18 December 2019

Альтернативный метод транспедикулярной фиксации или как штангенциркуль может заменить целый рентгеноаппарат

Inobitec corporate blogData visualizationHealth


В настоящее время операции на позвоночнике перестали быть чем-то эксклюзивным и выполняются практически во всех отделениях нейрохирургии и во многих травматологических отделениях стационаров. Термин “нестабильность позвоночника” давно вышел за пределы лексикона узкого круга спинальных хирургов. И хотя данное понятие иногда трактуется слишком широко, нестабильность позвоночного сегмента, как патологическое явление, существует. В этой статье пойдет речь об одном интересном методе, позволяющем упростить операцию на позвоночнике.

Транспедикулярная фиксация (ТПФ) применяется, когда вследствие физических, дистрофических и любых других изменений позвоночник оказывается не в состоянии полноценно выполнять свои опорные функции. Это могут быть переломы, деформации и смещения позвонков, онкозаболевания с поражением его отдельных участков и т.д. Перед проведением операции проводится индивидуальный подбор поддерживающей конструкции с учётом состояния пациента и наличия у него патологий. В ходе оперативного вмешательства хирург производит закрепление проволочного каркаса на сегментах позвоночника специальными винтами, которые вводятся в ножку позвонка (педикулу), что, к слову сказать, и дало название этому методу.

Надёжная фиксация позвонков и позвоночного столба при помощи высокопрочных титановых винтов позволяет значительно сократить период реабилитации пациента, ускорить процесс восстановления его трудоспособности.

Методы ТПФ и их проблемы


Транспедикулярные системы на сегодняшний день достаточно разнообразны, однако все они преследуют лишь одну цель: наиболее корректным способом ввести винты в тело позвонка. Каждый установленный винт ни в коем случае не должен выходить за границы кортикального слоя позвонка, в противном случае он может повредить расположенные рядом нервные и сосудистые образования, а также окончательно повредить позвонок без возможности его дальнейшего восстановления. Определяющим в этом смысле становится выбор точек введения и углов отклонения траектории в аксиальной и сагиттальной плоскостях.



Для примера рассмотрим наиболее общие способы создания спондилодеза позвоночного столба.

  • Техника свободной руки. Методика установки винтов, основанная на определении точек и углов введения по анатомическим ориентирам в режиме реального времени. Для проведения операции хирург полагается исключительно на свой личный опыт и навыки, поэтому качество вмешательства полностью зависит от уровня профессионализма врача. Кроме того, длительность такой операции сложно спрогнозировать, поскольку анатомия каждого позвоночника очень вариабельна. В каждом конкретном случае необходимо подбирать индивидуальные углы и точки введения, что увеличивает время операции, а значит и длительность пребывания пациента под наркозом, что никак нельзя назвать полезным.
  • Рентгеноскопическая ассистенция. Способ проведения операции, при котором хирургическое вмешательство разбивается на этапы, между ними выполняется рентген-исследование оперируемого участка позвоночника для своевременного контроля траектории введения винтов и предотвращения их неправильной установки. Очевидно, что за время операции необходимо выполнить несколько рентген-снимков, что увеличивает лучевую нагрузку на пациента и персонал. Необходимость прерывать хирургическое вмешательство для выполнения снимка также создаёт риск нарушения режима стерильности.
  • Современные технологии. Использование различных роботизированных и навигационных инструментов, интраоперационных систем контроля, позволяют значительно повысить точность установки винтов, сократить длительность операции. Основной недостаток подобных методик – это их традиционно высокая стоимость.

Наличие озвученных сложностей, необходимость повышения точности установки транспедикулярных винтов, уменьшения стоимости и длительности операции, вынуждают разрабатывать новые методики эффективного создания спондилодеза позвоночника.

Альтернативный метод


С целью достижения высокой точности установки транспедикулярных винтов более простыми методами врачом-нейрохирургом отделения нейрохирургии ФГБУ «Клиническая больница №1» Управления делами Президента РФ Калюжным Василием Геннадьевичем был предложен альтернативный способ проведения операции, который предполагает предоперационное планирование на основе обработки исследований, полученных с помощью компьютерной томографии (КТ). Суть этого метода заключается в нахождении оптимальной траектории введения винтов при помощи компьютерного моделирования операции. Для обработки снимков требуется специальное ПО, которое мы согласились разработать конкретно под эту задачу. Благо был большой опыт в подобной разработке для медицины.



