Напредък в приложението на екзоскопите в неврохирургичните процедури

 

Прилагането нахирургически микроскопии невроендоскопите значително подобриха ефикасността на неврохирургичните процедури. Въпреки това, поради някои присъщи характеристики на самото оборудване, те все още имат определени ограничения в клиничните приложения. В светлината на недостатъците наоперационни микроскопии невроендоскопите, съчетани с напредъка в дигиталното изобразяване, Wifi мрежовата свързаност, екранните технологии и оптичните технологии, екзоскопската система се е появила като мост между хирургическите микроскопи и невроендоскопите. Екзоскопът притежава превъзходно качество на изображението и хирургично зрително поле, по-добра ергономична стойка, ефикасност при обучение, както и по-ефективно ангажиране на хирургическия екип, а ефикасността на приложението му е подобна на тази на хирургическите микроскопи. В момента литературата съобщава главно за различията между екзоскопите и хирургическите микроскопи в аспекти на техническото оборудване, като дълбочина на рязкост, зрително поле, фокусно разстояние и работа, като липсва обобщение и анализ на специфичното приложение и хирургическите резултати на екзоскопите в неврохирургията. Следователно, ние обобщаваме приложението на екзоскопите в неврохирургията през последните години, анализираме техните предимства и ограничения в клиничната практика и предлагаме препоръки за клинично използване.

Историята и развитието на екзоскопите

Хирургичните микроскопи имат отлично дълбоко осветление, хирургично зрително поле с висока резолюция и стереоскопични образни ефекти, което може да помогне на хирурзите да наблюдават по-ясно дълбоката нервна и съдова тъканна структура на хирургичното поле и да подобрят точността на микроскопските операции. Дълбочината на рязкост на...хирургически микроскопе плитък и зрителното поле е тясно, особено при голямо увеличение. Хирургът трябва многократно да фокусира и да регулира ъгъла на целевата област, което оказва значително влияние върху хирургическия ритъм; От друга страна, хирургът трябва да наблюдава и оперира през окуляр на микроскоп, което изисква от хирурга да поддържа фиксирана поза за дълго време, което лесно може да доведе до умора. През последните няколко десетилетия минимално инвазивната хирургия се разви бързо и невроендоскопските системи се използват широко в неврохирургията поради висококачествените им изображения, по-добрите клинични резултати и по-високата удовлетвореност на пациентите. Въпреки това, поради тесния канал на ендоскопския подход и наличието на важни невроваскуларни структури в близост до канала, съчетани с характеристиките на черепната хирургия, като невъзможността за разширяване или свиване на черепната кухина, невроендоскопията се използва главно за хирургия на черепната основа и камерна хирургия чрез назален и орален подход.

Предвид недостатъците на хирургическите микроскопи и невроендоскопите, съчетани с напредъка в цифровото изобразяване, WiFi мрежовата свързаност, екранните технологии и оптичните технологии, системата за външни огледала се очертава като мост между хирургическите микроскопи и невроендоскопите. Подобно на невроендоскопията, системата за външни огледала обикновено се състои от огледало за далекогледство, източник на светлина, камера с висока разделителна способност, екран и скоба. Основната структура, която отличава външните огледала от невроендоскопията, е огледало за далекогледство с диаметър около 10 мм и дължина около 140 мм. Лещата му е под ъгъл 0° или 90° спрямо дългата ос на тялото на огледалото, с фокусно разстояние от 250-750 мм и дълбочина на рязкост от 35-100 мм. Голямото фокусно разстояние и голямата дълбочина на рязкост са ключовите предимства на системите за външни огледала пред невроендоскопията.

Развитието на софтуерните и хардуерни технологии насърчи развитието на външните огледала, особено появата на 3D външни огледала, както и най-новите 3D 4K ултра висока разделителна способност външни огледала. Системата за външни огледала се актуализира постоянно всяка година. По отношение на софтуера, системата за външни огледала може да визуализира хирургическата зона чрез интегриране на предоперативно магнитно-резонансно дифузионно тензорно изобразяване, интраоперативна навигация и друга информация, като по този начин помага на лекарите да извършват прецизни и безопасни операции. По отношение на хардуера, външното огледало може да интегрира 5-аминолевулинова киселина и индоцианинови филтри за ангиография, пневматично рамо, регулируема работна дръжка, изход за множество екрани, по-голямо фокусно разстояние и по-голямо увеличение, като по този начин се постигат по-добри ефекти на изображението и по-добро оперативно изживяване.

