Eksoskooppien käytön edistyminen neurokirurgisissa toimenpiteissä

 

Soveltaminenkirurgiset mikroskoopitja neuroendoskoopit ovat merkittävästi parantaneet neurokirurgisten toimenpiteiden tehokkuutta. Laitteiden itsensä luontaisten ominaisuuksien vuoksi niillä on kuitenkin edelleen tiettyjä rajoituksia kliinisissä sovelluksissa. Ottaen huomioon puutteetleikkausmikroskoopitja neuroendoskoopit yhdistettynä digitaalisen kuvantamisen, Wi-Fi-verkkoyhteyksien, näyttötekniikan ja optisen teknologian kehitykseen ovat tehneet eksoskooppijärjestelmästä sillan kirurgisten mikroskooppien ja neuroendoskooppien välille. Eksoskoopilla on erinomainen kuvanlaatu ja kirurginen näkökenttä, parempi ergonominen ryhti, tehokkaampi opetus sekä tehokkaampi kirurgisen tiimin osallistuminen, ja sen sovellustehokkuus on samanlainen kuin staattisilla mikroskoopeilla. Tällä hetkellä kirjallisuudessa raportoidaan pääasiassa eksoskooppien ja kirurgisten mikroskooppien välisistä eroista teknisissä ja laitteistoominaisuuksissa, kuten syväterävyysalue, näkökenttä, polttoväli ja toiminta, eikä siinä esitetä yhteenvetoa ja analyysia eksoskooppien erityisistä sovelluksista ja kirurgisista tuloksista neurokirurgiassa. Siksi teemme yhteenvedon eksoskooppien sovelluksista neurokirurgiassa viime vuosina, analysoimme niiden etuja ja rajoituksia kliinisessä käytännössä ja tarjoamme viitteitä kliiniseen käyttöön.

Eksoskooppien historia ja kehitys

Kirurgisilla mikroskoopeilla on erinomainen syvävalaistus, tarkka kirurginen näkökenttä ja stereoskooppiset kuvantamisvaikutukset, jotka voivat auttaa kirurgeja havaitsemaan leikkauskentän syvän hermo- ja verisuonikudoksen rakenteen selkeämmin ja parantaa mikroskooppisten leikkausten tarkkuutta. Syväterävyysalue kuitenkinkirurginen mikroskooppion matala ja näkökenttä on kapea, etenkin suurella suurennuksella. Kirurgin on toistuvasti tarkennettava ja säädettävä kohdealueen kulmaa, millä on merkittävä vaikutus leikkausrytmiin. Toisaalta kirurgin on tarkkailtava ja leikattava mikroskoopin okulaarin läpi, mikä vaatii kirurgilta pitkään pysymistä samassa asennossa, mikä voi helposti johtaa väsymykseen. Viime vuosikymmeninä minimaalisesti invasiivinen kirurgia on kehittynyt nopeasti, ja neuroendoskooppisia järjestelmiä on käytetty laajalti neurokirurgiassa niiden korkealaatuisten kuvien, parempien kliinisten tulosten ja korkeamman potilastyytyväisyyden ansiosta. Endoskooppisen lähestymistavan kapean kanavan ja kanavan lähellä olevien tärkeiden neurovaskulaaristen rakenteiden vuoksi sekä kallon kirurgian ominaisuuksien, kuten kyvyttömyyden laajentaa tai kutistaa kallononteloa, vuoksi neuroendoskopiaa käytetään kuitenkin pääasiassa kallonpohjakirurgiassa ja kammiokirurgiassa nenän ja suun kautta tehtävien lähestymistapojen kautta.

Kirurgisten mikroskooppien ja neuroendoskooppien puutteiden sekä digitaalisen kuvantamisen, WiFi-verkkoyhteyksien, näyttötekniikan ja optisen tekniikan kehityksen vuoksi ulkoinen peilijärjestelmä on noussut siltana kirurgisten mikroskooppien ja neuroendoskooppien välille. Neuroendoskopian tavoin ulkoinen peilijärjestelmä koostuu yleensä kaukonäköpeilistä, valonlähteestä, teräväpiirtokamerasta, näytöstä ja kiinnikkeestä. Ulkoiset peilit neuroendoskopiasta erottava päärakenne on kaukonäköpeili, jonka halkaisija on noin 10 mm ja pituus noin 140 mm. Sen linssi on 0° tai 90° kulmassa peilirungon pituusakseliin nähden, polttovälialueella 250–750 mm ja syväterävyysalueella 35–100 mm. Pitkä polttoväli ja syväterävyys ovat ulkoisten peilijärjestelmien tärkeimmät edut neuroendoskopiaan verrattuna.

