Введение
История нейрохирургии тесно связана с развитием оптического изображения, позволяющего хирургу осуществлять безопасные манипуляции на увеличенных и хорошо освещенных анатомических структурах нервной системы [1].
На сегодняшний день трудно представить проведение нейрохирургических вмешательств без операционного микроскопа или эндоскопа [2]. Эволюция микрохирургического изображения привела к развитию новых технических решений, в число которых можно отнести создание экзоскопического увеличения [3]. Целью внедрения в клиническую практику технологии цифровой интраоперационной визуализации является увеличение безопасности операции для пациента, комфортного ее исполнения хирургической бригадой и успешного обучения нейрохирургов (овладение теоретическими и практическими навыками) [4]. Если универсальность микрохирургической техники при различных патологиях нервной системы не ставится под сомнение, то использование технологий 3D-экзоскопии при нейрохирургических вмешательствах является дискутабельным и не имеет четких рекомендаций к применению [5]. Соответственно, идеальным является возможность использования разных оптических устройств в различных клинических ситуациях с учетом финансовых возможностей лечебного учреждения, укомплектованности подготовленными нейрохирургическими кадрами и пространственных ограничений операционной [6].
Актуальность поиска оптимального устройства для интраоперационной визуализации обусловлена сохраняющейся высокой частотой осложнений при выполнении операций на позвоночнике, связанных с неудовлетворительной визуализацией узкого анатомического хирургического коридора [7]. Также экстремальные позиционные углы микроскопа, необходимые для успешных манипуляций, особенно на контралатеральной стороне, компрометируют позу хирургов и ассистентов, заставляя их принимать длительное неэргономичное положение [8].
Все вышеперечисленное побудило нас провести исследование возможности использования экзоскопического оборудования в спинальной нейрохирургии. Для этого компанией Karl Storz (Германия) был предоставлен авторам статьи в безвозмездное использование 3D-экзоскоп, основанный на технологии Video Telescope Operating Monitor (VITOM).
Цель исследования — проведение сравнительного анализа эффективности использования 3D-экзоскопии VITOM и микрохирургической техники при выполнении спинальных нейрохирургических вмешательств.
Материал и методы
В нерандомизированное сравнительное проспективное одноцентровое исследование включены 80 пациентов (54 мужчины и 26 женщин), оперированных в Центре нейрохирургии ЧУЗ «Клиническая больница «РЖД-Медицина» города Иркутск» в период с февраля 2023 г. по май 2023 г. Исследование одобрено этическим комитетом ФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Минздрава России — протокол №1 от 26.01.23. Каждый пациент дал добровольное согласие на включение в исследование.
В зависимости от способа интраоперационной визуализации выделено 2 группы исследования: в 1-й группе (ЭС, n=40) использовалась 3D-экзоскопия системой VITOM (Karl Storz, Germany) (рис. 1), во 2-й группе (ОМ, n=40) применялся операционный микроскоп Pentero 900 (Carl Zeiss, Германия).
Интраоперационные фотографии использования 3D-экзоскопии VITOM, расположение хирургической бригады и операционного оборудования.
а — поясничная дискэктомия; б — задняя шейная фораминотомия; в — открытый поясничный трансфораминальный межтеловой спондилодез; г — шейная корпэктомии с установкой телескопического протеза тела позвонка.
Хирургические вмешательства проводились под внутривенной анестезией с искусственной вентиляцией легких, с применением специализированного микроинструментария Aesculap (Германия) и интраоперационной флюороскопии General Electric (США). Каждая спинальная операция выполнялась общепринятым способом с использованием стандартных ретракторных систем и анатомических коридоров.
Нейрохирургические вмешательства осуществлялись двумя хирургами (авторами статьи), имеющими опыт проведения классических микрохирургических и эндоскопических дискэктомий: В.А. Бывальцевым (25 лет) и А.А. Калининым (15 лет). Оба хирурга предварительно завершили двухнедельное лабораторное обучение для работы с 3D-экзоскопией, один имел опыт кадаверного тренинга (В.А. Бывальцев). Авторы последовательно чередовались ролями основного хирурга и ассистента.
