RU2726473C1 - Method for determination of instrument trajectory in spinal surgery on open wound - Google Patents
Method for determination of instrument trajectory in spinal surgery on open wound Download PDFInfo
- Publication number
- RU2726473C1 RU2726473C1 RU2019112439A RU2019112439A RU2726473C1 RU 2726473 C1 RU2726473 C1 RU 2726473C1 RU 2019112439 A RU2019112439 A RU 2019112439A RU 2019112439 A RU2019112439 A RU 2019112439A RU 2726473 C1 RU2726473 C1 RU 2726473C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- patient
- anatomy
- trajectory
- instrument
- surgeon
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины, в частности к диагностике и хирургическом вмешательстве с компьютерным ассистированием (CAS), в которых используют компьютерные технологии для хирургического планирования и для контроля или выполнения хирургических вмешательств, и может быть использовано при выполнении микрохирургических вмешательств на позвоночнике, в частности, по поводу грыж межпозвонковых дисков на открытых ранах.The invention relates to medicine, in particular to diagnostics and computer-assisted surgery (CAS), which use computer technology for surgical planning and to control or perform surgical interventions, and can be used when performing microsurgical interventions on the spine, in particular, for herniated intervertebral discs on open wounds.
Известен способ определения по меньшей мере одного пригодного пути для движения объекта, в частности, хирургического и/или диагностического устройства, в мягкой ткани человека или ткани животного методом трехмерной визуализации, в том числе с помощью магнитно-резонанаснай томографии (MPT). (R.R. Shamir, L. Joskowicz, L. Antiga, R. I. Foroni and Y. Shoshan. Trajectory planning method for reduced patient risk in image-guided neurosurgery: concept and preliminary results. Proc. SPIE Medical Imaging: Visualization, Image-Guided Procedures, and Modeling, Vol. 7625, pp. 762520I:1-8 (2010). Выбирают вероятное начальное положение опорной точки устройства, определяют возможный путь движения между соответствующим вероятным начальным положением и заданным целевым местоположением опорной точки устройства. На несегментированном изображении ткани оценивают возможный путь движения в качестве пригодного пути в зависимости от информации о локальных экстремумах интенсивности и/или вариации интенсивности, возникающих из данных интенсивности вдоль возможного пути движения. Выходные данные, включающие в себя подходящий путь, отображают на устройстве отображения, входящем в компьютеризированную систему по определению пригодного пути (патент RU 2599865, МПК А61В 34/00 (2016.01), опуб. 20.10.2016). Изобретение позволяет исключить этап сегментации, избежать проблем с неоднородностью интенсивности изображений, добавлять функциональную информацию в этап поиска и отображать информацию о пригодном пути в виде графиков и миниатюр.A known method of determining at least one suitable path for the movement of an object, in particular, a surgical and / or diagnostic device, in the soft tissue of a person or tissue of an animal by the method of three-dimensional imaging, including using magnetic resonance imaging (MPT). (RR Shamir, L. Joskowicz, L. Antiga, RI Foroni and Y. Shoshan. Trajectory planning method for reduced patient risk in image-guided neurosurgery: concept and preliminary results. Proc. SPIE Medical Imaging: Visualization, Image-Guided Procedures, and Modeling, Vol. 7625, pp. 762520I: 1-8 (2010). Select the likely starting position of the device pivot point, determine the possible path of motion between the corresponding probable start position and the specified target location of the device pivot point. On the non-segmented tissue image, evaluate the possible path motion as a suitable path depending on information about local intensity extremes and / or intensity variations arising from intensity data along a possible path of movement The output, including a suitable path, is displayed on a display device included in a computerized system to determine a suitable path (patent RU 2599865, IPC А61В 34/00 (2016.01), publ. 20.10.20 sixteen). The invention makes it possible to exclude the segmentation stage, avoid problems with the inhomogeneity of the intensity of images, add functional information to the search stage and display information about a suitable path in the form of graphs and miniatures.
Однако использование такого способа для хирургического вмешательства в области, содержащие как мягкотканные, так и костные анатомические структуры, не позволяет получить достаточно точного определения оптимального пути для движения объекта, только с помощью набора данных интенсивности. При применении программы анализа максимума и минимума интенсивности сигнала от критических анатомических структур могут появляться артефакты, что приводит к ошибкам в идентификации критических анатомических структур. Кроме того, изменение расположения анатомии оперируемого объекта непосредственно на операционном столе, особенно при проведении операций на открытой ране, являющимися необходимыми в случае удаления больших патологий, также влияет на точность описанного выше способа.However, the use of such a method for surgical intervention in areas containing both soft tissue and bony anatomical structures does not allow obtaining a sufficiently accurate determination of the optimal path for movement of an object using only the intensity dataset. When using the program to analyze the maximum and minimum signal intensity from critical anatomical structures, artifacts can appear, which leads to errors in the identification of critical anatomical structures. In addition, changing the location of the anatomy of the operated object directly on the operating table, especially when performing operations on an open wound, which are necessary in the case of removing large pathologies, also affects the accuracy of the method described above.
Здесь и далее под термином «критические анатомические структуры» понимают анатомические структуры, которые нельзя повреждать во время операции, так как возможно развитие осложнений.Hereinafter, the term "critical anatomical structures" means anatomical structures that cannot be damaged during surgery, since complications may develop.
Под термином «операция на открытой ране» понимают такое проведение операции, при котором введение инструмента к паталогическому очагу проводят после разреза мягких тканей и обеспечения безопасного доступа к паталогическому очагу.The term "operation on an open wound" means such an operation, in which the introduction of the instrument to the pathological focus is carried out after the incision of the soft tissues and providing safe access to the pathological focus.
Известен, принятый за прототип, способ позиционирования и контроля инструмента на открытой ране при помощи интраоперационного компьютерного томографа "O-arm" и навигационной станции. (Коновалов Н.А., Назаренко А.Г., Асютин Д.С., Старченко В.М., Мартынова М.А. «Анализ эффективности применения интраоперационного конусно-лучевого компьютерного томографа «О-arm» и современной системы навигации в хирургическом лечении заболеваний позвоночника и спинного мозга». Хирургия позвоночника. 2014; (3):54-59). с помощью которого определяют зоны вмешательства, интраоперационного контроля точности установки имплантатов и контроля зон декомпрессии. Первым этапом в операционной перед хирургическим вмешательством в условиях эндотрахеального наркоза с помощью «О-arm» проводят интраоперационное КТ-исследование в режимах 2D и/или 3D-сканирования для точности определения зоны хирургического вмешательства. Затем выполняют разрез и осуществляют доступ к необходимым анатомическим, в том числе костным структурам. На втором этапе на анатомии пациента устанавливают навигационную рамку с "маячками", видимыми камерой навигационной станции и осуществляющей обратную связь с действиями хирурга, затем и с помощью устройства «О-аrm», помещенного в стерильный чехол, выполняется КТ-исследование в режимах 3D-сканирования. Далее данные КТ-изображений передаются на навигационную станцию, где визуализируется полученная анатомия пациента.Known, taken as a prototype, a method for positioning and monitoring an instrument on an open wound using an intraoperative computed tomography "O-arm" and a navigation station. (Konovalov N.A., Nazarenko A.G., Asyutin D.S., Starchenko V.M., Martynova M.A. "Analysis of the effectiveness of the use of an intraoperative cone-beam computed tomograph" O-arm "and a modern navigation system in surgical treatment of diseases of the spine and spinal cord. ”Spine Surgery. 2014; (3): 54-59). with the help of which the zones of intervention, intraoperative control of the accuracy of implant placement and control of decompression zones are determined. The first stage in the operating room before surgical intervention under conditions of endotracheal anesthesia using the "O-arm" is an intraoperative CT study in 2D and / or 3D scanning modes to accurately determine the area of surgical intervention. Then an incision is made and access to the necessary anatomical, including bone structures, is performed. At the second stage, a navigation frame is installed on the patient's anatomy with "beacons" visible by the camera of the navigation station and providing feedback to the surgeon's actions, and then using the "O-arm" device placed in a sterile cover, a CT examination is performed in 3D modes. scan. Further, the data of CT images are transmitted to the navigation station, where the obtained anatomy of the patient is visualized.