Сравнение между екзоскоп и хирургически микроскоп

Системата с външни огледала комбинира външните характеристики на невроендоскопията с качеството на изображението на хирургическите микроскопи, допълвайки взаимно силните и слабите страни и запълвайки празнините между хирургическите микроскопи и невроендоскопията. Външните огледала имат характеристиките на голяма дълбочина на рязкост и широко зрително поле (диаметър на хирургичното поле 50-150 мм, дълбочина на рязкост 35-100 мм), осигурявайки изключително удобни условия за дълбоки хирургически операции при голямо увеличение; От друга страна, фокусното разстояние на външното огледало може да достигне 250-750 мм, осигурявайки по-голямо работно разстояние и улеснявайки хирургическите операции [7]. Що се отнася до визуализацията на външни огледала, Ричарди и др. са установили чрез сравнение между външни огледала и хирургически микроскопи, че външните огледала имат сравнимо качество на изображението, оптична сила и ефекти на увеличение с микроскопите. Външното огледало може също бързо да превключва от микроскопска към макроскопска перспектива, но когато хирургическият канал е „тесен отгоре и широк отдолу“ или е възпрепятстван от други тъканни структури, зрителното поле под микроскопа обикновено е ограничено. Предимството на системата за външни огледала е, че тя може да извършва операции в по-ергономична поза, намалявайки времето, прекарано в наблюдение на хирургичното поле през окуляра на микроскопа, като по този начин намалява хирургическата умора на лекаря. Системата за външни огледала осигурява 3D хирургически изображения с еднакво качество на всички участници в операцията по време на хирургичния процес. Микроскопът позволява до двама души да работят през окуляра, докато външното огледало може да споделя едно и също изображение в реално време, което позволява на множество хирурзи да извършват хирургически операции едновременно и подобрява хирургическата ефективност чрез споделяне на информация с целия персонал. В същото време системата за външни огледала не пречи на взаимната комуникация на хирургическия екип, позволявайки на целия хирургически персонал да участва в хирургичния процес.

екзоскоп в неврохирургията

Гонен и др. съобщават за 56 случая на ендоскопска хирургия на глиом, от които само 1 случай е имал усложнения (кървене в хирургичната област) по време на периоперативния период, с честота само 1,8%. Ротермунд и др. съобщават за 239 случая на трансназална транссфеноидална хирургия на хипофизни аденоми, като ендоскопската хирургия не е довела до сериозни усложнения; В същото време не е имало значителна разлика в хирургичното време, усложненията или обхвата на резекция между ендоскопската хирургия и микроскопската хирургия. Чен и др. съобщават, че 81 случая на тумори са били хирургично отстранени чрез ретросигмоидния синусов достъп. По отношение на хирургичното време, степента на резекция на тумора, постоперативната неврологична функция, слуха и др., ендоскопската хирургия е подобна на микроскопската хирургия. Сравнявайки предимствата и недостатъците на двете хирургични техники, външното огледало е подобно или по-добро от микроскопа по отношение на качеството на видео изображението, хирургичното зрително поле, операцията, ергономичността и участието на хирургическия екип, докато възприятието за дълбочина е оценено като подобно или по-лошо от това на микроскопа.

екзоскоп в обучението по неврохирургия

Едно от основните предимства на външните огледала е, че те позволяват на целия хирургичен персонал да споделя 3D хирургически изображения с едно и също качество, което позволява на целия хирургически персонал да участва повече в хирургичния процес, да комуникира и предава хирургическа информация, да улеснява обучението и насочването на хирургическите операции, да увеличава участието в преподаването и да подобрява ефективността на обучението. Изследванията показват, че в сравнение с хирургическите микроскопи, кривата на обучение с външни огледала е относително по-кратка. В лабораторното обучение за зашиване, когато студентите и лекарите-ординатори получават обучение както за ендоскоп, така и за микроскоп, повечето студенти намират за по-лесно да работят с ендоскопа. В обучението по хирургия на краниоцервикални малформации всички студенти наблюдаваха триизмерни анатомични структури чрез 3D очила, което подобри разбирането им за анатомията на краниоцервикалните малформации, подобри ентусиазма им за хирургични операции и съкрати периода на обучение.

Перспектива

Въпреки че системата за външно огледало е постигнала значителен напредък в приложението си в сравнение с микроскопите и невроендоскопите, тя има и своите ограничения. Най-големият недостатък на ранните 2D външни огледала е липсата на стереоскопично зрение при увеличаване на дълбоки структури, което е повлияло на хирургическите операции и преценката на хирурга. Новото 3D външно огледало е подобрило проблема с липсата на стереоскопично зрение, но в редки случаи носенето на поляризирани очила за дълго време може да причини дискомфорт като главоболие и гадене за хирурга, което е фокусът на техническото усъвършенстване в следващата стъпка. Освен това, при ендоскопска черепна хирургия понякога е необходимо да се премине към микроскоп по време на операцията, тъй като някои тумори изискват флуоресцентно насочена визуална резекция или дълбочината на осветяване на хирургичното поле е недостатъчна. Поради високата цена на оборудването със специални филтри, флуоресцентните ендоскопи все още не са широко използвани за резекция на тумори. По време на операцията асистентът стои в противоположната позиция на главния хирург и понякога вижда въртящо се изображение. С помощта на два или повече 3D дисплея, информацията за хирургичното изображение се обработва от софтуер и се показва на екрана на асистента в обърната на 180° форма, което може ефективно да реши проблема с въртенето на изображението и да позволи на асистента да участва по-удобно в хирургическия процес.

В обобщение, нарастващото използване на ендоскопски системи в неврохирургията представлява началото на нова ера на интраоперативна визуализация в неврохирургията. В сравнение с хирургическите микроскопи, външните огледала имат по-добро качество на изображението и хирургично зрително поле, по-добра ергономична стойка по време на операцията, по-добра ефективност на обучението и по-ефективно участие на хирургическия екип, с подобни хирургични резултати. Следователно, за повечето често срещани черепни и гръбначни операции, ендоскопът е безопасна и ефективна нова опция. С напредъка и развитието на технологиите, повече инструменти за интраоперативна визуализация могат да помогнат при хирургическите операции за постигане на по-малко хирургични усложнения и по-добра прогноза.