После каждой операции участники хирургической бригады отвечали на стандартизированный опросник, характеризующий удобство интраоперационного управления ЭС при масштабировании и фокусировании изображения, восприятие глубины раны, оценку качества изображения и освещенности, субъективную оценку эргономики, выраженные в баллах от 1 до 5 [9]. При сравнении полученных данных оценка «1» означала абсолютное преимущество ОМ, а оценка «5» — ЭС. Качество межэкспертного согласования изучалось с использованием Каппа-статистики (Graph Pad Software, Inc., США).
Для изучения объективной эргономики применялась оценка скелетно-мышечной нагрузки на положение верхних конечностей, шеи, тела и нижних конечностей — RULA (rapid upper limb assessment) [10]. Для интерпретации результатов тело разделялось на 2 зоны: зона 1 включала плечо, предплечье и запястье, зона 2 — шею, туловище и ноги. Учитывалось, что неудобные позы ног, туловища или шеи могут влиять на положение рук.
Также для сравнительного анализа использовались параметры продолжительности оперативного вмешательства, сроков активизации, длительности госпитализации и числа хирургических осложнений.
Статистическая обработка данных проводилась с использованием программного обеспечения Statistica for Windows 13.2 (StatSoft Inc., США). Описание полученных статистических результатов представлено в виде Me (25%; 75%), где Me — медиана; 25%; 75% — интерквартильный размах. Достоверными считали значения p<0,05. При сравнении полученных значений использованы U-тест Манна—Уитни и критерий Вилкоксона для непараметрических данных, критерий χ2 для биноминальных знаков.
Результаты
В группе ЭС медиана возраста составила 42 (29; 64) года, соотношение мужчин и женщин — 26 (65%)/14 (35%), индекс массы тела (ИМТ) — 22,9 (21,1; 26,6) кг/м2. В группе ОМ медиана возраста — 45 (31; 61) лет, соотношение мужчин и женщин — 28 (70%)/12 (30%), ИМТ — 23,6 (21,7; 26,9) кг/м2. Статистически значимых различий по возрасту (p=0,19), по полу (p=0,63) и ИМТ (p=0,17) между группами не выявлено.
Сведения о параметрах хирургических вмешательств и особенностях раннего послеоперационного периода представлены в табл. 1. Обе анализируемые группы были сопоставимы по характеру выполненных оперативных вмешательств (p>0,05). В сравнении с группой ЭС при использовании ОМ отмечены меньшие длительность операции и число хирургических осложнений (p<0,05). Сроки активизации и длительность стационарного лечения не имели межгрупповой разницы вне зависимости от способа оперативного вмешательства (p>0,05). При анализе в группе ЭС регистрировались преимущественно травмы твердой мозговой оболочки при дорсальных вмешательствах (n=3) и подвздошных вен при вентральных доступах (n=2), а также послеоперационные гематомы (n=2), связанные с более широким доступом, необходимым для адекватной визуализации операционного поля и безопасных манипуляций. Кроме этого, существенным ограничением использования ЭС являлась сложность манипуляций в узких глубоких раневых коридорах с затруднением визуализации доступа под углом, что требовало расширения хирургического доступа или конверсии вмешательства в 9 случаях.