Однако при осуществлении этого способа в открытой ране оптимально визуализируются только костные структуры, мягкотканные анатомические структуры (грыжи межпозвонковых дисков, новообразования, сосуды, нервы) практически не визуализируются. Кроме того, при случайном перемещении указанных маячков (движения пациента на столе, или случайное перемещение "маячков" рукой медперсонала) навигационная станция неправильно отражает анатомию пациента на экране навигационной станции относительно собственной анатомии больного, вследствие чего возможны хирургические ошибки или повреждения критических анатомических структур, что снижает безопасность хирургического вмешательства для пациента. Кроме того, использование указанного устройства O-arm, навигационной станции (включающей рабочую станцию и камеру на отдельной стойке) перегружают пространство операционной.However, when this method is implemented in an open wound, only bone structures are optimally visualized, soft tissue anatomical structures (herniated intervertebral discs, neoplasms, vessels, nerves) are practically not visualized. In addition, in case of accidental movement of these beacons (movement of the patient on the table, or accidental movement of the beacons by the hand of the medical staff), the navigation station incorrectly reflects the patient's anatomy on the screen of the navigation station relative to the patient's own anatomy, as a result of which surgical errors or damage to critical anatomical structures are possible, which reduces the safety of surgery for the patient. In addition, the use of said O-arm device, a navigation station (including a workstation and a camera on a separate stand) overwhelms the operating room space.
Предлагаемое изобретение решает задачу минимизирования связанных с доступом повреждения тканей и времени выполнения хирургических процедур, при одновременном улучшении результатов хирургического вмешательства за счет повышения точности индивидуализированного для пациента позиционирования и ориентирования хирургических инструментов при определения пригодного пути их движения во время операции, а также контроль положения инструментов относительно анатомии пациента в реальном времени, что значительно повышает безопасность хирургического вмешательства для пациента.The proposed invention solves the problem of minimizing tissue damage associated with access and the time of performing surgical procedures, while improving the results of surgical intervention by increasing the accuracy of patient-specific positioning and orientation of surgical instruments when determining a suitable path of their movement during surgery, as well as monitoring the position of instruments relative to patient anatomy in real time, which significantly increases the safety of surgical intervention for the patient.
Поставленная задача решается предлагаемым способом определения траектории движения инструмента в хирургии позвоночника на открытой ране, включающем в себя этапы, на которых с помощью роботизированного комплекса, визуализирующего анатомию пациента в трехмерной реконструкции и осуществляющего обратную связь с действиями хирурга:The problem is solved by the proposed method for determining the trajectory of the instrument in spinal surgery on an open wound, which includes the stages at which, using a robotic complex that visualizes the patient's anatomy in three-dimensional reconstruction and provides feedback to the surgeon's actions:
- визуализируют мягкотканную анатомию пациента с помощью набора данных интенсивности, получаемого посредством метода магнитно-резонансной томографии;- visualize the soft tissue anatomy of the patient using the intensity data set obtained by the method of magnetic resonance imaging;
- визуализируют непосредственно на операционном столе нативную костную анатомию пациента с патологией в режиме компьютерной томографии и совмещают ее с изображением мягкотканной анатомии на экране рабочей станции роботизированного комплекса;- visualize directly on the operating table the native bone anatomy of the patient with pathology in the computed tomography mode and combine it with the image of soft tissue anatomy on the screen of the workstation of the robotic complex;
- определяют патологический очаг и выбирают оптимальную траекторию к нему, выстраивая с помощью роботизированного комплекса максимально короткие траектории и оценивая их с учетом возможности удаления мешающих визуализации для хирурга анатомических структур;- determine the pathological focus and choose the optimal trajectory to it, building the shortest possible trajectories with the help of a robotic complex and evaluating them taking into account the possibility of removing anatomical structures interfering with visualization for the surgeon;
- после чего осуществляют открытие раны, выполняя разрез кожи над выбранной траекторией и обеспечивая удаление с нее выбранных анатомических структур;- after that, the opening of the wound is carried out, performing a skin incision over the selected trajectory and ensuring the removal of the selected anatomical structures from it;
- затем повторно визуализируют непосредственно на операционном столе в текущий момент времени измененную нативную костную анатомию пациента с патологией в режиме компьютерной томографии и совмещают ее с первоначальным изображением мягкотканной анатомии на экране рабочей станции;- then re-visualize directly on the operating table at the current moment in time the altered native bone anatomy of the patient with pathology in the computed tomography mode and combine it with the initial image of the soft tissue anatomy on the workstation screen;
- после чего хирург, с учетом выбора наиболее короткой безопасной траектории, обходящей критические анатомические структуры, на экране рабочей станции, проставляет начальную точку ввода инструмента на линии, соответствующей коже пациента на дооперационном мягкотканном изображении, а конечную точку фиксирует на патологическом очаге;- after that the surgeon, taking into account the choice of the shortest safe trajectory bypassing critical anatomical structures, on the workstation screen, puts the starting point of the instrument on the line corresponding to the patient's skin on the preoperative soft tissue image, and fixes the end point on the pathological focus;
- с помощью роботизированного комплекса выстраивают на экране рабочей станции новую скорректированную траектории движения, и отображают лазером на анатомии пациента ее начальную точку.- with the help of a robotic complex, a new corrected trajectory of movement is built on the workstation screen, and its starting point is displayed on the patient's anatomy with a laser.
В случае необходимости при осуществлении доступа непосредственно к анатомическим структурам часть костных или мягкотканных структур резецируют.If necessary, when accessing directly to the anatomical structures, part of the bone or soft tissue structures is resected.
При выстраивании траекторий движения инструмента непосредственно хирургом он может передвигать конечную и/или начальную точку до 30 мм в любом направлении.When building trajectories of the instrument directly by the surgeon, he can move the end and / or starting point up to 30 mm in any direction.
Наиболее точное определение траектории движения хирургического и/или диагностического инструмента в предлагаемом способе получают при использовании в качестве роботизированного комплекса, визуализирующего анатомию пациента в трехмерной реконструкции и осуществляющего обратную связь с действиями хирурга ангиографической роботизированной системы Artis zeego, содержащую программы 3D-сканирования роботизированной С-дугой, 3D-3D fusion и iGuide.The most accurate determination of the trajectory of movement of the surgical and / or diagnostic instrument in the proposed method is obtained when used as a robotic complex that visualizes the patient's anatomy in three-dimensional reconstruction and provides feedback to the actions of the surgeon of the angiographic robotic system Artis zeego, containing 3D scanning programs for the robotic C-arm , 3D-3D fusion and iGuide.
При этом программы:In this case, the programs:
3D-сканирования роботизированной С-дугой предназначена для визуализации непосредственно на операционном столе в текущий момент времени нативной костной анатомии пациента в режиме компьютерной томографии;3D scanning with a robotic C-arm is intended for visualization directly on the operating table at the current time of the patient's native bone anatomy in computed tomography mode;
3D-3D fusion предназначена для совмещения изображений мягкотканной анатомии (магнитно-резонансной томографии) и костной анатомии (компьютерной томографии);3D-3D fusion is designed to combine images of soft tissue anatomy (magnetic resonance imaging) and bone anatomy (computed tomography);
и Syngo Needle Guidance предназначена для проведения инструмента под флюороскопическим контролем по выбранной траектории, выстраивая ее между выбранными хирургом точками и визуализируя ее как на экране отображения в операционной, так и на экране рабочей станции роботизированного комплекса Artis zeego.and Syngo Needle Guidance is designed to guide the instrument under fluoroscopic control along the selected trajectory, aligning it between the points selected by the surgeon and visualizing it both on the display screen in the operating room and on the screen of the workstation of the Artis zeego robotic complex.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в упрощении распознавания анатомии, которая визуализируется глазом хирурга, что более достоверно и исключает ошибки программы и артефакты, обеспечивая точное позиционирование хирургического и/или диагностического устройства в хирургии позвоночника на открытой ране, исключая ошибки некорректного уровня позвоночного сегмента, и обеспечивает малоинвазивность доступа.The technical result of the present invention is to simplify the recognition of the anatomy, which is visualized by the surgeon's eye, which is more reliable and eliminates program errors and artifacts, providing accurate positioning of the surgical and / or diagnostic device in spinal surgery on an open wound, eliminating errors of the incorrect level of the spinal segment, and provides minimally invasive access.