Ohjelmisto- ja laitteistoteknologian kehitys on edistänyt ulkopeilien kehitystä, erityisesti 3D-ulkopeilit sekä uusimmat 3D 4K ultra high definition -ulkopeilit. Ulkopeilijärjestelmää päivitetään jatkuvasti vuosittain. Ohjelmiston osalta ulkopeilijärjestelmä voi visualisoida leikkausalueen integroimalla preoperatiivisen magneettiresonanssidiffuusiotensorikuvantamisen, leikkauksen aikaisen navigoinnin ja muita tietoja, mikä auttaa lääkäreitä suorittamaan tarkkoja ja turvallisia leikkauksia. Laitteiston osalta ulkopeili voi integroida 5-aminolevuliinihappo- ja indosyaniinisuodattimet angiografiaa varten, pneumaattisen varren, säädettävän käyttökahvan, usean näytön ulostulon, pidemmän tarkennusetäisyyden ja suuremman suurennoksen, mikä saavuttaa paremmat kuvatehosteet ja käyttökokemuksen.

Eksoskoopin ja kirurgisten mikroskooppien vertailu

Ulkoinen peilijärjestelmä yhdistää neuroendoskopian ulkoiset ominaisuudet kirurgisten mikroskooppien kuvanlaatuun täydentäen toistensa vahvuuksia ja heikkouksia ja täyttäen kirurgisten mikroskooppien ja neuroendoskopian väliset aukot. Ulkoisilla peileillä on syväterävyysalue ja laaja näkökenttä (kirurgisen kentän halkaisija 50–150 mm, syväterävyysalue 35–100 mm), mikä tarjoaa erittäin kätevät olosuhteet syvälle tehtäviin kirurgisiin toimenpiteisiin suurella suurennuksella. Toisaalta ulkoisen peilin polttoväli voi olla 250–750 mm, mikä tarjoaa pidemmän työskentelyetäisyyden ja helpottaa kirurgisia toimenpiteitä [7]. Ulkoisten peilien visualisoinnin osalta Ricciardi ym. havaitsivat vertaamalla ulkoisia peilejä ja kirurgisia mikroskooppeja, että ulkoisilla peileillä on verrattavissa oleva kuvanlaatu, optinen teho ja suurennusvaikutukset mikroskooppeihin. Ulkoinen peili voi myös nopeasti vaihtaa mikroskooppisesta perspektiivistä makroskooppiseen perspektiiviin, mutta kun kirurginen kanava on "kapea ylhäältä ja leveä alhaalta" tai muiden kudosrakenteiden peittämä, näkökenttä mikroskoopin alla on yleensä rajallinen. Ulkopeilijärjestelmän etuna on, että se mahdollistaa leikkauksen suorittamisen ergonomisemmassa asennossa, mikä vähentää leikkausalueen tarkasteluun mikroskoopin okulaarin läpi kuluvaa aikaa ja siten vähentää lääkärin kirurgista väsymystä. Ulkopeilijärjestelmä tarjoaa samanlaatuiset 3D-leikkauskuvat kaikille kirurgisille osallistujille kirurgisen prosessin aikana. Mikroskooppi mahdollistaa jopa kahden henkilön työskentelyn okulaarin läpi, kun taas ulkopeili voi jakaa saman kuvan reaaliajassa, jolloin useat kirurgit voivat suorittaa kirurgisia toimenpiteitä samanaikaisesti ja parantaa leikkaustehokkuutta jakamalla tietoa koko henkilöstön kanssa. Samalla ulkopeilijärjestelmä ei häiritse kirurgisen tiimin keskinäistä kommunikointia, jolloin kaikki kirurgiset henkilöt voivat osallistua leikkausprosessiin.

eksoskooppi neurokirurgiassa

Gonen ym. raportoivat 56 gliooman endoskooppista leikkausta, joista vain yhdessä tapauksessa ilmeni komplikaatioita (verenvuoto leikkausalueella) perioperatiivisena aikana, ilmaantuvuuden ollessa vain 1,8 %. Rotermund ym. raportoivat 239 tapausta, joissa aivolisäkkeen adenoomaan tehtiin transnasaalinen transsfenoidaalinen leikkaus, eikä endoskooppinen leikkaus johtanut vakaviin komplikaatioihin. Samaan aikaan leikkausajassa, komplikaatioissa tai resektioalueella ei ollut merkittävää eroa endoskooppisen ja mikroskooppisen leikkauksen välillä. Chen ym. raportoivat, että 81 kasvainta poistettiin kirurgisesti retrosigmasuolen kautta. Leikkausajan, kasvaimen resektioasteen, leikkauksen jälkeisen neurologisen toiminnan, kuulon jne. suhteen endoskooppinen leikkaus oli samanlainen kuin mikroskooppinen leikkaus. Kahden kirurgisen tekniikan etuja ja haittoja verrattaessa ulkoinen peili on samanlainen tai parempi kuin mikroskooppi videokuvan laadun, kirurgisen näkökentän, toiminnan, ergonomian ja kirurgisen tiimin osallistumisen suhteen, kun taas syvyysnäkö on arvioitu samanlaiseksi tai huonommaksi kuin mikroskooppi.

