Компьютерлік хирургия - Computer-assisted surgery

Компьютерлік хирургия
ICD-9-CM00.3

Компьютерлік хирургия (CAS) компьютерлік технологияны қолданатын хирургиялық түсінік пен әдістер жиынтығын білдіреді хирургиялық жоспарлау және хирургиялық араласуды басқару немесе орындау үшін. CAS сонымен бірге компьютерлік хирургия, компьютерлік араласу, имидждік хирургия, цифрлық хирургия және хирургиялық навигация, бірақ бұл көп немесе аз терминдер синоним CAS көмегімен. CAS дамуының жетекші факторы болды роботталған хирургия.

Жалпы қағидалар

LUCAS жұмыс орнына сурет жинау («сегменттеу»)

Науқастың виртуалды бейнесін құру

CAS үшін ең маңызды компонент пациенттің нақты моделін жасау болып табылады. Мұны бірқатар арқылы жүргізуге болады медициналық бейнелеу технологиялар, оның ішінде КТ, МРТ, рентген сәулелері, ультрадыбыстық плюс тағы басқалары. Осы модельді құру үшін жұмыс істейтін анатомиялық аймақ сканерленіп, компьютерлік жүйеге жүктелуі керек. Деректер жиынтығын біріктіріп, бірнеше сканерлеу әдістерін қолдануға болады деректерді біріктіру техникасы. Соңғы мақсат - а құру 3D деректер жиынтығы сол аймақтың қалыпты және патологиялық тіндері мен құрылымдарының нақты геометриялық жағдайын шығаратын. Сканерлеудің қол жетімді әдістерінің ішінде КТ артықшылықты,[1] өйткені MRI деректер жиынтығында дәлдікке әкелуі мүмкін көлемдік деформациялар бар екендігі белгілі. Мәліметтер жиынтығының бірінде бір-бірінен 1 мм қашықтықта, әр қайсысында 512-ден 512-ге дейінгі 180 кесіндімен жинақталған мәліметтер жиынтығы болуы мүмкін. пиксел. 3D жиынтығының қарама-қайшылығы (он миллиондағанмен) пиксел ) жұмсақ және қатты тіндердің құрылымдарының егжей-тегжейін қамтамасыз етеді, осылайша компьютерге әр түрлі тіндер мен құрылымдарды адам үшін ажыратуға және көрнекі түрде бөлуге мүмкіндік береді. Пациенттен алынған кескін деректері хирургиялық араласу кезінде виртуалды деректерді нақты пациенттің көмегімен кейіннен қайта құру үшін көбінесе қасақана белгілерді қамтиды. Қараңыз науқастарды тіркеу.

Кескінді талдау және өңдеу

Кескінді талдау пациенттердің 3D моделінен деректерден тиісті ақпаратты алу үшін манипуляцияны қамтиды. Мысал ретінде әртүрлі маталардың әртүрлі контрасттық деңгейлерін қолдана отырып, мысал ретінде модельді өзгертуге болады, мысалы, сүйек сияқты қатты құрылымдарды көрсетуге немесе мидың артериялары мен тамырларының ағынын көруге болады.

Диагностикалық, операция алдындағы жоспарлау, хирургиялық модельдеу

Арнайы бағдарламалық жасақтаманы пайдалана отырып, жинақталған мәліметтер базасын пациенттің виртуалды 3D моделі ретінде көрсетуге болады, бұл модель хирургтың көмегімен кез-келген бұрыштан және кез-келген тереңдіктен көріністі қамтамасыз ету үшін оңай басқарылады. Осылайша, хирург жағдайды жақсырақ бағалап, дәлірек диагностиканы анықтай алады. Сонымен қатар, хирургиялық араласу іс жүзінде, нақты операция жасалмас бұрын жоспарланып, имитацияланатын болады (компьютерлік хирургиялық модельдеу [CASS]). Бөлінген бағдарламалық жасақтаманы қолдана отырып, хирургиялық робот нақты хирургиялық араласу кезінде жоспарланған әрекеттерді орындауға бағдарламаланатын болады.

Хирургиялық навигация

Компьютерлік хирургияда нақты араласу хирургиялық навигация ретінде анықталады. Хирургиялық навигациялық жүйені пайдалану арқылы хирург навигациялық жүйемен қадағаланатын арнайы құралдарды пайдаланады. Науқастың анатомиясына қатысты қадағаланған құралдың жағдайы науқастың бейнелерінде көрсетіледі, өйткені хирург бұл құралды қозғалысқа келтіреді. Осылайша хирург жүйені құралдың орналасқан жерінде «навигациялау» үшін қолданады. Жүйе аспаптың орналасуын қамтамасыз ететін кері байланыс әсіресе хирург аспаптың ұшын көре алмайтын жағдайларда, мысалы, аз инвазивті операцияларда пайдалы.

Робототехника

Робототехника - бұл хирург пен хирургиялық роботтың өзара байланыстағы әрекеттері үшін қолданылатын термин (операцияға дейінгі жоспарлау процедурасында белгілі бір әрекеттерді орындау үшін бағдарламаланған). Хирургиялық робот - бұл компьютермен басқарылатын механикалық құрал (жалпы роботты қолға ұқсайды).Процедура кезіндегі хирургтардың өзара әрекеттесу дәрежесіне байланысты робототехниканы үш түрге бөлуге болады: қадағалаумен басқарылатын, телесургиялық және ортақ бақылау.[2] Бақылаумен басқарылатын жүйеде процедураны тек робот орындайды, ол алдын ала бағдарламаланған әрекеттерді орындайды. Сондай-ақ, белгілі телесургиялық жүйе қашықтықтан хирургия, хирургтан робот қаруының алдын-ала белгіленген бағдарламадан жұмыс істеуіне мүмкіндік берудің орнына, оны роботты қолмен басқаруды талап етеді. Ортақ бақылау жүйелерінде хирург процедураны роботты қолдана отырып жүзеге асырады, ол құралдың тұрақты манипуляцияларын ұсынады. Көптеген роботтарда хирургиялық күрделілікке және істің ерекшеліктеріне байланысты әр бөлек араласу үшін жұмыс режимін таңдауға болады.