На сегодняшний день общепринятым стандартом для хранения, передачи и визуализации медицинских исследований является DICOM. С такими DICOM-данными как раз и работает наша программа. Полученные в результате КТ-обследования снимки, как правило, располагаются в аксиальной плоскости параллельно друг другу. Однако врачу в целях предоперационного контроля также важно видеть общую картину особенностей позвоночника и в других плоскостях. Для решения этой задачи используется мультипланарная реконструкция (МПР) — специальная обработка исходных данных, в ходе которой можно получать изображения в сагиттальной, фронтальной или любой произвольной плоскости.



В ходе планирования операции врач выбирает проблемный позвонок и подбирает срез в аксиальной плоскости. Также отображается дополнительно срез во фронтальной плоскости и трёх сагиттальных. Кроме того, для более детальной оценки, коррекции точек и траектории введения винтов делается набор из девяти срезов в горизонтальной плоскости с интервалом 2 мм по вертикали. Такая методика помогает всесторонне учесть анатомические особенности конкретного позвонка, чтобы исключить хирургические ошибки во время проведения операции.



Далее пользователь прочерчивает на проблемном позвонке линии траектории введения винтов AC и DF. Точки B и E – это точки ввода винтов в позвонок, а получившиеся отрезки A-B и D-E определяют их будущее положение. Во всех плоскостях отображается проекция винтов, что позволяет дополнительно скорректировать траектории их введения, которые в одной плоскости могут быть оптимальными, но в других – оказаться нежелательными или даже опасными.

Определившись с положением обоих винтов, врач размечает на снимке точку H на остистом отростке, которая нужна для определения точек C и F. Программа автоматически определяет длины нужных отрезков, которые выводятся в миллиметрах. Зная точки введения винтов (B и E), а также нужные расстояния от остистого отростка (отрезки C-H и H-F), врач во время операции может определить траектории, по которым необходимо сверлить штифт-канал, чтобы установить винты в нужном положении.

Выполнив в ходе мультипланарной реконструкции коррекцию с учётом трёхмерности позвонка, врач получает разметочные карты предстоящей операции, которые можно распечатать на обычном принтере. Таким образом, непосредственно в операционную хирург попадает с подробным планом, что и как необходимо делать.

В процессе операции происходит рассечение подкожной клетчатки в области проблемного участка и осуществляется доступ к позвонку. Далее происходит разметка: в соответствии со снимком при помощи штангенциркуля по обе стороны от остистого отростка определяются точки, которые вместе с известными точками введения винтов образуют траектории, по которым контролируется положение инструмента для формирования штифт-канала. Далее происходит сверление и непосредственное введение транспедикулярных винтов.

Фото из операционной

Измерение расстояния между инструментом для формирования штифт-канала и верхушкой остистого отростка для контроля угла вхождения в аксиальной плоскости

Еще одно фото из операционной


Для уточнения качества проведённой операции и создания картины реабилитационного прогноза всем пациентам в обязательном порядке выполняется послеоперационный КТ-контроль.

Преимущества альтернативного метода ТПФ


По сравнению с существующими методами восстановления функций позвоночника при помощи транспедикулярных винтов предлагаемый метод показывает сразу несколько важных преимуществ.

  • Высокая точность установки винтов – около 97,1 % корректного введения, что сопоставимо с навигационными способами проведения подобных операций.
  • Сокращение длительности операции за счёт предварительного планирования и разметки при помощи эффективных компьютерных технологий.
  • Существенное сокращение лучевой нагрузки на пациента и персонала за счёт отсутствия необходимости постоянного рентген-контроля, характерного для других методик.
  • Возможность дополнительного выявления анатомических и патологических образований благодаря предоперационному КТ-контролю.

Таким образом, предлагаемый метод транспедикулярной фиксации позвоночника позволяет относительно простыми средствами выполнить операцию по восстановлению функций опорно-двигательного аппарата с хорошей точностью, сопоставимой с аналогичными показателями более сложных методик. В 2017 г. получен патент RU2620355C1 — Способ установки винтов для транспедикулярной стабилизации позвоночника.

Несмотря на развитие технологий в области медицины, не стоит полагаться на то, что любая проблема может быть решена на операционном столе. Лучше заранее побеспокоиться о собственном здоровье и не доводить дело до критического состояния. И тогда не придется, например, укреплять позвоночник сверх того, чем это было предусмотрено природой.
Tags:DICOMМедицинаТПФКТИнобитекInobitecDICOM-просмотрщикDICOM viewerкомпьютерная томографиямультипланарная реконструкцияMPR
Hubs: Inobitec corporate blog Data visualization Health
+15
4.7k 21
Comments 14