Таблица 1. Периоперационные данные анализируемых групп пациентов
| Критерии | ЭС (n=40) | ОМ (n=40) | р | |
| Операции на шейном отделе позвоночника, n, % | PCF | 4 (10) | 3 (7,5) | 0,39 |
| ACDF | 4 (10) | 4 (10) | ||
| TDR | 4 (10) | 5 (12,5) | ||
| ACCF | 6 (15) | 5 (12,5) | ||
| Операции на поясничном отделе позвоночника, n, % | LD | 3 (7,5) | 4 (10) | 0,22 |
| O-TLIF | 7 (17,5) | 7 (17,5) | ||
| MI-TLIF | 8 (20) | 9 (22,5) | ||
| MI-ALIF | 4 (10) | 3 (7,5) | ||
| Длительность операции (мин), (Me (25%; 75%) | PCF | 95 (70; 95) | 75 (65; 85) | 0,03 |
| ACDF | 120 (90; 135) | 90 (70; 105) | 0,03 | |
| TDR | 135 (110; 155) | 100 (80; 115) | 0,02 | |
| ACCF | 155 (125; 180) | 130 (115; 150) | 0,03 | |
| LD | 85 (80; 95) | 75 (65; 80) | 0,04 | |
| O-TLIF | 125 (105; 145) | 105 (90; 115) | 0,04 | |
| MI-TLIF | 160 (130; 195) | 110 (95; 120) | 0,004 | |
| MI-ALIF | 220 (180; 255) | 175 (155; 205) | 0,02 | |
| Сроки активизации (дни), (Me (25%; 75%) | 1 (1; 2) | 1 (1; 2) | 0,26 | |
| Продолжительность госпитализации (дни), (Me (25%; 75%) | 8 (8; 10) | 8 (8; 9) | 0,39 | |
| Общее число хирургических осложнений, n, % | 7 (17,5) | 1 (2,5) | 0,02 | |
Примечание. Здесь и в табл. 2: ИМТ — индекс массы тела; ЭС — 3D-экзоскопия; ОМ — операционный микроскоп; PCF — Posterior Cervical Foraminotomy (задняя шейная фораминотомия), ACDF — Anterior Cervical Discectomy and Fusion (передний шейный спондилодез), TDR — Total Disc Replacement (тотальная артропластика), ACCF — Anterior Cervical Corpectomy and Fusion (передняя шейная корпэктомия с телозамещением), LD — Lumbar Discectomy (поясничная дискэктомия), O-TLIF — Open Transforaminal Lumbar Interbody Fusion (открытый трансфораминальный поясничный межтеловой спондилодез), MI-TLIF — Minimally Invasive Transforaminal Lumbar Interbody Fusion (минимально инвазивный трансфораминальный поясничный межтеловой спондилодез), MI-ALIF — Minimally Invasive Anterior Lumbar Interbody Fusion (минимально инвазивный передний поясничный межтеловой спондилодез).
Результаты сравнения ЭС и ОМ по опроснику S. Takahashi и соавт. [9] приведены в табл. 2. При анализе установлены преимущества ОМ по сравнению с ЭС по удобству для ассистента, а также лучшее качество изображения, яркости операционного поля и восприятия глубины раны при манипуляциях в узких глубоких раневых коридорах с визуализацией доступа под углом. Позиция хирурга и ассистента получила высокую оценку использования ЭС при хирургических манипуляциях, перпендикулярных к кожному разрезу. Использование 3D-очков в операционной не являлось комфортным для хирургической бригады. Отмечены преимущества ЭС по удобству выполнения интраоперационной рентгеноскопии при применении электронно-оптического преобразователя (ЭОП).
