Интраоперационное онлайн сканирование в хирургии уха и основания черепа
Все ранее рассмотренные безрамочные стереотактические системы, компьютерные алгоритмы и, следовательно, графические изображения отражают данные предшествующей томографии. Интраоперационные изменения и деформации мягких тканей могут произойти в результате хирургических манипуляций, отека или кровоизлияния.
Такие смещения мягких тканей могут, исказить точность регистрации основанных на томографии трехмерных моделей с фактической анатомией пациента без полного объемного обновления изображения. Это особенно важно для нейрохирургических вмешательств, таких как удаление внутричерепных опухолей, при которых хирургическая манипуляция может вызвать смещение мягких тканей и отек.
Это в меньшей степени относится к оториноларингологии и отонейрохирургическим операциям в пределах стабильных границ костных полостей, таких как полости пазух или височная кость.
Только интраоперационная томография в реальном времени может обеспечить необходимое обновление данных о местоположении для изменения набора данных объемного изображения и интеграции с ним. Такая томография в реальном времени обеспечивает обновление данных о положении инструментов относительно хирургической анатомии без процесса регистрации опорных точек безрамочных стереотактических систем.
Рентгеноскопия, ультрасонография и КТ обеспечивают достаточную интерактивную визуализацию для подкожной биопсии и некоторых внутрисосудистых вмешательств, но ограничены степенью пространственного разрешения объемных изображений, а также дозой радиоактивного облучения. Разработанные недавно мобильные КТ-сканеры могут быть развернуты в операционной (Xoran, Medtronic).
Интраоперационная КТ обычно более полезна для проверки костных границ, чем смещения мягких тканей, и, таким образом, в настоящее время она чаще используется для вмешательств на передних отделах основания черепа, например, при эндоскопических операциях на околоносовых пазухах.
Благодаря улучшенному контрастированию мягких тканей, объемному разрешению, многоплоскостным и функциональным возможностям и отсутствию ионизирующего излучения, МРТ идеально подходит для обеспечения навигации в реальном времени. Существуют приборы открытой конфигурации центра поля с вертикальными магнитами, обеспечивающими полный хирургический доступ к пациентам. В сочетании с компьютерными алгоритмами, аналогичными тем, которые применяются в безрамочных стереотаксических системах, эти системы МРТ обеспечивают отслеживание и видеоотображение неферромагнитной, MPT-совместимой аппаратуры в режиме реального времени для открытых операций.
МРТ система PoleStar N20 (Medtronic, Миннеаполис) является наиболее компактной и гибкой системой с магнитным полем низкой напряженности,
не требующей отдельной операционной. Система совместима со стандартным операционным оборудованием и хирургическими инструментами.
За прошедшие 10 лет были разработаны и изучены различные системы интраоперационной МРТ (иМРТ) с высокой и низкой напряженностью магнитного поля. Были выделены две основные концепции: (1) иМРТ, при которой хирург действует в поле МРТ, используя МРТ-совместимый хирургический инструментарий и (2) иМРТ с помещением пациента в поле МРТ посредством перемещения стола или физического перемещения в отдельное помещение для сканирования. В последнем случае устраняется необходимость в специальных MPT-совместимых инструментах.
Образец интраоперационной МРТ системы с высокой напряженностью магнитного поля был разработан совместными усилиями компаний Siemens и BrainLAB, известный как BrainSUITE. Эта система состоит из стандартного сканера МРТ 1,5 тесла, который объединен с современной нейронавигационной системой в специальном высокотехнологичном операционном блоке. Пациент укладывается на вращающийся операционный стол. Во время операции голова или операционное поле помещаются вне поля МРТ так, чтобы вмешательство могло быть выполнено с обычными инструментами.
В любое время операция может быть прервана, и пациент может быть помещен в магнитное поле простым поворотом операционного стола. Благодаря высокой напряженности этого поля можно получать интраоперационные изображения превосходного качества.
Другая коммерчески доступная и МРТ система — система PoleStar N20 (Medtronic, Миннеаполис). PoleStar является более компактной и гибкой системой с магнитным полем низкой напряженности, которая не требует отдельной операционной и совместима со стандартным операционным оборудованием и хирургическими инструментами.
Вертикально ориентированные магниты PoleStar Suite помещаются под стандартным операционным столом, система приспосабливается под большинство положений пациента (на боку, на спине и на животе), а также обеспечивает полный доступ к пациенту, когда магнит убирается под операционный стол. Когда сканер убран в шкаф для хранения электромагнитных катушек, операционная может использоваться в качестве обычной операционной. Эта система МРТ полностью объединена с StealthStation — безрамочной стереотаксической навигационной системой, которая может использоваться в качестве отдельной навигационной системы.
Самым интересным применением этих систем иМРТ стало удаление глубоко расположенных опухолей головного мозга, особенно злокачественных опухолей. Поскольку хирургические границы опухоли головного мозга нечетко отделяются от нормальных тканей, МРТ в реальном времени может облегчить определение местоположения границ таких опухолей, таким образом увеличивая вероятность полной резекции опухоли, максимизируя целостность окружающей здоровой ткани мозга.
Кроме того, МРТ может использоваться, чтобы контролировать накопление энергии при тепловых абляционных методах лечения из-за внутренней чувствительности МРТ как к температуре, так и к целостности ткани. Такие тепловые методы лечения до настоящего времени применялись при новообразованиях мозга, позвоночника, молочной железы и предстательной железы.
В настоящее время мультимодальные предоперационные наборы данных МРТ, КТ, ПЭТ и однофотонной эмиссионной КТ могут быть объединены с данными интраоперационного сканирования в единый источник данных. Пользуясь данными этого источника, можно получить улучшенный обзор и представление виртуальной реальности при помощи различных трехмерных интерактивных систем визуализации.
Таким образом, использование интраоперационной МРТ в реальном времени находится в зачаточном состоянии, но в будущем разработки этой технологии, безусловно, внесут свой вклад в быстро развивающуюся область МРТ-управляемой хирургии.
Вышеупомянутые хирургические системы МРТ в настоящее время обеспечивают сложную и точную навигацию, достойную операционных будущего, предоставляя анатомические и функциональные данные в реальном времени для диагностических и терапевтических целей. Эти системы можно приобрести уже сейчас, хотя они довольно сложные и дорогие.
В настоящее время вопрос заключается в том, является ли этот чрезвычайно дорогой высокотехнологичный инструмент техническим излишеством, доступным только очень небольшому количеству элитных хирургических центров, или же он станет главным прорывом в минимально инвазивной хирургии. Поскольку все большее число иМРТ будет установлено в операционных по всему миру, ответить на этот вопрос можно будет только после завершения научной оценки технологии.