Проведенные патентные исследования и анализ научно-медицинской информации, отражающей существующий уровень технологий оперативного лечения дегенеративных поражений позвоночника, не выявили способов, содержащих такие признаки как: визуализация непосредственно на операционном столе в текущий момент времени измененной нативной костной анатомии пациента с патологией в режиме компьютерной томографии и совмещении ее с первоначальным изображением мягкотканной анатомии на экране рабочей станции, так и проставлении после этого начальной точки ввода инструмента на линии, соответствующей коже пациента на дооперационном мягкотканном изображении, и отображении ее лазером на измененной анатомии пациента, а также предлагаемую совокупность признаков. В связи с чем можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения «новизна».Patent research and analysis of scientific and medical information reflecting the existing level of technologies for surgical treatment of degenerative spinal lesions did not reveal methods containing such signs as: visualization directly on the operating table at the current time of the altered native bone anatomy of a patient with pathology in the computed tomography mode and combining it with the initial image of the soft tissue anatomy on the screen of the workstation, and after that placing the initial point of insertion of the instrument on the line corresponding to the patient's skin on the preoperative soft tissue image, and displaying it with a laser on the changed anatomy of the patient, as well as the proposed set of features. In this connection, it can be concluded that the proposed technical solution meets the criterion of the invention "novelty".
Новая совокупность и взаимосвязь приемов предлагаемого способа обеспечивают достижение нового непредсказуемого технологического медицинского результата в решении поставленной задачи, а именно совокупности следующих результатов:The new set and interconnection of the methods of the proposed method ensure the achievement of a new unpredictable technological medical result in solving the problem, namely the set of the following results:
- малоинвазивность доступа к патологическому очагу;- minimally invasive access to the pathological focus;
- полное исключение риска интраоперационного повреждения критических анатомических структур (сосудов, нервов);- complete elimination of the risk of intraoperative damage to critical anatomical structures (vessels, nerves);
- максимальная точность и безопасность траектории движения устройства в ране;- maximum accuracy and safety of the trajectory of the device in the wound;
- значительное сокращение времени хирургического вмешательства.- a significant reduction in the time of surgical intervention.
Из вышеизложенного следует, что заявляемый способ соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».From the foregoing, it follows that the claimed method meets the criterion of patentability "inventive step".
Возможность его осуществления подтверждена изложенными в заявке приемами и средствами, следовательно, предлагаемое решение соответствует критерию изобретения «промышленная применимость. Таким образом, предлагаемый способ может быть эффективно применен в нейрохирургических и вертебрологических клиниках России и СНГ.The possibility of its implementation is confirmed by the methods and means set forth in the application, therefore, the proposed solution meets the criterion of the invention “industrial applicability. Thus, the proposed method can be effectively applied in neurosurgical and vertebrological clinics in Russia and the CIS.
Приведенные ниже примеры подтверждают, но не ограничивают применение предлагаемого способа.The examples given below confirm, but do not limit the application of the proposed method.
Пример 1. Способ определения траектории движения инструмента в хирургии позвоночника на открытой ране при удалении выпавшей грыжи диска 0L5-S1.Example 1. A method for determining the trajectory of the instrument in spine surgery on an open wound when removing a prolapsed disc herniation 0L5-S1.
Больная Р, 71 года, диагноз: Поясничный остеохондроз, секвестрированная грыжа диска L5-S1, радикулопатия S1 справа поступала с жалобами на интенсивные боли в пояснице и правой ноге по задней поверхности бедра и голени, резко усиливающиеся в положении сидя и при ходьбе до нестерпимых и ослабляющиеся в положении лежа. ВАШ (визуальная аналоговая шкала) 8 баллов.Patient R, 71 years old, diagnosis: Lumbar osteochondrosis, sequestered hernia of the L5-S1 disc, S1 radiculopathy on the right, came with complaints of intense pain in the lower back and right leg along the back of the thigh and lower leg, sharply increasing in the sitting position and when walking to unbearable and weakening when lying down. YOUR (visual analogue scale) 8 points.
Пациентке выполнена магнитно-резонансная томография поясничного отдела позвоночника на дооперационном этапе, где визуализирована секвестрированная латеральная правосторонняя грыжа диска L5-S1 с миграцией секвестра за тело S1 позвонка и грубой компрессией правого корешка.The patient underwent magnetic resonance imaging of the lumbar spine at the preoperative stage, where a sequestered lateral right-sided hernia of the L5-S1 disc with migration of the sequestrum behind the S1 vertebral body and rough compression of the right root was visualized.
Учитывая данные клинико-неврологического обследования, результаты дополнительных методов исследования, выраженный болевой синдром, устойчивый к консервативной терапии, пациентке показано оперативное лечение - микродискэктомия L5-S1.Taking into account the data of clinical and neurological examination, the results of additional research methods, pronounced pain syndrome resistant to conservative therapy, the patient is indicated for surgical treatment - L5-S1 microdiscectomy.
Операцию проводили в гибридной операционной с помощью ангиографической роботизированной системы Artis zeego. Дата операции 01.06.2016. Особенности оперативного вмешательства: протокол операции №177.The operation was performed in a hybrid operating room using the Artis zeego angiographic robotic system. Operation date 01.06.2016. Features of the surgical intervention: protocol of operation No. 177.
После обработки операционного поля раствором антисептика, под внутривенным наркозом с использованием ИВЛ (искусственной вентиляции легких), в положении больного «лежа на животе» с разгрузочными валиками под грудную клетку и таз. Роботизированной С-дугой Artis zeego была выполнена разметка кожи для определения позвоночного сегмента L5-S1.After treatment of the operating field with an antiseptic solution, under intravenous anesthesia using mechanical ventilation (artificial lung ventilation), in the patient's position "lying on his stomach" with discharge rollers under the chest and pelvis. An Artis zeego robotic C-arm was used to mark the skin to determine the spinal segment L5-S1.
В рабочую станцию системы Artis zeego были загружены данные предоперационной магнитно-резонансной томографии.The Artis zeego workstation was loaded with preoperative magnetic resonance imaging data.
После чего в режиме компьютерной томографии с помощью режима 3D-3D fusion Artis zeego визуализировали непосредственно на операционном столе в текущий момент времени нативную костную анатомию пациента с патологией и совместили ее на экране рабочей станции с изображение мягкотканной анатомии, полученной с помощью магнитно-резонансной томографии.Then, in the computed tomography mode using the 3D-3D fusion Artis zeego mode, the native bone anatomy of the patient with pathology was visualized directly on the operating table at the current time and combined on the workstation screen with the image of the soft tissue anatomy obtained using magnetic resonance imaging.
Определена мягкотканная патология в виде секвестрированной грыжи диска, располагающаяся вне прямого визуального контроля хирурга за телом S1 позвонка и ее положение относительно костных структур. На совмещенном изображении визуализированы критические анатомические структуры (дуральный мешок, корешки спинного мозга). Для исключения резекции костных структур и риска повреждения критических анатомических структур в виде дурального мешка и корешков, а также полного удаления выпавшей грыжи диска принято решение провести операцию на открытой ране.A soft tissue pathology in the form of a sequestered disc herniation, located outside the surgeon's direct visual control of the S1 vertebral body and its position relative to bone structures, was determined. Critical anatomical structures (dural sac, spinal cord roots) are visualized in the combined image. To exclude resection of bone structures and the risk of damage to critical anatomical structures in the form of a dural sac and roots, as well as complete removal of a prolapsed disc herniation, it was decided to perform an operation on an open wound.
Для чего на экране рабочей станции на совмещенном изображении хирург отметил точкой (конечная точка) визуализированный патологический очаг в виде секвестрированной грыжи диска L5-S1 и, наметив несколько точек предполагаемого ввода инструмента на коже пациентки. С помощью программы syngo Needle Guidance были выстроены максимально короткие траектории, обходящие дуральный мешок и корешки спинного мозга и сделавшие доступным прямой визуальный контроль хирургом секвестра за телом S1 позвонка. После чего из них была выбрана оптимальная траектория к патологическому очагу от предполагаемой точки ввода инструмента на коже пациента с учетом возможности обхода мешающих прямому визуальному контролю хирурга на экране устройства отображения анатомических структур, а именно часть костной дужки S1 позвонка. Открытие раны осуществили путем линейного разреза кожи над остистыми отростками L5-S1 справа длиной 2 см в области отображаемой лазером на коже начальной точки ввода инструмента и разведения мышц ранорасширителем.For this purpose, the surgeon marked the visualized pathological focus in the form of a sequestered herniated disc L5-S1 with a dot (end point) on the workstation screen on the combined image and, having outlined several points of the proposed insertion of the instrument on the patient's skin. Using the syngo Needle Guidance program, the shortest possible trajectories were built, bypassing the dural sac and spinal cord roots and making direct visual control of the S1 vertebral body by the surgeon available. After that, the optimal trajectory to the pathological focus from the intended point of insertion of the instrument on the patient's skin was selected from them, taking into account the possibility of bypassing the anatomical structures that interfere with the direct visual control of the surgeon on the screen of the display device, namely, part of the bone arch of the S1 vertebra. The opening of the wound was carried out by a linear incision of the skin over the spinous processes L5-S1 on the right, 2 cm long in the area of the initial point of insertion of the instrument imaged by the laser on the skin and dilution of the muscles with a retractor.
