Войти
| Компьютерная хирургия | |
|---|---|
| ICD-9-CM | 00.3 |
| [редактировать в Викиданных ] | |
Компьютерная хирургия (CAS ) представляет собой хирургическую концепцию и набор методов, в которых используются компьютерные технологии для хирургического планирования, а также для руководства или проведения хирургических вмешательств. CAS также известен как компьютерная хирургия, компьютерное вмешательство, хирургия под визуальным контролем, цифровая хирургия и хирургическая навигация, но эти термины являются более или менее синонимами с CAS. CAS была ведущим фактором в развитии роботизированной хирургии.
Сбор изображений («сегментация») на рабочей станции LUCAS Самым важным компонентом КАС является создание точной модели пациента. Это может быть выполнено с помощью ряда технологий медицинской визуализации, включая CT, МРТ, рентгеновские лучи, ультразвук и многие другие. Для создания этой модели анатомическая область, которую необходимо оперировать, должна быть отсканирована и загружена в компьютерную систему. Можно использовать несколько методов сканирования с объединением наборов данных с помощью методов слияния данных. Конечной целью является создание набора данных 3D , который воспроизводит точное геометрическое положение нормальных и патологических тканей и структур в этой области. Из доступных методов сканирования предпочтительнее КТ, поскольку известно, что наборы данных МРТ имеют объемные деформации, которые могут привести к неточностям. Примерный набор данных может включать в себя сбор данных, скомпилированных с 180 CT-срезами, которые находятся на расстоянии 1 мм друг от друга, каждый из которых имеет 512 на 512 пикселей. Контрасты набора трехмерных данных (с его десятками миллионов пикселей ) обеспечивают детализацию структур мягких и твердых тканей и, таким образом, позволяют компьютеру различать и визуально разделять для человека разные ткани и конструкции. Данные изображения, полученные от пациента, часто будут включать в себя преднамеренные ориентиры, чтобы впоследствии можно было повторно сопоставить виртуальный набор данных с реальным пациентом во время операции. См. регистрация пациентов.
Анализ изображений включает в себя манипуляции с 3D-моделью пациента для извлечения соответствующей информации из данных. Используя различные уровни контрастности различных тканей в изображении, в качестве примеров, модель можно изменить, чтобы показать только твердые структуры, такие как кость, или просмотреть поток артерий и вен через мозг.
Используя специализированное программное обеспечение, собранный набор данных может быть визуализирован как виртуальная 3D-модель пациента. Хирург может легко манипулировать этой моделью для получения изображений из под любым углом и на любой глубине в объеме. Таким образом хирург может лучше оценить случай и установить более точный диагноз. Кроме того, хирургическое вмешательство будет планироваться и моделироваться виртуально до того, как будет проведена фактическая операция (компьютерное моделирование хирургии [CASS]). Используя специальное программное обеспечение, хирургический робот будет запрограммирован на выполнение запланированных действий во время фактического хирургического вмешательства.
В компьютерной хирургии фактическое вмешательство определяется как хирургическая навигация. Используя хирургическую систему навигации, хирург использует специальные инструменты, которые отслеживаются навигационной системой. Положение отслеживаемого инструмента по отношению к анатомии пациента показано на изображениях пациента, когда хирург перемещает инструмент. Таким образом, хирург использует систему для «навигации» по местоположению инструмента. Обратная связь о расположении инструмента, которую обеспечивает система, особенно полезна в ситуациях, когда хирург не может фактически видеть кончик инструмента, например, при минимально инвазивных операциях.
Роботизированная хирургия - это термин, используемый для обозначения взаимосвязанных действий хирурга и хирургического робота (который был запрограммирован на выполнение определенных действий во время процедуры предоперационного планирования). Хирургический робот - это механическое устройство (обычно похожее на роботизированную руку), управляемое компьютером. Роботизированную хирургию можно разделить на три типа, в зависимости от степени взаимодействия хирурга во время процедуры: контролируемая, телехирургическая и коллективно-контролируемая. В системе с диспетчерским управлением процедура выполняется исключительно роботом, который выполняет заранее запрограммированные действия. Телехирургическая система, также известная как удаленная хирургия, требует от хирурга манипулировать роботизированными руками во время процедуры, а не позволять роботизированным манипуляторам работать по заранее заданной программе. В системах с совместным управлением хирург выполняет процедуру с помощью робота, который предлагает устойчивые манипуляции с инструментом. В большинстве роботов режим работы можно выбрать для каждого отдельного вмешательства, в зависимости от сложности операции и специфики случая.
Компьютерная хирургия - это начало революции в хирургии. Он уже имеет большое значение в высокоточных хирургических областях, но он также используется в стандартных хирургических процедурах.
