Eksoskopu pielietošanas progress neiroķirurģiskās procedūrās

 

Piemērošanaķirurģiskie mikroskopiun neiroendoskopi ir ievērojami uzlabojuši neiroķirurģisko procedūru efektivitāti. Tomēr dažu paša aprīkojuma raksturīgo īpašību dēļ tiem joprojām ir zināmi ierobežojumi klīniskajā pielietojumā. Ņemot vērā trūkumusoperācijas mikroskopiun neiroendoskopiem, apvienojumā ar digitālās attēlveidošanas, Wi-Fi tīkla savienojamības, ekrānu tehnoloģijas un optiskās tehnoloģijas attīstību, eksoskopu sistēma ir radusies kā tilts starp ķirurģiskajiem mikroskopiem un neiroendoskopiem. Eksoskopam ir augstāka attēla kvalitāte un ķirurģiskais redzes lauks, labāka ergonomiskā stāja, mācību efektivitāte, kā arī efektīvāka ķirurģiskās komandas iesaistīšanās, un tā pielietojuma efektivitāte ir līdzīga stacionārajiem mikroskopiem. Pašlaik literatūrā galvenokārt tiek ziņots par atšķirībām starp eksoskopiem un ķirurģiskajiem mikroskopiem tehniskajos un aprīkojuma aspektos, piemēram, lauka dziļumā, redzes laukā, fokusa attālumā un darbībā, trūkstot kopsavilkumam un analīzei par eksoskopu specifisko pielietojumu un ķirurģiskajiem rezultātiem neiroķirurģijā. Tāpēc mēs apkopojam eksoskopu pielietojumu neiroķirurģijā pēdējos gados, analizējam to priekšrocības un ierobežojumus klīniskajā praksē un piedāvājam atsauces klīniskai izmantošanai.

Eksoskopu vēsture un attīstība

Ķirurģiskajiem mikroskopiem ir lielisks dziļais apgaismojums, augstas izšķirtspējas ķirurģiskais redzes lauks un stereoskopiskie attēlveidošanas efekti, kas var palīdzēt ķirurgiem skaidrāk novērot ķirurģiskā lauka dziļo nervu un asinsvadu audu struktūru un uzlabot mikroskopisko operāciju precizitāti. Tomēr lauka dziļumsķirurģiskais mikroskopsir sekls, un redzes lauks ir šaurs, īpaši pie liela palielinājuma. Ķirurgam ir atkārtoti jāfokusē un jāpielāgo mērķa zonas leņķis, kas būtiski ietekmē ķirurģisko ritmu; No otras puses, ķirurgam ir jānovēro un jāoperē caur mikroskopa okulāru, kas prasa ķirurgam ilgstoši saglabāt fiksētu pozu, kas var viegli izraisīt nogurumu. Pēdējās desmitgadēs minimāli invazīvā ķirurģija ir strauji attīstījusies, un neiroendoskopiskās sistēmas ir plaši izmantotas neiroķirurģijā, pateicoties to augstas kvalitātes attēliem, labākiem klīniskajiem rezultātiem un augstākai pacientu apmierinātībai. Tomēr, ņemot vērā endoskopiskās pieejas šauro kanālu un svarīgu neirovaskulāru struktūru klātbūtni kanāla tuvumā, kā arī galvaskausa ķirurģijas īpašības, piemēram, nespēju paplašināt vai sarauties galvaskausa dobumā, neiroendoskopiju galvenokārt izmanto galvaskausa pamatnes ķirurģijai un sirds kambaru ķirurģijai, izmantojot deguna un mutes dobuma pieejas.

Ņemot vērā ķirurģisko mikroskopu un neiroendoskopu trūkumus, kā arī digitālās attēlveidošanas, WiFi tīkla savienojamības, ekrānu tehnoloģijas un optiskās tehnoloģijas attīstību, ārējo spoguļu sistēma ir parādījusies kā tilts starp ķirurģiskajiem mikroskopiem un neiroendoskopiem. Līdzīgi kā neiroendoskopijā, ārējo spoguļu sistēma parasti sastāv no tālredzības spoguļa, gaismas avota, augstas izšķirtspējas kameras, displeja ekrāna un kronšteina. Galvenā struktūra, kas atšķir ārējos spoguļus no neiroendoskopijas, ir tālredzības spogulis ar diametru aptuveni 10 mm un garumu aptuveni 140 mm. Tā lēca atrodas 0° vai 90° leņķī pret spoguļa korpusa garo asi, ar fokusa attāluma diapazonu 250–750 mm un asuma dziļumu 35–100 mm. Lielais fokusa attālums un lielais asuma dziļums ir ārējo spoguļu sistēmu galvenās priekšrocības salīdzinājumā ar neiroendoskopiju.