После скелетирования и обнажения дужки S1 позвонка (открытия раны) для уточнения траектории движения хирургического инструмента, а также для исключения резекции костной ткани, повторно визуализировали непосредственно на операционном столе в текущий момент времени нативную костную анатомию пациента с патологией в режиме компьютерной томографии и совместили ее с первоначальным изображением мягкотканной анатомии на экране рабочей станции.After skeletonization and exposure of the S1 vertebra arch (opening the wound) to clarify the trajectory of the surgical instrument, as well as to exclude bone tissue resection, the native bone anatomy of the patient with pathology was re-visualized directly on the operating table at the current time in the computed tomography mode and combined with the original image of soft tissue anatomy on the workstation screen.
Затем хирург, с учетом выбора наиболее короткой безопасной траектории, обходящей критические анатомические структуры, на экране рабочей станции, проставил начальную точку ввода инструмента на линии, соответствующей коже пациента на дооперационном мягкотканном изображении, а конечную точку зафиксировал на патологическом очаге. Активизировав программу системы Artis zeego в режиме syngo Needle Guidance на экране рабочей станции получили проложенную ею траекторию между проставленными хирургом точками. После выстраивания программой траектории введения инструмента хирург с помощью джойстика на мобильном пульте в операционной передвинул начальную точку на 23 мм, скорректировав ее размеры и максимальную безопасность для дурального мешка и корешков, наметив траекторию движения под выделенным лазером фрагментом костной структуры. Начальную точку выбранной оптимальной траектории движения инструмента отобразили лазером на анатомии пациента.Then the surgeon, taking into account the choice of the shortest safe trajectory bypassing critical anatomical structures, on the workstation screen, put the starting point of the instrument on the line corresponding to the patient's skin on the preoperative soft tissue image, and fixed the end point on the pathological focus. By activating the program of the Artis zeego system in syngo Needle Guidance mode, on the workstation screen, we received the trajectory laid by it between the points set by the surgeon. After the program had built the trajectory for the introduction of the instrument, the surgeon, using the joystick on the mobile console in the operating room, moved the starting point by 23 mm, correcting its size and maximum safety for the dural sac and roots, outlining the trajectory of movement under the fragment of the bone structure highlighted by the laser. The starting point of the selected optimal tool path was imaged with a laser on the patient's anatomy.
По выбранной траектории с выполнением флюороскопического контроля положения инструмента в ране относительно выстроенной траектории посредством режима syngo Needle Guidance, без резекции костной структуры под выделенным лазером фрагментом костной структуры был введен микроинструмент. Под операционным микроскопом справа на уровне L5-S1 было выполнено удаление секвестра грыжи диска с помощью микрокусачек.A microinstrument was introduced along the selected trajectory with performing fluoroscopic control of the position of the instrument in the wound relative to the aligned trajectory using the syngo Needle Guidance mode, without resection of the bone structure under the fragment of the bone structure highlighted by the laser. Under the operating microscope on the right at the L5-S1 level, the sequestration of the disc herniation was removed using micro-nippers.
Таким образом, в соответствии с заявляемым способом была определена траектория введения инструмента в зону расположения секвестрированной грыжи, которую удалось удалить без резекции костной ткани, без повреждения критических анатомических структур и максимально малоинвазивно.Thus, in accordance with the claimed method, the trajectory of the introduction of the instrument into the area of the sequestered hernia was determined, which was removed without resection of the bone tissue, without damaging the critical anatomical structures, and as minimally invasive as possible.
Корешок S1 свободен. Выполненная с целью контроля декомпрессии интраоперационная компьютерная томография показала, что секвестр удален. Проведено послойное ушивание раны с оставлением трубчатого дренажа под мышцами.The S1 spine is loose. Intraoperative computed tomography performed to control decompression showed that the sequestration had been removed. The wound was sutured in layers, leaving a tubular drainage under the muscles.
Результаты лечения: болевой корешковый синдром регрессировал, походка нормализовалась, ВАШ 0 баллов.Treatment results: radicular pain syndrome regressed, gait returned to normal, VAS 0 points.
05.08.2016 г выполнен послеоперационный контроль: МРТ поясничного отдела позвоночника - данных за рецидив грыжи диска не получено, секвестр удален полностью.On August 5, 2016, postoperative control was performed: MRI of the lumbar spine - no data for recurrent disc herniation were obtained, the sequestration was completely removed.
С помощью используемого метода исключен риск повреждения критических анатомических структур (дурального мешка и корешков), минимизирован доступ к патологическому очагу, обеспечен визуальный контроль проведения инструмента, время операции сократилось на 15 минут относительно стандартной микродискэктомии..Using the method used, the risk of damage to critical anatomical structures (dural sac and roots) is eliminated, access to the pathological focus is minimized, visual control of the instrument is provided, the operation time was reduced by 15 minutes relative to standard microdiscectomy ..
Пример 2. Способ определения траектории движения инструмента в хирургии позвоночника на открытой при удалении грыжи диска L4-L5, L5-S1 с радикулопатией.Example 2. A method for determining the trajectory of an instrument in spine surgery on an open disc herniation L4-L5, L5-S1 with radiculopathy.
Больной А., 18 лет. Диагноз: Поясничный остеохондроз, грыжи диска L4-L5, L5-S1 с радикулопатией. Жалобы на боли в пояснице с иррадиацией в правую ягодицу и ногу по задне-наружной поверхности бедра и голени, онемение в правой ноге, судороги в икроножной мышце. В неврологическом статусе -симптомы радикулопатии L5, S1 справа.Patient A., 18 years old. Diagnosis: Lumbar osteochondrosis, disc herniation L4-L5, L5-S1 with radiculopathy. Complaints of lower back pain radiating to the right buttock and leg along the back-outer surface of the thigh and lower leg, numbness in the right leg, cramps in the calf muscle. In the neurological status, the symptoms of radiculopathy L5, S1 on the right.
Пооперационный МРТ поясничного отдела позвоночника показал грыжи диска L4-L5, L5-S1, на уровне L4-L5 определился секвестр, располагающийся в позвоночном канала на уровне тела L5 позвонка, и грубо компремирующий правый корешок.Pooperative MRI of the lumbar spine showed disc herniation L4-L5, L5-S1; at the L4-L5 level, a sequestration was detected, located in the spinal canal at the level of the L5 vertebral body, and a roughly compressing right root.
В гибридной операционной, где находится ангиографическая роботизированная система Artis zeego, выполнено хирургическое малоинвазивное вмешательство 12.12.2016 операция: Дискэктомия Особенности оперативного вмешательства: протокол операции №434.In the hybrid operating room, where the angiographic robotic system Artis zeego is located, minimally invasive surgical intervention was performed. 12.12.2016 operation: Discectomy. Peculiarities of the surgery: operation protocol No. 434.
После обработки операционного поля раствором антисептика, под внутривенным наркозом с использованием ИВЛ, в положении больного «лежа на животе» с разгрузочными валиками под грудную клетку и таз, роботизированной С-дугой Artis zeego была выполнена разметка кожи в 2D режиме роботизированной С-дугой для определения позвоночных сегментов L4-L5, L5-S1. В рабочую станцию системы Artis zeego были загружены данные предоперационной магнитно-резонансной томографии.After treatment of the operating field with an antiseptic solution, under intravenous anesthesia using mechanical ventilation, in the patient's prone position with unloading rollers under the chest and pelvis, with a robotic Artis zeego C-arm, the skin was marked in 2D mode with a robotic C-arm to determine vertebral segments L4-L5, L5-S1. The Artis zeego workstation was loaded with preoperative magnetic resonance imaging data.
После чего в режиме компьютерной томографии с помощью режима 3D-3D fusion Artis zeego визуализировали непосредственно на операционном столе в текущий момент времени нативную костную анатомию пациента с патологией и совместили ее на экране рабочей станции с изображение мягкотканной анатомии, полученной с помощью магнитно-резонансной томографии.Then, in the computed tomography mode using the 3D-3D fusion Artis zeego mode, the native bone anatomy of the patient with pathology was visualized directly on the operating table at the current time and combined on the workstation screen with the image of the soft tissue anatomy obtained using magnetic resonance imaging.