Таблица 2. Сравнение основных характеристик и требований к проведению спинальных вмешательств при использовании 3D-экзоскопии и оперативного микроскопа
| Данные опросника | Среднее значение | kappa+СО | 95% ДИ |
| Вопросы, сравнивающие основные требования к микрохирургии при спинальных вмешательствах между ЭС и ОМ | |||
| 1. Было ли качество изображения ЭС выше, чем у ОМ? | 2,8 | 0,850+0,085 | 0,687—1,000 |
| 2. Был ли внешний вид надежности ЭС выше, чем у ОМ? | 2,5 | 0,650+0,140 | 0,474—0,726 |
| 3. Была ли яркость операционного поля при использовании ЭС выше, чем у ОМ? | 2,6 | 0,750+0,109 | 0,545—0,955 |
| 4. Было ли легче изменить позицию ЭС по сравнению с ОМ? | 1,4 | 0,550+0,135 | 0,425—0,625 |
| 5. Была ли установка ЭС проще, чем установка ОМ? | 2,1 | 0,800+0,093 | 0,614—0,986 |
| 6. Было ли восприятие глубины раны ЭС лучше, чем у ОМ? | 2,3 | 0,550+0,135 | 0,425—0,625 |
| Вопросы, направленные на выяснение плюсов и минусов рейтинговой шкалы ЭС | |||
| 7. Было ли ощущение ношения 3D-очков удовлетворительным? | 2,1 | 0,650+0,140 | 0,474—0,726 |
| 8. Достаточно ли комфортно было хирургическое вмешательство с позиции ассистента? | 1,1 | 0,850+0,085 | 0,687—1,000 |
| 9. Был ли ЭС полезен как образовательный инструмент? | 3,0 | 0,750+0,109 | 0,545—0,955 |
| 10. Можно ли проводить операцию в удобном положении? | 3,0 | 0,550+0,135 | 0,425—0,625 |
| 11. Было ли комфортно работать с телескопической системой ЭС? | 2,5 | 0,750+0,109 | 0,545—0,955 |
| 12. Обеспечено ли удобное хирургическое рабочее расстояние? | 3,0 | 0,850+0,085 | 0,687—1,000 |
| 13. Удовлетворяла ли Вас легкость выполнения операции при наблюдении за монитором? | 1,7 | 0,650+0,140 | 0,474—0,726 |
| 14. Легко ли было сфокусировать ЭС? | 3,0 | 0,850+0,085 | 0,687—1,000 |
| 15. Легко ли регулировать пространство операционной при использовании ЭС? | 3,0 | 0,750+0,109 | 0,545—0,955 |
Примечание. СО — стандартная ошибка, ДИ — доверительный интервал.
Уровень субъективного комфорта интраоперационной осанки в целом оценен хирургической бригадой как сопоставимый между группами ЭС и ОМ. Объективная эргономика хирурга по шкале RULA [10] существенно не отличалась между двумя группами при манипуляциях, перпендикулярных к кожному разрезу на протяжении всей операции. При этом в случае непрямого доступа с визуализацией под углом применение ОМ способствовало отклонению хирурга с наклоном шеи и ухудшением эргономики, в то же время использование ЭС в таком анатомическом коридоре (при более удобной позиции операционной бригады) не позволяло обеспечить хорошую визуализацию в глубине узкой раны и выполнить необходимые хирургические манипуляции.
Обсуждение
Использование оптического увеличения вот уже более полувека является «золотым стандартом» при выполнении нейрохирургических вмешательств [11]. В то же время современный операционный микроскоп при некоторых хирургических манипуляциях является достаточно дорогостоящим и существенно эргономически невыгодным устройством, особенно при выполнении вмешательств с визуализацией операционного поля под углом [12]. 3D-экзоскопия, основанная на технологии VITOM, может использоваться в качестве альтернативы или дополнения к традиционной микроскопии при выполнении спинальных нейрохирургических вмешательств [13]. Кроме этого, использование экзоскопии позволяет снизить неудобство позиционирования ЭОП по сравнению с манипуляциями под операционным микроскопом [14].
По данным современной специализированной литературы, работы, посвященные применению технологий 3D-экзоскопии в спинальной хирургии, являются немногочисленными, а результаты их использования неоднозначными.
Так, в исследовании K. Kwan и соавт. [6] произведена оценка 10 спинальных вмешательств с применением 3D-экзоскопии: ACDF (n=4), ACCF (n=1), шейная ламинэктомия (n=3) и поясничная ламинэктомия (n=2). Установлена возможность эффективной работы хирурга и ассистента только при наличии двух мониторов, а также хорошая эргономика для операционной бригады при прямом хирургическом доступе. Кроме этого, авторы подтвердили минимальную кривую обучения у специалистов, имеющих базовый уровень владения микрохирургией и эндоскопией. В то же время не выявлено препятствий достаточной визуализации для экзоскопа в глубине раны и узком операционном поле. Отрицательным моментом применения экзоскопа явилась высокая чувствительность 3D-изображения к смещению пациента и колебанию операционного стола, а также необходимость в прецизионном планировании расположения оборудования в операционной небольшого размера.
