Заболевания позвоночника представляют собой значимую проблему в структуре нейрохирургической патологии. Высокий темп развития хирургических методов лечения заболеваний позвоночника обусловлен несколькими факторами. Несомненно, важное значение имеют достижения в области разработки и внедрения как диагностических, так и лечебных технологий. Увеличение средней продолжительности жизни в развитых странах и распространение методов нейровизуализации (МРТ, СКТ и др.) привело к улучшению выявляемости заболеваний позвоночника и спинного мозга и, как следствие, к увеличению числа пациентов, нуждающихся в хирургическом лечении. Сегодня невозможно представить проведение операции в спинальной нейрохирургии без использования систем интраоперационной визуализации. Арсенал имеющихся устройств достаточно велик. Наиболее распространенным в повседневной практике является электронно-оптический преобразователь (ЭОП). Электронно-оптический преобразователь позволяет получать двухмерные изображения, и применение его в последнее десятилетие стало рутинным. Большое количество вариантов хирургического лечения заболеваний позвоночника сопряжено с необходимостью установки имплантов. Правильность их положения должна обязательно контролироваться интраоперационно. Применение ЭОП не позволяет получать аксиальные снимки и является источником лучевой нагрузки на пациента и врача, что в совокупности является недостатком системы. Правильность установки имплантов минимизирует риски интраоперационных осложнений и улучшает качество хирургического лечения.
Развитие технологий визуализации позволяет сегодня проводить компьютерную томографию (КТ) непосредственно в операционной. Специально для этого разработан конусно-лучевой интраоперационный компьютерный томограф (ИКТ) «O-arm», который объединяет функции компьютерного томографа и ЭОП.
Для повышения безопасности пациента установка «O-arm» может использоваться вместе с навигационной системой или роботом-ассистентом. Наличие такого оборудования в структуре одной операционной позволяет провести исследования, направленные на изучение его эффективности и особенностей интраоперационной КТ-визуализации.
Цель исследования - оценить применение конусно-лучевого ИКТ «O-arm» и навигационной системы в хирургическом лечении заболеваний позвоночника.
Материал и методы
С августа 2013 г. в НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН для интраоперационной визуализации применяется конусно-лучевой ИКТ «O-arm». Система «O-arm» может использоваться как изолированно, так и в сочетании с навигационной системой. В период с августа по ноябрь 2013 г. в отделении спинальной нейрохирургии НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН было выполнено 43 хирургических вмешательства пациентам с дегенеративными заболеваниями позвоночника и опухолями позвоночника и спинного мозга с использованием ИКТ «O-arm» и системы навигации. Распределение пациентов по видам хирургических вмешательств представлено в таблице.
Система навигации и ИКТ «O-arm» состоит из пяти компонентов (рис. 1): платформы интраоперационной визуализации с подвижным сканирующим модулем (гентри), монитора, беспроводной мыши для дистанционного управления, навигационной станции с камерой и монитора для отображения навигации.
Существуют определенные требования к операционной для установки ИКТ «O-arm»: площадь операционной - не менее 35 м2; перекрытия, выдерживающие нагрузку, - не менее 440 кг на м2; высота дверного проема - не менее 1,95 м; ширина дверного проема - не менее 90 см.
Важным условием для работы с установкой «O-arm» является наличие рентгенопрозрачного операционного стола. Следует отметить, что в нашем случае было проведено дополнительное оснащение операционного стола приставками из фиброкарбонового волокна.
В ходе внедрения ИКТ «O-arm» и системы навигации мы использовали различные варианты расположения оборудования в операционной, наиболее оптимальные из которых представлены на рис. 2 и 3.
При операциях на грудном и пояснично-крестцовом отделах позвоночника навигационная станция и ее монитор располагаются у ножного конца операционного стола. Оптимальное расстояние от навигационной камеры до операционной раны ~1,7 м. Пациент лежит на операционном столе с максимально вытянутыми вперед и вверх руками. Перед началом работы на системе «O-arm» сохраняются положения сканирования и парковки. Проводится визуальный контроль перемещения подвижного сканирующего модуля для предотвращения столкновений с операционным столом. При переходе от положения сканирования в положение парковки сканирующий модуль смещается к изголовью операционного стола.