Определена мягкотканная патология в виде секвестрированной грыжи диска, располагающаяся вне прямого визуального контроля хирурга за телом L5 позвонка и ее положение относительно костных структур. На совмещенном изображении визуализированы критические анатомические структуры (дуральный мешок, корешки спинного мозга). Для исключения резекции костных структур и риска повреждения критических анатомических структур в виде дурального мешка и корешков, а также полного удаления выпавшей грыжи диска принято решение провести операцию на открытой ране.A soft tissue pathology in the form of a sequestered disc herniation, located outside the surgeon's direct visual control of the L5 vertebral body and its position relative to bone structures, was determined. Critical anatomical structures (dural sac, spinal cord roots) are visualized in the combined image. To exclude resection of bone structures and the risk of damage to critical anatomical structures in the form of a dural sac and roots, as well as complete removal of a prolapsed disc herniation, it was decided to perform an operation on an open wound.
Для чего на экране рабочей станции на совмещенном изображении хирург отметил точкой (конечная точка) визуализированный патологический очаг в виде секвестрированной грыжи диска L4-L5 и, наметив несколько точек предполагаемого ввода инструмента на коже пациента. С помощью программы syngo Needle Guidance были выстроены максимально короткие траектории, обходящие дуральный мешок и корешки спинного мозга и сделавшие доступным прямой визуальный контроль хирургом секвестра за телом L5 позвонка. После чего из них была выбрана оптимальная траектория к патологическому очагу от предполагаемой точки ввода инструмента на коже пациента с учетом возможности обхода мешающих прямому визуальному контролю хирурга на экране устройства отображения анатомических структур, а именно часть костной дужки L5 позвонка. Открытие раны осуществили путем линейного разреза кожи над остистыми отростками L4-S1 справа длиной 3 см в области отображаемой лазером на коже начальной точки ввода инструмента и разведения мышц ранорасширителем.For this, the surgeon marked the visualized pathological focus in the form of a sequestered hernia of the L4-L5 disc with a dot (end point) on the workstation screen on the combined image and, having outlined several points of the intended insertion of the instrument on the patient's skin. With the help of the syngo Needle Guidance program, the shortest possible trajectories were built, bypassing the dural sac and spinal roots and making available direct visual control by the surgeon of the sequestration of the L5 vertebral body. After that, the optimal trajectory to the pathological focus from the intended point of insertion of the instrument on the patient's skin was chosen from them, taking into account the possibility of bypassing the anatomical structures that interfere with the direct visual control of the surgeon on the screen of the display device, namely, a part of the bony arch of the L5 vertebra. The opening of the wound was carried out by a linear incision of the skin above the spinous processes L4-S1 on the right with a length of 3 cm in the area imaged by the laser on the skin of the initial point of insertion of the instrument and dilution of the muscles with a retractor.
После скелетирования и обнажения дужки L5 позвонка (открытия раны) для уточнения траектории движения хирургического инструмента, а также для исключения резекции костной ткани у пациента юношеского возраста и предотвращения нестабильности позвоночного сегмента, повторно визуализировали непосредственно на операционном столе в текущий момент времени нативную костную анатомию пациента с патологией в режиме компьютерной томографии и совместили ее с первоначальным изображением мягкотканной анатомии на экране рабочей станции.After skeletonization and exposure of the L5 vertebra arch (opening the wound) to clarify the trajectory of the surgical instrument, as well as to exclude bone tissue resection in a juvenile patient and prevent instability of the spinal segment, the native bone anatomy of the patient was re-visualized directly on the operating table at the current time. pathology in the computed tomography mode and combined it with the original image of the soft tissue anatomy on the workstation screen.
Затем хирург, с учетом выбора наиболее короткой безопасной траектории, обходящей критические анатомические структуры, на экране рабочей станции, проставил начальную точку ввода инструмента на линии, соответствующей коже пациента на дооперационном мягкотканном изображении, а конечную точку зафиксировал на патологическом очаге. Активизировав программу системы Artis zeego в режиме syngo Needle Guidance на экране рабочей станции получили проложенную ею траекторию между проставленными хирургом точками. После выстраивания программой траектории введения инструмента хирург с помощью джойстика на мобильном пульте в операционной передвинул начальную точку на 12 мм, проведя ее под выделенным лазером фрагментом костной структуры дужки L5 позвонка и, таким образом, скорректировав ее размеры и максимальную безопасность для дурального мешка и корешков Начальную точку выбранной оптимальной траектории движения инструмента отобразили лазером на анатомии пациента.Then the surgeon, taking into account the choice of the shortest safe trajectory bypassing critical anatomical structures, on the workstation screen, put the starting point of the instrument on the line corresponding to the patient's skin on the preoperative soft tissue image, and fixed the end point on the pathological focus. By activating the program of the Artis zeego system in syngo Needle Guidance mode, on the workstation screen, we received the trajectory laid by it between the points set by the surgeon. After the program had built the trajectory of the instrument insertion, the surgeon, using the joystick on the mobile console in the operating room, moved the starting point by 12 mm, tracing it under the laser-highlighted fragment of the bone structure of the L5 arch and thus adjusting its size and maximum safety for the dural sac and roots Initial the point of the selected optimal trajectory of the instrument was displayed with a laser on the patient's anatomy.
По выбранной траектории с выполнением флюороскопического контроля положения инструмента в ране относительно выстроенной траектории посредством режима syngo Needle Guidance, без резекции костной структуры под выделенным лазером фрагментом костной структуры дужки L5 позвонка был введен микроинструмент. Под операционным микроскопом справа на уровне L4-L5 было выполнено удаление секвестра грыжи диска с помощью микрокусачек.A microinstrument was introduced along the selected trajectory with performing fluoroscopic control of the position of the instrument in the wound relative to the aligned trajectory using the syngo Needle Guidance mode, without resecting the bone structure under the laser-highlighted fragment of the bone structure of the L5 arch. Under the operating microscope on the right at the L4-L5 level, the sequestration of the disc herniation was removed using microcutters.
Таким образом, в соответствии с заявляемым способом была определена траектория введения инструмента в зону расположения секвестрированной грыжи, которую удалось удалить без резекции костной ткани, без повреждения критических анатомических структур и максимально малоинвазивно.Thus, in accordance with the claimed method, the trajectory of the introduction of the instrument into the area of the sequestered hernia was determined, which was removed without resection of the bone tissue, without damaging the critical anatomical structures, and as minimally invasive as possible.
Корешок L5 свободен. Выполненная с целью контроля декомпрессии интраоперационная компьютерная томография показала, что секвестр удален. Затем была выполнена микродискэктомия на уровне L5-S1, удалена правосторонняя грыжа диска, корешок S1 также свободен.The L5 spine is loose. Intraoperative computed tomography performed to control decompression showed that the sequestration had been removed. Then a microdiscectomy was performed at the L5-S1 level, the right-sided herniated disc was removed, the S1 root was also free.
Проведено послойное ушивание раны с оставлением трубчатого дренажа под мышцами.The wound was sutured in layers, leaving a tubular drainage under the muscles.
Результаты лечения: болевой корешковый синдром регрессировал, походка нормализовалась, ВАШ 0 баллов.Treatment results: radicular pain syndrome regressed, gait returned to normal, VAS 0 points.
Через месяц после операции выполнена контрольная магнитно-резонансная томография - секвестрированная грыжа диска L4-L5 удалена полностью, секвестр, располагавшийся за телом L5 позвонка, удален. Также удалена грыжа диска L5-S1.A month after the operation, a control magnetic resonance imaging was performed - the sequestered hernia of the L4-L5 disc was completely removed, the sequestration located behind the body of the L5 vertebra was removed. The herniated disc L5-S1 was also removed.
С помощью используемого метода исключен риск повреждения критических анатомических структур (дурального мешка и корешков), минимизирован доступ к патологическому очагу, обеспечен визуальный контроль проведения инструмента, время операции сократилось на 18 минут относительно стандартной микродискэктомии на двух уровнях, а также удалось избежать резекции костной дужки L5 позвонка у пациента юношеского возраста и возникновения риска нестабильности позвоночного сегмента.Using the method used, the risk of damage to critical anatomical structures (dural sac and roots) is eliminated, access to the pathological focus is minimized, visual control of the instrument is provided, the operation time was reduced by 18 minutes relative to standard microdiscectomy at two levels, and resection of the L5 arch bone was avoided vertebra in a patient of adolescence and the risk of instability of the spinal segment.