M. Ariffin и соавт. [8] провели анализ 69 оперативных вмешательств на поясничном отделе позвоночника с использованием 3D-экзоскопии: 35 изолированных декомпрессий и 34 минимально инвазивных декомпрессивно-стабилизирующих вмешательств. Авторы установили во всех случаях высокое качество изображения и восприятие глубины раны, а также способность сохранять нейтральную и эргономичную позу хирургом и ассистентом на протяжении всей операции, но только при использовании двух мониторов. Неудовлетворительным при использовании экзоскопа являлось ношение 3D-очков в связи с высокой частотой головной боли, головокружения и усталости глаз у участников хирургической бригады. Частота хирургических осложнений составила 7,2%: в 4 случаях зарегистрирована травма невральных структур и в 1 — инфекция области хирургического вмешательства.
Разные клинические серии использования 3D-экзоскопии при вентральных вмешательствах на поясничном отделе позвоночника по методике ALIF у 9 пациентов [15] и методике TLIF у 22 [16], на шейном отделе позвоночника по методике ACDF у 19 больных [17] и 23 лиц [18] показали оптимальную визуализацию операционного поля и минимальные риски хирургических осложнений, а также возможность легкой маневренности стереоскопической системы во время операции. В то же время авторы установили существенное ограничение 3D-экзоскопии при манипуляциях в глубоком анатомическом коридоре, требующем расширения доступа.
Таким образом, основной задачей использования экзоскопа является сохранение эргономичной позы с целью снижения утомляемости операционной бригады и боли в позвоночнике у хирурга и ассистента за счет нефизиологической осанки при сопоставимой визуализации в глубине раны по сравнению с традиционной микроскопией, что не всегда возможно осуществить при манипуляциях в некоторых анатомических коридорах. В то же время хорошее восприятие глубины раны при использовании 3D-экзоскопии позволяет оперирующему хирургу определять микроструктурную анатомию оперированного отдела и повышать эффективность оперативных вмешательств. Значимым преимуществом 3D-экзоскопии по сравнению с микрохирургической техникой является визуализация объемного изображения в режиме реального времени на большом мониторе, что позволяет наблюдать за ходом операции анестезиологам, операционным сестрам и обучающимся наблюдателям (студентам, ординаторам, курсантам).
В данной клинической серии оценена возможность использования 3D-экзоскопии при различных способах спинальных оперативных вмешательств в сравнении с классической микрохирургической техникой. В проведенном исследовании установлены преимущества использования операционного микроскопа в плане меньшей длительности оперативного вмешательства и числа хирургических осложнений, а также удобства манипуляций в узких глубоких раневых коридорах с затруднением визуализации зоны доступа под углом.
Ограничение исследования
Настоящее исследование имеет ряд ограничений, которые необходимо обозначить: моноцентровой характер набора данных; отсутствие рандомизации пациентов в зависимости от выбранной хирургической технологии; недоступность данных для сравнительного анализа в отдаленном послеоперационном периоде; ограниченное количество случаев для каждого способа спинального вмешательства, что не позволяет провести качественный межгрупповой анализ; субъективный характер оценочных шкал; отсутствие учета влияния на результат оперативного вмешательства кривой обучения.
Заключение
Система для 3D-экзоскопии VITOM обладает хорошим качеством визуализации, приемлемым восприятием анатомических структур целевого участка, доступностью использования нейрохирургического инструментария на различной глубине раневого канала и улучшенной эргономичностью позы для участников операционной бригады при условии манипуляций, перпендикулярных к кожному разрезу.
Большие величины продолжительности оперативного вмешательства и числа хирургических осложнений при использовании экзоскопии наиболее вероятно связаны с «кривой обучения», а также со сложностью манипуляций в узких глубоких раневых коридорах с затруднением визуализации доступа под углом.