Programmatūras un aparatūras tehnoloģiju attīstība ir veicinājusi ārējo spoguļu attīstību, īpaši 3D ārējo spoguļu, kā arī jaunāko 3D 4K īpaši augstas izšķirtspējas ārējo spoguļu parādīšanos. Ārējo spoguļu sistēma tiek pastāvīgi atjaunināta katru gadu. Programmatūras ziņā ārējo spoguļu sistēma var vizualizēt ķirurģisko zonu, integrējot pirmsoperācijas magnētiskās rezonanses difūzijas tenzora attēlveidošanu, intraoperatīvo navigāciju un citu informāciju, tādējādi palīdzot ārstiem veikt precīzas un drošas operācijas. Aparatūras ziņā ārējais spogulis var integrēt 5-aminolevulīnskābes un indocianīna filtrus angiogrāfijai, pneimatisko sviru, regulējamu vadības rokturi, vairāku ekrānu izvadi, lielāku fokusēšanas attālumu un lielāku palielinājumu, tādējādi panākot labākus attēla efektus un darbības pieredzi.

Eksoskopa un ķirurģisko mikroskopu salīdzinājums

Ārējā spoguļa sistēma apvieno neiroendoskopijas ārējās iezīmes ar ķirurģisko mikroskopu attēla kvalitāti, papildinot viens otra stiprās un vājās puses un aizpildot atšķirības starp ķirurģiskajiem mikroskopiem un neiroendoskopiju. Ārējiem spoguļiem piemīt dziļa lauka dziļuma un plata redzes lauka īpašības (ķirurģiskā lauka diametrs 50–150 mm, lauka dziļums 35–100 mm), kas nodrošina ārkārtīgi ērtus apstākļus dziļām ķirurģiskām operācijām ar lielu palielinājumu; savukārt ārējā spoguļa fokusa attālums var sasniegt 250–750 mm, nodrošinot lielāku darba attālumu un atvieglojot ķirurģiskas operācijas [7]. Attiecībā uz ārējo spoguļu vizualizāciju Ričardi un līdzautori, salīdzinot ārējos spoguļus un ķirurģiskos mikroskopus, atklāja, ka ārējiem spoguļiem ir salīdzināma attēla kvalitāte, optiskā jauda un palielinājuma efekti ar mikroskopiem. Ārējais spogulis var arī ātri pārslēgties no mikroskopiskas perspektīvas uz makroskopisku perspektīvu, taču, ja ķirurģiskais kanāls ir "šaurs augšpusē un plats apakšā" vai to aizsedz citas audu struktūras, redzes lauks zem mikroskopa parasti ir ierobežots. Ārējā spoguļa sistēmas priekšrocība ir tā, ka tā ļauj veikt operācijas ergonomiskākā pozā, samazinot laiku, kas pavadīts, aplūkojot ķirurģisko lauku caur mikroskopa okulāru, tādējādi samazinot ārsta ķirurģisko nogurumu. Ārējā spoguļa sistēma nodrošina vienādas kvalitātes 3D ķirurģiskos attēlus visiem ķirurģiskajiem dalībniekiem ķirurģiskā procesa laikā. Mikroskops ļauj darboties caur okulāru līdz pat diviem cilvēkiem, savukārt ārējais spogulis var koplietot vienu un to pašu attēlu reāllaikā, ļaujot vairākiem ķirurgiem vienlaikus veikt ķirurģiskas operācijas un uzlabojot ķirurģisko efektivitāti, daloties ar informāciju ar visu personālu. Vienlaikus ārējā spoguļa sistēma netraucē ķirurģiskās komandas savstarpējo komunikāciju, ļaujot visam ķirurģiskajam personālam piedalīties ķirurģiskajā procesā.

eksoskops neiroķirurģijā

Gonens un līdzautori ziņoja par 56 gliomas endoskopiskās ķirurģijas gadījumiem, no kuriem tikai 1 gadījumā perioperatīvajā periodā bija komplikācijas (asiņošana ķirurģiskajā zonā), un to sastopamības biežums bija tikai 1,8%. Rotermunds un līdzautori ziņoja par 239 transnazālas transsfenoidālas ķirurģijas gadījumiem hipofīzes adenomu gadījumā, un endoskopiskā operācija neizraisīja nopietnas komplikācijas; Tikmēr nebija būtiskas atšķirības operācijas laikā, komplikācijās vai rezekcijas diapazonā starp endoskopisko ķirurģiju un mikroskopisko ķirurģiju. Čens un līdzautori ziņoja, ka 81 audzēja gadījums tika ķirurģiski izņemts, izmantojot retrosigmoīdā sinusa pieeju. Runājot par operācijas laiku, audzēja rezekcijas pakāpi, pēcoperācijas neiroloģisko funkciju, dzirdi utt., endoskopiskā ķirurģija bija līdzīga mikroskopiskajai ķirurģijai. Salīdzinot divu ķirurģisko metožu priekšrocības un trūkumus, ārējais spogulis ir līdzīgs vai pārāks par mikroskopu video attēla kvalitātes, ķirurģiskā redzes lauka, darbības, ergonomikas un ķirurģiskās komandas līdzdalības ziņā, savukārt dziļuma uztvere tiek vērtēta kā līdzīga vai sliktāka par mikroskopu.