Пример 3. Способ определения траектории движения инструмента в хирургии позвоночника на открытой ране для полного удаления оссифицированной секвестрированной грыжи диска и остеофитов, сдавливающих нервные корешки, с последующим устранением нестабильности сегмента L5-S1 с помощью транспедикулярной фиксации с резекцией мешающих ей части суставных отростковExample 3. A method for determining the trajectory of an instrument in spinal surgery on an open wound for complete removal of ossified sequestered disc herniation and osteophytes compressing nerve roots, followed by elimination of L5-S1 segment instability using transpedicular fixation with resection of the articular processes that interfere with it
Больной К., 30 лет. Диагноз: дегенеративный стеноз позвоночного канала на уровне L5-S1 с радикулопатией. Сопутствующий диагноз: Сахарный дибет 2 типа неосложненного течения. Ожирение 1 ст. Поступал с жалобами на выраженные боли в пояснично-крестцовой области с иррадиацией в ноги, больше в правую, по задней поверхности бедра и голени, онемение в пальцах ног. В неврологическом статусе: радикулопатия S1 с 2 сторон. Локально: атрофия мышц левой голени. ВАШ 7 балловPatient K., 30 years old. Diagnosis: degenerative stenosis of the spinal canal at the L5-S1 level with radiculopathy. Concomitant diagnosis: Sugar dibet type 2 uncomplicated course. Obesity 1 tbsp. Was admitted with complaints of severe pain in the lumbosacral region radiating to the legs, more to the right, along the back of the thigh and lower leg, numbness in the toes. Neurological status: S1 radiculopathy from 2 sides. Locally: muscle atrophy of the left leg. YOUR 7 points
Больному на дооперационном этапе выполнено МРТ поясничного отдела позвоночника. На изображениях визуализировали оссифицированную секвестрированную грыжу диска L5-S1, распространяющуюся парамедианно, задние остеофиты тела S1, на всем протяжении межтелового промежутка, задний остеофит тела 15 позвонка, преимущественно в парамедианных правых отделах канала. На КТ изображении также визуализированы критические анатомические структуры (дуральный мешок, корешки спинного мозга). Рентгенография поясничного отдела позвоночника с функциональными пробами выявила нестабильность сегмента L5-S1.The patient underwent MRI of the lumbar spine at the preoperative stage. The images visualized ossified sequestered disc herniation L5-S1, spreading paramedianally, posterior osteophytes of the S1 body, throughout the interbody space, posterior osteophyte of the 15th vertebral body, mainly in the paramedian right parts of the canal. Critical anatomical structures (dural sac, spinal roots) are also visualized on CT images. X-ray of the lumbar spine with functional tests revealed instability of the L5-S1 segment.
Для исключения риска повреждения критических анатомических структур в виде дурального мешка и корешков, а также полного удаления оссифицированной секвестрированной грыжи диска и остеофитов, сдавливающих нервные корешки, принято решение провести операцию на открытой ране,To eliminate the risk of damage to critical anatomical structures in the form of a dural sac and roots, as well as complete removal of ossified sequestered disc herniation and osteophytes compressing nerve roots, it was decided to perform an operation on an open wound.
Учитывая данные клинико-неврологического обследования, результаты дополнительных методов исследования, выраженный болевой синдром, устойчивый к консервативной терапии, пациенту показано оперативное лечение - микродискэктомия L5-S1 с резекцией, части дужки S1 позвонка, и устранение нестабильности сегмента L5-S1 с помощью транспедикулярной фиксации при выполнении которой часть костных структур (суставных отростков L5-S1) необходимо резецировать.Taking into account the data of clinical and neurological examination, the results of additional research methods, pronounced pain syndrome resistant to conservative therapy, the patient is shown surgical treatment - L5-S1 microdiscectomy with resection of a part of the S1 vertebral arch, and elimination of L5-S1 segment instability using transpedicular fixation in the execution of which part of the bone structures (articular processes L5-S1) must be resected.
В гибридной операционной, где находится ангиографическая роботизированная система Artis zeego, выполнено хирургическое малоинвазивное вмешательство 02.08.2018 г.In the hybrid operating room, where the angiographic robotic system Artis zeego is located, minimally invasive surgical intervention was performed on 02.08.2018.
Особенности оперативного вмешательства: протокол операции №289Features of the surgical intervention: protocol of operation No. 289
После обработки операционного поля раствором антисептика, под внутривенным наркозом с использованием ИВЛ, в положении больного «лежа на животе» с разгрузочными валиками под грудную клетку и таз. Роботизированной С-дугой Artis zeego была выполнена разметка кожи для определения позвоночного сегмента L5-S1.After treatment of the operating field with an antiseptic solution, under intravenous anesthesia using mechanical ventilation, in the patient's position "lying on his stomach" with discharge rollers under the chest and pelvis. An Artis zeego robotic C-arm was used to mark the skin to determine the spinal segment L5-S1.
В рабочую станцию системы Artis zeego были загружены данные предоперационной магнитно-резонансной томографии.The Artis zeego workstation was loaded with preoperative magnetic resonance imaging data.
После чего в режиме компьютерной томографии с помощью режима 3D-3D fusion Artis zeego визуализировали непосредственно на операционном столе в текущий момент времени нативную костную анатомию пациента с патологией и совместили ее на экране рабочей станции с изображение мягкотканной анатомии, полученной с помощью магнитно-резонансной томографии.After that, in the computed tomography mode using the 3D-3D fusion Artis zeego mode, the native bone anatomy of the patient with pathology was visualized directly on the operating table at the current time and combined on the workstation screen with the image of soft tissue anatomy obtained using magnetic resonance imaging.
На экране рабочей станции на совмещенном изображении хирург отметил точкой (конечная точка) визуализированный патологический очаг в виде оссифицированной грыжи диска L5-S1 и, наметив несколько точек предполагаемого ввода инструмента на коже пациента. С помощью программы syngo Needle Guidance были выстроены максимально короткие траектории, обходящие дуральный мешок и корешки спинного мозга и сделавшие доступным прямой визуальный контроль хирурга оссифицированной секвестрированной грыжи диска и остеофитов. После чего из них была выбрана оптимальная траектория к патологическому очагу от предполагаемой точки ввода инструмента на коже пациента с учетом возможности обхода мешающих прямому визуальному контролю хирурга на экране устройства отображения анатомических структур, а именно части костной дужки S1 позвонка. Открытие раны осуществили путем линейного разреза кожи над остистыми отростками L5-S1 с 2 сторон длиной 5 см в области, отображаемой лазером на коже начальной точки ввода инструмента, и разведения мышц ранорасширителем. Скелетированы дужки L5, S1 позвонков и минимально резецирована часть костной дужки S1 позвонка. После чего для уточнения траектории движения хирургического инструмента, а также для исключения избыточной резекции дужки S1 позвонка, повторно визуализировали непосредственно на операционном столе в текущий момент времени нативную костную анатомию пациента с патологией в режиме компьютерной томографии и совместили ее с первоначальным изображением мягкотканной анатомии на экране рабочей станции.On the screen of the workstation, on the aligned image, the surgeon marked the visualized pathological focus in the form of an ossified herniated disc L5-S1 with a dot (end point) and, outlining several points of the intended insertion of the instrument on the patient's skin. Using the syngo Needle Guidance program, the shortest possible trajectories were built, bypassing the dural sac and roots of the spinal cord and made available direct visual control of the surgeon for ossified sequestered disc herniation and osteophytes. After that, the optimal trajectory to the pathological focus from the intended point of insertion of the instrument on the patient's skin was chosen from them, taking into account the possibility of bypassing the anatomical structures that interfere with the direct visual control of the surgeon on the screen of the display device of the anatomical structures, namely, part of the bone arch of the S1 vertebra. The opening of the wound was carried out by a linear incision of the skin over the spinous processes L5-S1 from 2 sides 5 cm in length in the area imaged by the laser on the skin of the initial point of insertion of the instrument, and dilution of the muscles with a retractor. The arches of the L5 and S1 vertebrae were skeletonized and a part of the bony arch of the S1 vertebra was minimally resected. After that, to clarify the trajectory of the surgical instrument, as well as to exclude excessive resection of the S1 arch, the native bone anatomy of the patient with pathology was re-visualized directly on the operating table in the computed tomography mode and combined with the initial image of the soft tissue anatomy on the working screen. station.