eksoskooppi neurokirurgian opetuksessa

Yksi ulkopeilien tärkeimmistä eduista on se, että ne mahdollistavat kaikille kirurgisille työntekijöille samanlaatuisten 3D-kirurgisten kuvien jakamisen. Tämä mahdollistaa kaikille kirurgisille työntekijöille paremman osallistumisen kirurgiseen prosessiin, kirurgisen tiedon kommunikoinnin ja välittämisen, kirurgisten toimenpiteiden opetuksen ja ohjauksen helpottamisen, opetukseen osallistumisen lisäämisen ja opetuksen tehokkuuden parantamisen. Tutkimukset ovat osoittaneet, että ulkopeilien oppimiskäyrä on suhteellisen lyhyempi verrattuna kirurgisiin mikroskooppeihin. Ompeleiden laboratoriokoulutuksessa, kun opiskelijat ja erikoistuvat lääkärit saavat koulutusta sekä endoskoopin että mikroskoopin käytöstä, useimpien opiskelijoiden on helpompi käyttää endoskooppia. Kranioservikaalisten epämuodostumien kirurgian opetuksessa kaikki opiskelijat tarkastelivat kolmiulotteisia anatomisia rakenteita 3D-lasien kautta, mikä paransi heidän ymmärrystään kranioservikaalisten epämuodostumien anatomiasta, lisäsi heidän innostustaan ​​kirurgisiin toimenpiteisiin ja lyhensi koulutusaikaa.

Näkymät

Vaikka ulkoinen peilijärjestelmä on edistynyt merkittävästi sovelluksissa verrattuna mikroskooppeihin ja neuroendoskooppeihin, sillä on myös rajoituksensa. Varhaisten 2D-ulkopeilien suurin haittapuoli oli stereoskooppisen näön puute syvien rakenteiden suurentamisessa, mikä vaikutti kirurgisiin toimenpiteisiin ja kirurgin harkintaan. Uusi 3D-ulkopeili on parantanut stereoskooppisen näön puutteen ongelmaa, mutta harvinaisissa tapauksissa polarisoitujen lasien pitkäaikainen käyttö voi aiheuttaa kirurgille epämukavuutta, kuten päänsärkyä ja pahoinvointia, mikä on seuraavan vaiheen teknisen parannuksen painopiste. Lisäksi endoskooppisessa kallonkirurgiassa on joskus tarpeen vaihtaa mikroskooppiin leikkauksen aikana, koska jotkut kasvaimet vaativat fluoresenssiohjattua visuaalista resektiota tai leikkauskentän valaistussyvyys on riittämätön. Lisäksi endoskooppisessa kallonkirurgiassa on joskus tarpeen vaihtaa mikroskooppiin leikkauksen aikana, koska jotkut kasvaimet vaativat fluoresenssiohjattua visuaalista resektiota tai leikkauskentän valaistussyvyys on riittämätön. Erikoissuodattimilla varustettujen laitteiden korkeiden kustannusten vuoksi fluoresenssiendoskooppeja ei ole vielä käytetty laajalti kasvainten resektiossa. Leikkauksen aikana avustaja seisoo vastakkaisessa asennossa kuin ylikirurgi ja näkee joskus pyörivän näyttökuvan. Kahden tai useamman 3D-näytön avulla kirurgisen kuvan tiedot käsitellään ohjelmistolla ja näytetään avustajan näytöllä käännetyssä 180 ° muodossa, mikä voi tehokkaasti ratkaista kuvan kiertymisen ongelman ja mahdollistaa avustajan osallistumisen kirurgiseen prosessiin helpommin.

Yhteenvetona voidaan todeta, että endoskooppisten järjestelmien lisääntyvä käyttö neurokirurgiassa edustaa uuden aikakauden alkua intraoperatiivisessa visualisoinnissa neurokirurgiassa. Kirurgisiin mikroskooppeihin verrattuna ulkoisilla peileillä on parempi kuvanlaatu ja kirurginen näkökenttä, parempi ergonominen ryhti leikkauksen aikana, parempi opetuksen tehokkuus ja tehokkaampi kirurgisen tiimin osallistuminen samankaltaisilla kirurgisilla tuloksilla. Siksi endoskooppi on turvallinen ja tehokas uusi vaihtoehto useimmissa yleisissä kallon ja selkärangan leikkauksissa. Teknologian kehittyessä ja kehittyessä useammat intraoperatiiviset visualisointityökalut voivat auttaa kirurgisissa toimenpiteissä vähentämään kirurgisia komplikaatioita ja parantamaan ennustetta.