Навигация по костному сегменту - это хирургический метод, используемый для определения анатомического положения смещенных костных фрагментов в переломы или для позиционирования хирургически созданных фрагментов в черепно-лицевой хирургии. Такие фрагменты позже фиксируются на месте с помощью остеосинтеза. Он был разработан для использования в черепно-лицевой и оральной и челюстно-лицевой хирургии.
После несчастного случая или травмы может произойти перелом, а образовавшиеся костные фрагменты могут быть смещены. В оральной и челюстно-лицевой области такое смещение может иметь большое влияние как на эстетику лица, так и на функцию органов: перелом кости, ограничивающей глазницу, может привести к диплопии ; перелом нижней челюсти может вызвать значительные изменения окклюзии зубов ; таким же образом перелом черепа (нейрокраниума ) может вызвать повышенное внутричерепное давление.
При тяжелых врожденных пороках лицевого скелета хирургическое вмешательство обычно требует создания нескольких костных сегментов с точным перемещением эти сегменты для создания более нормального лица.
Остеотомия - это хирургическое вмешательство, которое заключается в разрезании кости и перемещении образовавшихся фрагментов в правильное положение. анатомическое место. Чтобы обеспечить оптимальную репозицию костных структур при остеотомии, вмешательство можно спланировать заранее и смоделировать. Хирургическая симуляция - ключевой фактор в сокращении фактического времени операции. Часто во время такого рода операции хирургический доступ к костным сегментам очень ограничен наличием мягких тканей: мышц, жировой ткани и кожи, поэтому правильную анатомическую репозицию очень трудно оценить или даже невозможно. Может быть выполнено предоперационное планирование и моделирование на моделях голых костных структур. Альтернативная стратегия состоит в том, чтобы полностью спланировать процедуру на модели, созданной с помощью компьютерной томографии, и вывести характеристики движения исключительно численно.
Остеотомии, выполненные в Ортогнатические операции классически планируются на литых моделях зубосодержащих челюстей, фиксируемых в артикуляторе. Для беззубых пациентов планирование операции может быть выполнено с использованием стереолитографических моделей. Затем эти трехмерные модели разрезаются по запланированной линии остеотомии, сдвигаются и фиксируются в новом положении. С 1990-х годов были разработаны современные методы дооперационного планирования, позволяющие хирургу планировать и моделировать остеотомию в виртуальной среде на основе предоперационной КТ или МРТ ; Эта процедура снижает затраты и продолжительность создания, позиционирования, резки, изменения положения и повторной фиксации литых моделей для каждого пациента.
Полезность предоперационного планирования, независимо от его точности, зависит от точности воспроизведения смоделированной остеотомии в операционном поле. Перенос планирования в основном основывался на визуальных навыках хирурга. В дальнейшем были разработаны различные направляющие подголовники для механического управления перемещением костных фрагментов.
Такой подголовник прикрепляется к голове пациента во время КТ или МРТ и операции. Есть определенные сложности в использовании этого устройства. Во-первых, необходима точная воспроизводимость положения подголовника на голове пациента как при регистрации КТ или МРТ, так и во время операции. Подголовник относительно неудобен для ношения и очень труден или даже невозможен для маленьких детей, которые могут отказываться от сотрудничества во время медицинских процедур. По этой причине отказались от подголовников в пользу безрамной стереотаксии мобилизованных сегментов относительно основания черепа. Интраоперационная регистрация анатомии пациента с помощью компьютерной модели выполняется таким образом, что предварительная КТ установка реперных точек не требуется.
Использование SSN в операционной; 1 = ИК-приемник, 2 и 4 = ИК-эталонные устройства, 3 = SSN-Workstation.
Первоначальные попытки позиционирования костного фрагмента с использованием электромагнитной системы были прекращены из-за необходимости окружающей среды без черных металлов. В 1991 году Тейлор из IBM, работая в сотрудничестве с группой черепно-лицевой хирургии в Нью-Йоркском университете, разработал систему отслеживания костных фрагментов на основе инфракрасной (IR) камеры и ИК передатчиков, прикрепленных к черепу.. Эта система была запатентована IBM в 1994 году. По крайней мере, три ИК-передатчика прикреплены в области нейрокраниума для компенсации движений головы пациента. Три или более ИК-передатчика прикреплены к костям, на которых будет выполняться остеотомия и репозиция кости. Положение 3D каждого передатчика измеряется ИК-камерой по тому же принципу, что и в спутниковой навигации. Компьютерная рабочая станция постоянно визуализирует фактическое положение костных фрагментов по сравнению с заранее заданным положением, а также в реальном времени выполняет пространственные определения свободно движущихся костных сегментов, полученных в результате остеотомии. Таким образом, фрагменты можно очень точно позиционировать в целевом положении, заданном хирургическим моделированием. Совсем недавно аналогичная система, Surgical Segment Navigator (SSN), была разработана в 1997 году в Университете Регенсбурга, Германия, при поддержке Carl Zeiss Company.
Первое клиническое сообщение об использовании этого типа системы было сделано Watzinger et al. в 1997 г. при репозиции переломов скуловой железы с использованием в качестве мишени зеркального изображения с нормальной стороны. В 1998 году Marmulla и Niederdellmann сообщили о системе для отслеживания положения остеотомии LeFort I, а также репозиции перелома скуловой железы. В 1998 году Cutting et al. сообщили об использовании системы для отслеживания многосегментных остеотомий средней зоны лица при крупных черепно-лицевых пороках.