eksoskops neiroķirurģijas mācīšanā

Viena no ārējo spoguļu galvenajām priekšrocībām ir tā, ka tie ļauj visam ķirurģiskajam personālam koplietot vienādas kvalitātes 3D ķirurģiskos attēlus, ļaujot visam ķirurģiskajam personālam vairāk piedalīties ķirurģiskajā procesā, sazināties un pārraidīt ķirurģisko informāciju, atvieglot ķirurģisko operāciju apmācību un vadīšanu, palielināt mācību dalību un uzlabot mācību efektivitāti. Pētījumi ir atklājuši, ka, salīdzinot ar ķirurģiskajiem mikroskopiem, ārējo spoguļu apguves līkne ir salīdzinoši īsāka. Laboratorijas apmācībā šūšanai, kad studenti un rezidenti apgūst gan endoskopa, gan mikroskopa lietošanu, lielākajai daļai studentu ir vieglāk darboties ar endoskopu. Kraniocervikālās malformācijas ķirurģijas apmācībā visi studenti novēroja trīsdimensiju anatomiskās struktūras caur 3D brillēm, uzlabojot savu izpratni par kraniocervikālās malformācijas anatomiju, uzlabojot savu entuziasmu par ķirurģiskām operācijām un saīsinot apmācības periodu.

Perspektīva

Lai gan ārējo spoguļu sistēma ir ievērojami progresējusi pielietojumā, salīdzinot ar mikroskopiem un neiroendoskopiem, tai ir arī savi ierobežojumi. Agrīno 2D ārējo skata spoguļu lielākais trūkums bija stereoskopiskās redzes trūkums dziļo struktūru palielināšanā, kas ietekmēja ķirurģiskās operācijas un ķirurga spriedumus. Jaunais 3D ārējais spogulis ir uzlabojis stereoskopiskās redzes trūkuma problēmu, taču retos gadījumos polarizētu briļļu ilgstoša valkāšana ķirurgam var radīt diskomfortu, piemēram, galvassāpes un sliktu dūšu, kas ir tehnisko uzlabojumu uzmanības centrā nākamajā solī. Turklāt endoskopiskajā galvaskausa ķirurģijā operācijas laikā dažreiz ir nepieciešams pārslēgties uz mikroskopu, jo dažiem audzējiem ir nepieciešama fluorescences vadīta vizuāla rezekcija vai ķirurģiskā lauka apgaismojuma dziļums ir nepietiekams. Turklāt endoskopiskajā galvaskausa ķirurģijā operācijas laikā dažreiz ir nepieciešams pārslēgties uz mikroskopu, jo dažiem audzējiem ir nepieciešama fluorescences vadīta vizuāla rezekcija vai ķirurģiskā lauka apgaismojuma dziļums ir nepietiekams. Sakarā ar augsto aprīkojuma ar speciāliem filtriem cenu, fluorescences endoskopi vēl nav plaši izmantoti audzēju rezekcijā. Operācijas laikā asistents stāv pretējā pozīcijā galvenajam ķirurgam un dažreiz redz rotējošu displeja attēlu. Izmantojot divus vai vairākus 3D displejus, ķirurģiskā attēla informācija tiek apstrādāta ar programmatūras palīdzību un parādīta asistenta ekrānā par 180° pagrieztā veidā, kas var efektīvi atrisināt attēla rotācijas problēmu un ļaut asistentam ērtāk piedalīties ķirurģiskajā procesā.

Rezumējot, endoskopisko sistēmu pieaugošā izmantošana neiroķirurģijā iezīmē jaunas intraoperatīvās vizualizācijas ēras sākumu neiroķirurģijā. Salīdzinot ar ķirurģiskajiem mikroskopiem, ārējiem spoguļiem ir labāka attēla kvalitāte un ķirurģiskais redzes lauks, labāka ergonomiskā stāja operācijas laikā, labāka mācību efektivitāte un efektīvāka ķirurģiskās komandas dalība ar līdzīgiem ķirurģiskiem rezultātiem. Tāpēc lielākajai daļai izplatītāko galvaskausa un mugurkaula operāciju endoskops ir droša un efektīva jauna iespēja. Līdz ar tehnoloģiju attīstību un attīstību, vairāk intraoperatīvo vizualizācijas rīku var palīdzēt ķirurģiskās operācijās, lai sasniegtu mazāk ķirurģisku komplikāciju un labāku prognozi.