Телеманипуляторы впервые были использованы в нейрохирургии в 1980-х годах. Это позволило еще больше развить микрохирургию головного мозга (компенсировать физиологический тремор хирурга в 10 раз), повысить точность и точность вмешательства. Это также открыло новые возможности для минимально инвазивной хирургии головного мозга, а также снизило риск послеоперационных осложнений за счет предотвращения случайного повреждения соседних центров.
Компьютерная нейрохирургия также включает операции на позвоночнике с использованием систем навигации и робототехники. Доступные в настоящее время системы навигации включают Medtronic Stealth, BrainLab и Stryker ; В настоящее время доступны робототехнические системы: Mazor Renaissance, MazorX, Globus Excelsius GPS и Brainlab Cirq.
Навигация по костному сегменту - современный хирургический подход в ортогнатической хирургии (коррекция аномалий челюстей и черепа), в хирургии височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС), или при реконструкции средней части лица и орбиты.
. Он также используется в имплантологии, где можно увидеть доступную кость, а положение, угол наклона и глубину имплантата можно смоделировать до операции. Во время операции хирург руководствуется визуальными и звуковыми сигналами. IGI (Image Guided Implantology) - одна из навигационных систем, использующих эту технологию.
Новые терапевтические концепции, такие как управляемая хирургия, разрабатываются и применяются при установке дентальных имплантатов. Протезная реабилитация также планируется и проводится параллельно с хирургическими вмешательствами. Шаги планирования находятся на переднем плане и выполняются в сотрудничестве хирурга, стоматолога и зубного техника. Пациенты с отсутствием зубов, одной или обеих челюстей, получают пользу от сокращения времени лечения.
Что касается пациентов с адентией, обычная опора зубного протеза часто оказывается под угрозой из-за умеренной атрофии кости, даже если зубные протезы построены на основе правильной анатомической морфологии.
С помощью компьютерной томографии с коническим лучом выполняется сканирование пациента и существующего протеза. Кроме того, сканируется только протез. Стеклянные жемчужины определенного диаметра помещаются в протез и используются как ориентиры для предстоящего планирования. Полученные данные обрабатываются и определяется положение имплантатов. Хирург, используя специально разработанное программное обеспечение, планирует имплантаты на основе ортопедических концепций с учетом анатомической морфологии. После завершения планирования хирургической части создается хирургический шаблон CAD / CAM для установки зубов. Хирургическая шина на слизистой оболочке обеспечивает точное размещение имплантата в пациенте. Параллельно с этим этапом создается новый протез с опорой на имплант.
Зубной техник, используя данные, полученные в результате предыдущих сканирований, создает модель, представляющую ситуацию после установки имплантата. Ортопедические составы, абатменты уже изготовлены заводским способом. Можно выбрать длину и наклон. Абатменты прикрепляются к модели в положении, соответствующем ортопедической ситуации. Регистрируется точное положение абатментов. Теперь зубной техник может изготовить протез.
Подгонка хирургической шины подтверждена клинически. После этого шина прикрепляется с помощью трехточечной системы опорных штифтов. Перед установкой рекомендуется промыть химическим дезинфицирующим средством. Штифты проходят через определенные оболочки от вестибулярной до оральной стороны челюсти. Следует учитывать анатомию связок, и при необходимости можно добиться декомпенсации с минимальными хирургическими вмешательствами. Правильная подгонка шаблона имеет решающее значение и должна поддерживаться на протяжении всего лечения. Независимо от упругости слизистой оболочки, правильное и стабильное прикрепление достигается за счет фиксации костей. Доступ к челюсти теперь возможен только через гильзы, встроенные в хирургический шаблон. С помощью специальных боров через рукава удаляют слизистую. Каждый используемый бор имеет втулку, совместимую с втулками в шаблоне, что обеспечивает достижение конечного положения, но невозможность дальнейшего продвижения альвеолярного гребня. Дальнейшая процедура очень похожа на традиционную установку имплантата. Пилотное отверстие просверливается, а затем расширяется. Окончательно устанавливаются имплантаты с помощью шины. После этого шину можно будет снять.
С помощью регистрационного шаблона абатменты могут быть прикреплены и соединены с имплантатами в заданном положении. Одновременно следует подключать не менее пары абатментов, чтобы избежать расхождений. Важным преимуществом этой техники является параллельное расположение абатментов. Радиологический контроль необходим для проверки правильности установки и соединения имплантата и абатмента.
На следующем этапе абатменты закрывают золотыми коническими колпачками, которые представляют собой вторичные коронки. При необходимости переход золотых колпачков на слизистую оболочку можно изолировать с помощью колец из резины.