Затем хирург, с учетом выбора наиболее короткой безопасной траектории, обходящей критические анатомические структуры, на экране рабочей станции, проставил начальную точку ввода инструмента на линии, соответствующей коже пациента на дооперационном мягкотканном изображении, а конечную точку зафиксировал на патологическом очаге. Активизировав программу системы Artis zeego в режиме syngo Needle Guidance на экране рабочей станции получили проложенную ею траекторию между проставленными хирургом точками. После выстраивания программой траектории введения инструмента хирург с помощью джойстика на мобильном пульте в операционной передвинул начальную точку на 20 мм, скорректировав ее размеры и максимальную безопасность для дурального мешка и корешков и проведя ее через ножку S1 позвонка. Начальную точку выбранной оптимальной траектории движения инструмента отобразили лазером на анатомии пациента.Then the surgeon, taking into account the choice of the shortest safe trajectory bypassing critical anatomical structures, on the workstation screen, put the starting point of the instrument on the line corresponding to the patient's skin on the preoperative soft tissue image, and fixed the end point on the pathological focus. By activating the program of the Artis zeego system in syngo Needle Guidance mode, on the workstation screen, we received the trajectory laid by it between the points set by the surgeon. After the program had built the trajectory of the instrument insertion, the surgeon, using the joystick on the mobile console in the operating room, moved the starting point by 20 mm, correcting its size and maximum safety for the dural sac and roots and passing it through the S1 vertebra stem. The starting point of the selected optimal tool path was imaged with a laser on the patient's anatomy.
По выбранной траектории с выполнением флюороскопического контроля положения инструмента в ране относительно выстроенной траектории посредством режима syngo Needle Guidance, после минимальной резекциии дужки S1 2 мм под нее был введен микроинструмент. Под операционным микроскопом справа на уровне L5-S1 было выполнено удаление оссифицированной секвестрированной грыжи диска с помощью микрокусачек.Along the selected trajectory with performing fluoroscopic control of the position of the instrument in the wound relative to the aligned trajectory using the syngo Needle Guidance mode, after a minimal resection of the S1 arch of 2 mm, a microinstrument was introduced under it. Removal of the ossified sequestered disc herniation using micro-pliers was performed under an operating microscope on the right at the L5-S1 level.
Таким образом, в соответствии с заявляемым способом была определена траектория введения инструмента в зону расположения секвестрированной грыжи, которую удалось удалить с минимальной резекцией (2 мм) без повреждения критических анатомических структур и максимально малоинвазивно.Thus, in accordance with the claimed method, the trajectory of the introduction of the instrument into the area of the sequestered hernia was determined, which was removed with minimal resection (2 mm) without damaging critical anatomical structures and minimally invasively.
Затем с помощью высокоскоростной нейрохирургической дрели выполнили удаление остеофитов с целью декомпрессии корешков S1. Выполненная с целью контроля декомпрессии интраоперационная компьютерная томография показала, что секвестр грыжи удален, остеофиты также удалены.Then, using a high-speed neurosurgical drill, the osteophytes were removed to decompress the S1 roots. Intraoperative computed tomography performed to control decompression showed that the hernia sequestration was removed, and the osteophytes were also removed.
С целью устранения нестабильности оперированного сегмента L5-S1 было принято решение провести его транспедикулярную фиксацию с предварительной резекцией суставных отростков L5-S1.In order to eliminate the instability of the operated segment L5-S1, it was decided to carry out its transpedicular fixation with preliminary resection of the articular processes L5-S1.
Полученное изображение интраоперационной компьютерной томографии после резекции костной ткани (остеофитов) и резекции суставных отростков вновь совместили в режиме 3D-3D fusion Artis zeego на экране рабочей станции с изображением мягкотканной анатомии, полученной с помощью магнитно-резонансной томографии. Для исключения риска повреждения критических анатомических структур в виде дурального мешка и корешков, а также правильного корректного проведения винтов фиксирующей транспедикулярной системы включен режим syngo Needle Guidance.The resulting image of intraoperative computed tomography after resection of bone tissue (osteophytes) and resection of articular processes was again combined in 3D-3D fusion Artis zeego mode on a workstation screen with an image of soft tissue anatomy obtained using magnetic resonance imaging. To eliminate the risk of damage to critical anatomical structures in the form of the dural sac and roots, as well as correct correct placement of the screws of the fixing transpedicular system, the syngo Needle Guidance mode is enabled.
Затем хирург, с учетом выбора наиболее короткой безопасной траектории, обходящей критические анатомические структуры, на экране рабочей станции, проставил начальную точку ввода инструмента на линии, соответствующей коже пациента на дооперационном мягкотканном изображении, а конечную точку зафиксировал на середине тела L5 позвонка. Активизировав программу системы Artis zeego в режиме syngo Needle Guidance на экране рабочей станции получили проложенную ею траекторию между проставленными хирургом точками. После выстраивания программой траектории введения инструмента хирург с помощью джойстика на мобильном пульте в операционной передвинул начальную точку на 10 мм, скорректировав ее размеры и максимальную безопасность для дурального мешка и корешков, проведя ее точно через ножки L5 позвонка. Начальную точку выбранной оптимальной траектории движения инструмента отобразили лазером на анатомии пациента.Then the surgeon, taking into account the choice of the shortest safe trajectory bypassing critical anatomical structures, on the workstation screen, put the starting point of the instrument on the line corresponding to the patient's skin on the preoperative soft tissue image, and fixed the end point in the middle of the L5 vertebral body. By activating the program of the Artis zeego system in syngo Needle Guidance mode, on the workstation screen, we received the trajectory laid by it between the points set by the surgeon. After the program had built the trajectory of the instrument insertion, the surgeon, using the joystick on the mobile console in the operating room, moved the starting point by 10 mm, adjusting its size and maximum safety for the dural sac and roots, passing it exactly through the legs of the L5 vertebra. The starting point of the selected optimal tool path was imaged with a laser on the patient's anatomy.
По выбранной траектории с выполнением флюороскопического контроля положения инструмента в ране относительно выстроенной траектории посредством режима syngo Needle Guidance ввели два винта в тело L5 позвонка транспедикулярно.Along the selected trajectory with performing fluoroscopic control of the position of the instrument in the wound relative to the aligned trajectory using the syngo Needle Guidance mode, two screws were inserted transpedicularly into the L5 vertebral body.
Точно таким же способом провели винты в тело S1 позвонка по выбранным безопасным траекториям.In exactly the same way, the screws were inserted into the S1 vertebral body along the selected safe trajectories.
Таким образом, в соответствии с заявляемым способом была определена траектория введения инструмента в тела L5, S1 позвонков строго через ножки позвонков (транспедикулярно), без повреждения критических анатомических структур, полностью исключив риск их повреждения и максимально малоинвазивно.Thus, in accordance with the claimed method, the trajectory of insertion of the instrument into the bodies L5, S1 of the vertebrae was determined strictly through the pedicles of the vertebrae (transpedicularly), without damaging critical anatomical structures, completely eliminating the risk of damage and minimally invasively.
Выполнена интраоперационная компьютерная томография - положение винтов в телах и ножках позвонков корректное. Смонтирована четырехвинтовая система Viper II без поперечного соединенияIntraoperative computed tomography was performed - the position of the screws in the bodies and legs of the vertebrae was correct. Installed four-screw Viper II system without transverse connection
Проведено послойное ушивание раны с оставлением трубчатого дренажа под мышцами.The wound was sutured in layers, leaving a tubular drainage under the muscles.
Результаты лечения: болевой корешковый синдром регрессировал, ВАШ 0-1 баллTreatment results: radicular pain syndrome regressed, VAS 0-1 points
Через месяц после операции выполнена магнитно-резонансеая томография - дискоостеофитный комплекс L5-S1 удален, компрессии нервных структур не определяется.A month after the operation, magnetic resonance imaging was performed - the discoosteophytic complex L5-S1 was removed, compression of the nerve structures was not detected.
С помощью используемого метода исключен риск повреждения критических анатомических структур (дурального мешка и корешков), минимизирован доступ к патологическому очагу, обеспечен визуальный контроль проведения инструмента, обеспечено безопасное и корректное введение винтов в тела позвонков, время операции сократилось на 35 минут относительно стандартной дискэктомии и транспедикулярной фиксации.Using the method used, the risk of damage to critical anatomical structures (dural sac and roots) is eliminated, access to the pathological focus is minimized, visual control of the instrument is provided, safe and correct insertion of screws into the vertebral bodies is ensured, the operation time was reduced by 35 minutes compared to standard discectomy and transpedicular fixation.