При операциях на шейном отделе позвоночника навигационная станция и ее монитор располагаются у изголовья операционного стола. Оптимальное расстояние от навигационной камеры до операционной раны ~1,5-1,7 м. Пациент лежит на операционном столе с приведенными к туловищу руками. Перед началом работы на системе «O-arm» сохраняются положения сканирования и парковки, выполняется проверка этих позиций. При переходе от положения сканирования к положению парковки сканирующее устройство смещается к ножному концу операционного стола.
Для освоения алгоритма применения ИКТ «O-arm» и системы навигации (схема 1) в течение 1-го месяца все хирургические вмешательства на позвоночнике и спинном мозге выполнялись в присутствии специалиста компании-производителя.
В операционной перед хирургическим вмешательством в условиях эндотрахеального наркоза с помощью ИКТ «O-arm» проводится выполнение интраоперационного КТ-исследования в режимах 2D- и/или 3D-сканирования для точности определения зоны хирургического вмешательства. После завершения хирургического доступа осуществляется установка навигационной рамки и с помощью ИКТ «O-arm», помещенного в стерильный чехол, выполняется КТ-исследование в режимах 2D- и 3D-сканирования. Далее производится передача данных КТ-изображений на навигационную станцию и осуществляется основной этап операции.
Важно отметить, что основной этап выполняется с использованием специальных навигационных инструментов. Дополнительное сканирование на этом этапе не производится. После завершения основного этапа операции выполняется контрольное КТ-исследование с 3D-реконструкцией.
При выполнении транскутанных вмешательств алгоритм применения ИКТ «O-arm» и системы навигации несколько отличается (схема 2).
В операционной, перед хирургическим вмешательством, производится установка навигационной рамки в области хирургического доступа. Следует отметить, что при транскутанных вмешательствах фиксация навигационной рамки осуществлялась с помощью самоклеющейся стерильной пленки (рис. 4).
Следующим этапом выполняется КТ-исследование в режимах 2D- и 3D-сканирования. Производится передача данных КТ-изображений на навигационную станцию и под местной анестезией осуществляется перкутанное хирургическое вмешательство с применением навигационных инструментов без дополнительного сканирования. После завершения операции выполняется контрольное КТ-исследование с 3D-реконструкцией.
В качестве клинического примера приводим случай проведения вертебропластики с применением ИКТ «O-arm» у пациента С., с гемангиомой ThI позвонка (рис. 5).
После выполнения интраоперационного КТ-исследования в режиме 2D становится очевидным неинформативность использования в данном случае стандартного флюороскопа ввиду невозможности визуализации зоны операции (рис. 6).
Произведено хирургическое лечение - вертебропластика ThI позвонка из переднего шейного доступа (рис. 7).
Рассмотрим клинический пример применения ИКТ «O-arm» при удалении опухоли позвоночника.
Пациент Ю., с диагнозом: опухоль (остеобластома) дужек СII, СIII позвонков. Продолженный рост. В январе 2013 г. пациент оперирован по месту жительства, выполнена операция - удаление опухоли дужек СII, СIII позвонков. Гистологический диагноз: остеобластома. На контрольном КТ-исследовании выявлен продолженный рост опухоли (рис. 8).
Произведено хирургическое лечение - удаление опухоли дужек СII, СIII позвонков (рис. 9).
В качестве клинического примера приводим случай установки 4-винтовой системы и межтелового импланта с применением ИКТ «O-arm» и системы навигации у пациентки А., 56 лет, с дегенеративным стенозом позвоночного канала на уровне LIV-LV позвонков и нестабильностью сегмента LIV-LV (рис. 10).
Произведено оперативное лечение - декомпрессия на уровне LIV-LV, межтеловая стабилизация, транспедикулярная стабилизация указанного сегмента с применением навигационной системы (рис. 11, 12).
Результаты и обсуждение
Проведен анализ основных возможностей и преимуществ при использовании ИКТ «O-arm» с системой навигации в хирургическом лечении заболеваний позвоночника и спинного мозга. В ходе работы осуществлялся мониторинг длительности операций. Продолжительность первых хирургических вмешательств с использованием ИКТ и навигационной системы была высокой, что связано с освоением управления и алгоритма системы. Однако в процессе обучения в течение 1 мес была отмечена тенденция к уменьшению длительности операции.