Новый протез соответствует обычному тотальному протезу, но в его основе есть полости, позволяющие установить вторичные коронки. Протез контролируется в терминальном положении и при необходимости корректируется. Полости заполняются самоотверждающимся цементом, и протез устанавливается в конечное положение. После процесса самоотверждения золотые колпачки окончательно фиксируются в полостях протеза, и теперь протез можно отсоединить. Излишки цемента могут быть удалены, и могут потребоваться некоторые исправления, такие как полировка или заполнение вторичных коронок. Новый протез устанавливается с использованием конструкции телескопических двуконусных коронок. В конечном положении протез застегивается на абатментах, чтобы обеспечить надежную фиксацию.
Во время одного сеанса пациенту устанавливают имплантаты и протез. Промежуточный протез не требуется. Объем операции сведен к минимуму. Из-за наложения шины не требуется отражения мягких тканей. Пациент испытывает меньше кровотечений, отеков и дискомфорта. Также избегаются такие осложнения, как травмы соседних структур. Использование трехмерной визуализации на этапе планирования обеспечивает надежную связь между хирургом, стоматологом и зубным техником, а любые проблемы можно легко обнаружить и устранить. Каждый специалист сопровождает все лечение, и возможно взаимодействие. Поскольку конечный результат уже спланирован и все хирургические вмешательства проводятся в соответствии с первоначальным планом, возможность любого отклонения сведена к минимуму. Учитывая эффективность первоначального планирования, вся продолжительность лечения короче любых других лечебных процедур.
Хирургия под визуальным контролем и КАС в ЛОР обычно состоят из навигации по данным предоперационного изображения, таким как КТ или КТ с коническим лучом, чтобы помочь найти или избежать анатомически важных областей, таких как зрительный нерв или вход в лобные пазухи. Для использования в хирургии среднего уха в некоторой степени применялась роботизированная хирургия из-за необходимости высокоточных действий.
Применение роботизированной хирургии широко распространен в ортопедии, особенно при рутинных вмешательствах, таких как тотальное протезирование бедра или установка винта ножки во время спондилодеза. Это также полезно для предварительного планирования и определения правильного анатомического положения смещенных костных фрагментов при переломах, обеспечивая хорошую фиксацию с помощью остеосинтеза, особенно костей. Ранние системы CAOS включают HipNav и Praxim. Недавно для операций по артропластике бедра были разработаны мини-оптические навигационные инструменты.
С появлением компьютерной хирургии в общей хирургии были достигнуты большие успехи. в сторону минимально инвазивных подходов. Лапароскопия в абдоминальной и гинекологической хирургии является одним из преимуществ, позволяя хирургическим роботам выполнять рутинные операции, такие как колецистэктомия или даже гистерэктомия. В кардиохирургии общие системы управления могут выполнять замену митрального клапана или желудочковую стимуляцию с помощью небольших торакотомий. В урологии хирургические роботы способствовали лапароскопическим доступам для пиелопластики, нефрэктомии или вмешательств на предстательной железе.
Применения включают фибрилляцию предсердий и сердечную ресинхронизирующую терапию. Предоперационная МРТ или КТ используется для планирования процедуры. Предоперационные изображения, модели или информация о планировании могут быть зарегистрированы на интраоперационном рентгеноскопическом изображении для управления процедурами.
Радиохирургия также включает передовые роботизированные системы. CyberKnife - это такая система, в которой на манипуляторе установлен легкий линейный ускоритель. Его направляют на опухолевые процессы с использованием структур скелета в качестве системы отсчета (система стереотаксической радиохирургии). Во время процедуры рентгеновские лучи в реальном времени используются для точного позиционирования устройства перед подачей луча излучения. Робот может компенсировать респираторное движение опухоли в режиме реального времени.
CAS начинается с предпосылки гораздо лучшей визуализации операционного поля, что позволяет более точную предоперационную диагностику и четко определенное хирургическое планирование с использованием хирургического планирования в предоперационной виртуальной среде. Таким образом, хирург может легко оценить большинство хирургических трудностей и рисков и иметь четкое представление о том, как оптимизировать хирургический подход и снизить хирургическую заболеваемость. Во время операции компьютерное управление улучшает геометрическую точность хирургических жестов, а также снижает избыточность действий хирурга. Это значительно улучшает эргономию в операционной, снижает риск хирургических ошибок и сокращает время работы.
Компьютерная хирургия имеет несколько недостатков. Стоимость многих систем исчисляется миллионами долларов, что делает их крупными инвестициями даже для крупных больниц. Некоторые люди считают, что усовершенствования технологий, такие как тактильная обратная связь, увеличение скорости процессора и более сложное и функциональное программное обеспечение, повысят стоимость этих систем. Еще один недостаток - размер систем. Эти системы занимают относительно большие площади. Это важный недостаток в сегодняшних и без того переполненных операционных. И хирургической бригаде, и роботу может быть сложно поместиться в операционной.
Медицинский портал 
СМИ, относящиеся к компьютерной хирургии на Wikimedia Commons
