающих в результате остеотомии. Таким образом, фрагменты можно очень точно расположить в целевом положении, заданном хирургическим моделированием. Совсем недавно аналогичная система, Surgical Segment Navigator (SSN), была разработана в 1997 году в Университете Регенсбурга, Германия , при поддержке компании Carl Zeiss . [12]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Мармулла Р. (изобретатель), Карл Цейсс (автор): Система и метод навигации по костным сегментам. Патент США 6.241.735, 2001 г.
- ^ Мармулла Р. и Лют Т.: Способ и устройство для навигации по инструментам, костным сегментам, тканям и органам, патент США 7.079.885, 2006 г.
- ^ Мармулла Р., Нидердельманн Х.: Компьютерная навигация по костным сегментам. В: Журнал черепно-челюстно-лицевой хирургии. 1998 год; 26, С. 347–359.
- ^ Мармулла Р: Навигация по костным сегментам. Quintessenz-Verlag, Берлин, 2000, ISBN 3-87652-869-0.
- ^ Обвегесер, Х.Л. (1969). «Хирургическая коррекция маленькой или смещенной назад верхней челюсти. Деформация «тарелка-лицо». Пласт Реконстр Хирург . 43 (4): 351–65. дои : 10.1097/00006534-196904000-00003 . ПМИД 5776622 . S2CID 41856712 .
- ^ Резка, С; Грейсон, Б; Букштейн, Ф; Ким, Х; Маккарти, Дж (1991). «Дело о множественных черепно-челюстных остеотомиях при болезни Крузона». В Каронни, EP (ред.). Черепно-лицевая хирургия 3 . Болонья: Monduzzi Editore. ISBN 9788832300000 .
- ^ Резка, С; Букштейн, Ф; Грейсон, Б; Феллингем, Л; Маккарти, Дж (1986). «Трехмерное компьютерное проектирование черепно-лицевых хирургических процедур: оптимизация и взаимодействие с цефалометрическими и компьютерными моделями». Пласт. Реконстр. Сург . 77 (6): 877–87. дои : 10.1097/00006534-198606000-00001 . ПМИД 3714886 . S2CID 41453653 .
- ^ Резка, С; Грейсон, Б; Ким, Х. (1990). «Прецизионное многосегментное позиционирование кости с использованием компьютерных методов в черепно-лицевых хирургических процедурах». Учеб. IEEE англ. Мед. Биол. Соц . 12 : 1926–7.
- ^ Тейлор, Р.Х.; Резка, С; Ким, Ю; и др. (1991). Модельно-ориентированная система оптимального планирования и выполнения с активным зондированием и пассивным манипулированием для повышения человеческой точности в компьютерно-интегрированной хирургии . Тулуза, Франция: Springer-Verlag.
{{cite book}}:|work=игнорируется ( помогите ) - ^ Тейлор, Р.Х.; Пол, Х; Резка, С; и др. (1992). «Повышение точности человека в компьютерной интегрированной хирургии». Инновации и технологии в биологии и медицине . 13 (4): 450–68.
- ^ Тейлор, Р; Ким, Ю. (изобретатели) (1994). Сигнальное устройство и способ контроля положения при хирургической операции . Оссининг, штат Нью-Йорк: Патент США № 5 279 309.
- ^ Мармулла Р., Нидердельманн Х.: Компьютерная навигация по костным сегментам , J Craniomaxillofac Surg 26: 347-359, 1998.