Пациентам с опухолями позвоночника и спинного мозга интраоперационное КТ-исследование в режиме 2D выполнялось непосредственно перед операцией для разметки операционного поля. В ряде случаев при локализации опухоли в анатомически труднодоступной области, не визуализируемой на двухмерных снимках, осуществлялось 3D-сканирование, что улучшало точность при осуществлении оперативного доступа. При наличии костных опухолей интраоперационное КТ-исследование выполнялось для контроля радикальности удаления.
При проведении стабилизирующего этапа операций, требующего установки межтеловых имплантов и транспедикулярных винтов, в том числе и при перкутанных методиках, ИКТ «O-arm» и система навигации применялись для определения зоны вмешательства, интраоперационного контроля точности установки имплантов и контроля зон декомпрессии. После завершения операции выполнялось 3D-сканирование и 3D-реконструкция. На наш взгляд, применение ИКТ «O-arm» с системой навигации особенно актуально в тех случаях, когда хирургическое лечение проводится в сложных анатомических условиях (тонкий корень дуги позвонка, сколиотическая или посттравматическая деформации позвоночника) и использование двухмерных снимков не обеспечивает визуализации зоны операции.
Важно отметить, что в нашей серии наблюдений не было осложнений, связанных с применением использованной техники. Поэтому применение ИКТ «O-arm» и системы навигации полезно для нейрохирургов в клиниках, где стандартные стабилизирующие операции и перкутанные методики редки или только начинают осваиваться.
Выводы
1. Применение ИКТ «O-arm» с системой навигации в хирургическом лечении заболеваний позвоночника и спинного мозга обеспечивает высокое качество лечения и является безопасным для пациента.
2. Применение ИКТ «O-arm» позволяет проводить хирургические вмешательства в сложных анатомических условиях.
3. Использование ИКТ «O-arm» с современной системой навигации снижает величину лучевой нагрузки как на пациента, так и на оперирующую бригаду.
Комментарий
Представленная работа посвящена актуальной проблеме - повышению безопасности пациентов и улучшению качества хирургического лечения за счет использования средств интраоперационной визуализации. Наиболее распространенным на сегодняшний день является электронно-оптический преобразователь (ЭОП). Однако практика показывает, что в анатомически сложных условиях информации, получаемой с помощью ЭОП, может оказаться недостаточно. Анализ литературы показывает, что процент интраоперационных осложнений в спинальной нейрохирургии по-прежнему достаточно велик - около 16-20%. По данным A. Carl, H. Khanuja (1997), неврологические осложнения возникают в 1,5-6% случаев, биомеханически неадекватная фиксация наступает в 31%. Процент осложнений, вызванных неправильным проведением винтов, варьирует от 4 (McAffe и соавт., 1991) до 21% (Weinstein и соавт., 1998). Повреждение нервных элементов, по сообщению Graham и соавт. (1996), возникает в 14% случаев.
Одним из инструментов, направленных на повышение точности хирургических вмешательств, является конусно-лучевой интраоперационный компьютерный томограф «O-arm». Улучшение качества лечения достигается, в том числе, за счет возможности его одновременного использования с навигационной системой. В статье авторы показали, что возможности применения интраоперационного КТ-контроля и системы навигации не ограничиваются лишь обеспечением высокой точности установки имплантов. Система «O-arm» может также использоваться для оценки степени декомпрессии при дегенеративных заболеваниях, оценки радикальности удаления отдельных опухолей позвоночника, а также для проведения пункционных вмешательств (вертебропластики, биопсии и т.д.). Статья содержит четкие рекомендации по внедрению в практику описанных устройств, представлены требования к операционной и хирургическому столу. Опыт работы авторов с системой «O-arm» и навигационным оборудованием позволяет предложить читателям готовую схему для оптимального расположения всех компонентов системы в стандартной операционной.
Таким образом, представленная статья посвящена актуальной теме, обладает практической значимостью и, безусловно, заслуживает публикации в журнале.
А.О. Гуща (Москва)