Требуются дальнейшие мультицентровые исследования, сравнивающие возможности 3D-экзоскопии и микрохирургической техники при различных нейрохирургических вмешательствах, в том числе с большим числом респондентов.
Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования — Бывальцев В.А.
Сбор и обработка материала — Бывальцев В.А., Калинин А.А.
Статистическая обработка данных — Калинин А.А.
Написание текста — Бывальцев В.А., Калинин А.А.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Комментарий
Настоящая работа посвящена актуальной проблеме выбора оптимального хирургического метода лечения дегенеративной патологии позвоночника. В статье произведен сравнительный анализ лечения двух групп пациентов, разделенных по типу визуализации, — 3D-экзоскопии в сравнении с применением стандартной микрохирургической техники с применением микроскопа. Оценка результатов лечения проводилась по исходам лечения с использованием шкал неврологического восстановления, по удовлетворенности хирурга качеством изображения и удобством головки визуализирующего устройства (аналог шкалы S. Tokuhashi), по косметическому эффекту путем измерения кожного разреза. Кроме того, указано, что сравнение осуществлялось на основании длительности пребывания в стационаре пациентов и анализа осложнений после операций с публикацией статистических данных по этим параметрам.
Авторами произведена качественная и репрезентативная статистическая обработка полученных результатов лечения двух групп пациентов микрохирургически и с использованием экзоскопа VITOM. Микрохирургический метод является «золотым стандартом» и имеет множество известных преимуществ, однако понятным удобством применения экзоскопа является возможность его расположения вне зоны манипуляций рук хирурга и возможность 3D-визуализации на большом экране нюансов расположения и особенностей хирургической мишени, а также возможности заглядывания с разных хирургических углов. По описанию, приведенному авторами статьи, метод экзоскопической визуализации аналогичен технологии портальной эндоскопической хирургии с преимуществами отсутствия порта в ране. Существенным преимуществом метода визуализации с применением экзоскопа является отсутствие необходимости скелетирования костных структур для максимального обзора, используемого при доступе с применением микрохирургии, что существенно уменьшает послеоперационный болевой синдром в области проведенной операции. Именно боль в послеоперационной ране является основополагающим фактором ухудшения качества жизни пациентов после операции. Использование экзоскопа имеет дополнительный косметический плюс, так как установка порта для микрохирургического доступа требует дополнительного разреза кожи, а фиксированность экзоскопа вне зоны манипуляций позволяет менять угол обзора без помехи для хирурга. Отсутствие существенных различий в регрессе неврологической симптоматики между указанными методами еще раз подтверждено авторами этой статьи.
К сожалению, авторы в своем труде не освещают такой важный момент, как особенности выбора пациентов на операцию (если таковой существует), с точки зрения глубины раны/размеров пациента особенностей патологии. К примеру, по нашему опыту невозможно удалить центральные костные остеофиты с использованием экзоскопа. Большие размеры межпозвонкового сустава особенно на уровне L4—L5 могут создать достаточно серьезные проблемы при доступе и потребовать обширной костной резекции на этом уровне даже при удалении парамедианно расположенной грыжи диска.
Заслуживает безусловного поощрения детальное описание преимуществ и недостатков всех применяемых технологий при сравнительном анализе. Непонятно, однако, почему при проведении этих исследований авторы по-прежнему пытаются навязать принцип «золотого стандарта», отдавая пальму первенства микрохирургической дискэктомии.
Любое обращение к теме усовершенствования визуализации при спинальной хирургии заслуживает внимания, так как интерес к этому направлению минимально инвазивной хирургии огромен. Учитывая широкое внедрение в медицинскую практику минимально-инвазивных технологий, даже критики подобных технологий при спинальных вмешательствах, вероятно, согласятся с необходимостью ориентироваться в особенностях неинвазивных доступов и специфике показаний к подобным операциям.
А.О. Гуща (Москва)