Как видно из приведенных примеров, предлагаемое изобретение решает задачу определения траектории движения инструмента в хирургии позвоночника на открытой ране, минимизируя связанные с доступом повреждения тканей и время выполнения хирургических процедур, при одновременном улучшении результатов хирургического вмешательства за счет повышения точности индивидуализированного для пациента позиционирования и ориентирования хирургических инструментов во время операции, а также контроль положения инструментов относительно анатомии пациента в реальном времени, что значительно повышает безопасность хирургического вмешательства для пациента.As can be seen from the above examples, the proposed invention solves the problem of determining the trajectory of the instrument in spine surgery on an open wound, minimizing tissue damage associated with access and the time for performing surgical procedures, while improving the results of surgical intervention by increasing the accuracy of patient-specific positioning and orientation of surgical procedures. instruments during surgery, as well as monitoring the position of instruments relative to the patient's anatomy in real time, which significantly increases the safety of surgical intervention for the patient.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019112439A RU2726473C1 (en) | 2019-04-24 | 2019-04-24 | Method for determination of instrument trajectory in spinal surgery on open wound |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019112439A RU2726473C1 (en) | 2019-04-24 | 2019-04-24 | Method for determination of instrument trajectory in spinal surgery on open wound |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2726473C1 true RU2726473C1 (en) | 2020-07-14 |
Family
ID=71616784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019112439A RU2726473C1 (en) | 2019-04-24 | 2019-04-24 | Method for determination of instrument trajectory in spinal surgery on open wound |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2726473C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114248435A (en) * | 2021-12-28 | 2022-03-29 | 广州医科大学附属顺德医院（佛山市顺德区乐从医院） | Preparation method of 3D printing support for maintaining shape of specimen skin branched chain |
| RU2800943C1 (en) * | 2023-04-11 | 2023-08-01 | федеральное государственное бюджетное учреждение "Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method of preoperative planning of pedicle screw placement in idiopathic scoliosis |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2606453C2 (en) * | 2011-12-03 | 2017-01-10 | Конинклейке Филипс Н.В. | Automatic depth scrolling and orientation adjustment for semi-automated path planning |
| US20170189202A1 (en) * | 2011-08-29 | 2017-07-06 | Crescent H Trust | Inside-out guide for hip replacement method |
-
2019
- 2019-04-24 RU RU2019112439A patent/RU2726473C1/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170189202A1 (en) * | 2011-08-29 | 2017-07-06 | Crescent H Trust | Inside-out guide for hip replacement method |
| RU2606453C2 (en) * | 2011-12-03 | 2017-01-10 | Конинклейке Филипс Н.В. | Automatic depth scrolling and orientation adjustment for semi-automated path planning |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Н.А. КОНОВАЛОВ и др. Анализ эффективности применения интраоперационного конусно-лучевого компьютерного томографа "О-arm" и современной системы навигации в хирургическом лечении заболеваний позвоночника и спинного мозга. "Хирургия позвоночника". 2014; (3):54-59. * |
| НАЗАРЕНКО А.Г. и др. Применение роботизированной с-дуги в хирургии позвоночника. Фундаментальные и прикладные аспекты поражений и повреждений позвоночника: материалы VIII съезда Межрегиональной Ассоциации хирургов-вертебрологов России с международным участием и IV съезда дорожных нейрохирургов (25-26 мая 2017 года) / Под ред. В.А.Сороковикова, А.О. Гущи. - Иркутск: ИНЦХТ, 2017, сс.224. Н.А. КОНОВАЛОВ и др. Анализ эффективности применения интраоперационного конусно-лучевого компьютерного томографа "О-arm" и современной системы навигации в хирургическом лечении заболеваний позвоночника и спинного мозга. "Хирургия позвоночника". 2014; (3):54-59. * |
| НАЗАРЕНКО А.Г. и др. Применение роботизированной с-дуги в хирургии позвоночника. Фундаментальные и прикладные аспекты поражений и повреждений позвоночника: материалы VIII съезда Межрегиональной Ассоциации хирургов-вертебрологов России с международным участием и IV съезда дорожных нейрохирургов (25-26 мая 2017 года) / Под ред. В.А.Сороковикова,А.О. Гущи. - Иркутск: ИНЦХТ, 2017, сс.224. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114248435A (en) * | 2021-12-28 | 2022-03-29 | 广州医科大学附属顺德医院（佛山市顺德区乐从医院） | Preparation method of 3D printing support for maintaining shape of specimen skin branched chain |
| CN114248435B (en) * | 2021-12-28 | 2024-01-26 | 广州医科大学附属顺德医院（佛山市顺德区乐从医院） | Preparation method of 3D printing bracket for maintaining branched morphology of specimen skin |
| RU2813671C2 (en) * | 2023-01-19 | 2024-02-15 | Федеральное Государственное Автономное учреждение Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии имени академика Н.Н. Бурденко Министерства Здравоохранения Российской Федерации | Individual device for marking neurosurgical access, method of manufacturing individual device for marking neurosurgical access and method of applying individual device for marking neurosurgical access |
| RU2800943C1 (en) * | 2023-04-11 | 2023-08-01 | федеральное государственное бюджетное учреждение "Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method of preoperative planning of pedicle screw placement in idiopathic scoliosis |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hohlweg-Majert et al. | Navigational maxillofacial surgery using virtual models | |
| Kim et al. | Modified transcorporeal anterior cervical microforaminotomy assisted by O-arm-based navigation: a technical case report | |
| US10869725B2 (en) | Simulated method and system for navigating surgical instrument based on tomography | |
| US7596254B2 (en) | Intra-operative 3-D reconstruction of bone cement boli using X-rays | |
| Jho | Endoscopic transpedicular thoracic discectomy | |
| D'Andrea et al. | Utility of preoperative magnetic resonance imaging coregistered with intraoperative computed tomographic scan for the resection of complex tumors of the spine | |
| RU2668694C1 (en) | Method of pre-operational planning of paracentetic transforaminal non-disk endoscopic access to lumbar column spinal canal | |
| Shu et al. | Posterior percutaneous endoscopic cervical foraminotomy and discectomy for degenerative cervical radiculopathy using intraoperative O-arm imaging | |
| Fujiwara et al. | Intraoperative O-arm-navigated resection in musculoskeletal tumors | |
| Xu et al. | Comparison of electromagnetic and optical navigation assisted Endo-TLIF in the treatment of lumbar spondylolisthesis | |
| RU2726473C1 (en) | Method for determination of instrument trajectory in spinal surgery on open wound | |
| Qian et al. | Efficacy and safety of establishing an optimal path through unilateral pedicle under the assistance of surgical robot in percutaneous kyphoplasty | |
| Gellrich et al. | Computer assisted oral and maxillofacial reconstruction | |
| Wu et al. | Application of intraoperative CT-guided navigation in simultaneous minimally invasive anterior and posterior surgery for infectious spondylitis | |
| Gruetzner et al. | Navigation using fluoro-CT technology: Concept and clinical experience in a new method for intraoperative navigation | |
| Wang et al. | Precise surgical treatment of thoracic ossification of ligamentum flavum assisted by o-arm computer navigation: a retrospective study | |
| Wirth et al. | C-arm-based mobile computed tomography: a comparison with established imaging on the basis of simulated treatments of talus neck fractures in a cadaveric study | |
| Euler et al. | 3D-imaging with an isocentric mobile C-arm | |
| RU2538797C2 (en) | Method for surgical management of compression vertebral fracture accompanying osteoporosis | |
| Li et al. | Comparison of surgical efficacy between O-arm combined with CT 3D real-time navigation system and Tinavi robot-assisted treatment of adolescent congenital scoliosis | |
| Schipper et al. | Navigation as a tool to visualize bone-covered hidden structures in transfrontal approaches | |
| Shoda et al. | Computer-assisted anterior spinal surgery for a case of recurrent giant cell tumor | |
| Heyde et al. | Patient-matched 3-D-printed guides for the insertion of cervical pedicle screws in tumor surgery | |
| RU2815702C1 (en) | Method for microsurgical access to intervertebral foramen in patients with cervical radiculopathy | |
| Hoffmann et al. | Image-guided navigation for minimal invasive approaches in craniomaxillofacial surgery |