Қолданбалар

Компьютерлік хирургия - хирургиядағы революцияның бастауы. Ол қазірдің өзінде жоғары дәлдіктегі хирургиялық домендерде үлкен өзгеріс жасайды, бірақ ол сонымен қатар стандартты хирургиялық процедураларда қолданылады.

Компьютерлік нейрохирургия

Телеменипуляторлар нейрохирургияда алғаш рет 1980 ж. қолданылды. Бұл мидың микрохирургиясының дамуына мүмкіндік берді (хирургтың физиологиялық треморының орнын 10 есеге көбейту), араласудың дәлдігі мен дәлдігін арттыру. Сонымен қатар, бұл миға инвазивті ми хирургиясының жаңа қақпасын ашты, сонымен қатар хирургиялық операциядан кейінгі аурудың пайда болу қаупін шектес орталықтардың кездейсоқ зақымдануын болдырмады.

Компьютерлік нейрохирургия сонымен қатар қамтиды жұлын навигациялық және робототехникалық жүйелерді қолданатын процедуралар. Ағымдағы навигациялық жүйелерге мыналар жатады Медтроникалық Ұрлау, BrainLab, 7D хирургиялық, және Страйкер; қол жетімді робототехника жүйелеріне кіреді Мазор Ренессанс, MazorX, Глобус Excelsius GPS және Brainlab Cirq.[3]

Ауыз және жақ-бет хирургиясы компьютерлік көмек

Сүйек сегментінің навигациясы заманауи хирургиялық тәсіл ортогнатикалық хирургия (жақ пен бас сүйек ауытқуларын түзету), жылы уақытша-төменгі жақ буыны (TMJ) хирургиялық араласу немесе орта бетті қалпына келтіру кезінде және орбита.[4]

Ол сондай-ақ қолда бар сүйекті көруге болатын және имплантанттардың орналасуын, бұрышын және тереңдігін операцияға дейін имитациялауға болатын имплантологияда қолданылады. Операция кезінде хирург визуалды және дыбыстық ескертулермен басқарылады. IGI (Image Guided Implantology) - осы технологияны қолданатын навигациялық жүйелердің бірі.

Имплантология

Стоматологиялық имплантаттарды орналастыруда хирургиялық араласудың жаңа терапевтік тұжырымдамалары әзірленуде және қолданылуда. Протездеу реабилитациясы хирургиялық процедуралармен қатар жоспарланып, орындалады. Жоспарлау қадамдары алдыңғы қатарда және хирург, стоматолог және тіс технигінің ынтымақтастығында жүзеге асырылады. Есі жоқ науқастар, бір немесе екі жақ, емделу уақыты қысқарған сайын пайда табады.

Тіссіз науқастарға келетін болсақ, протездер дұрыс анатомиялық морфологияға негізделген болса да, қалыпты сүйек атрофиясына байланысты әдеттегі протезді қолдау жиі бұзылады.

Конус сәулесінің компьютерлік томографиясын қолдану арқылы науқас пен қолданыстағы протез сканерленуде. Сонымен қатар протездің өзі сканерленеді. Анықталған диаметрлі шыныдан жасалған інжу-маржандар протезге салынып, алдағы жоспарлау үшін тірек нүктелер ретінде қолданылады. Алынған мәліметтер өңделеді және импланттардың орналасуы анықталады. Хирург арнайы дамыған бағдарламалық жасақтаманы қолдана отырып, анатомиялық морфологияны ескере отырып, протездік тұжырымдамаларға негізделген имплантаттарды жоспарлайды. Хирургиялық бөлімді жоспарлау аяқталғаннан кейін тісті орналастыруға арналған CAD / CAM хирургиялық нұсқаулығы жасалады. Шырышты қолдайтын хирургиялық сынық имплантаттардың науқасқа дәл орналасуын қамтамасыз етеді. Осы қадамға параллель жаңа имплантат протезі салынды.

Стоматолог-техник, алдыңғы сканерлеу нәтижесінде алынған мәліметтерді қолдана отырып, имплантат орналастырылғаннан кейінгі жағдайды бейнелейтін модель жасайды. Протездік қосылыстар, тіректер қазірдің өзінде дайын. Ұзындығы мен көлбеуін таңдауға болады. Тіректер протездік жағдайды ескере отырып, модельге бір қалыпта қосылады. Тіректердің нақты орналасуы тіркелген. Стоматолог-техник қазір протез жасай алады.

Хирургиялық сынықтың жарамдылығы клиникалық тұрғыдан дәлелденген. Осыдан кейін, сынық үш нүктелі тіреуіш түйреуіш жүйесінің көмегімен бекітіледі. Бекіту алдында химиялық дезинфекциялаушы құралмен суару ұсынылады. Штырлар вестибулярдан бастап жақтың ауыз жағына қарай анықталған қабықшалар арқылы қозғалады. Байланыстар анатомиясын қарастыру керек, қажет болған жағдайда декомпенсацияны минималды хирургиялық араласу арқылы жүзеге асыруға болады. Үлгінің сәйкес келуі өте маңызды және оны емдеудің барлық кезеңінде сақтау керек. Шырышты серпімділікке қарамастан, сүйекті бекіту арқылы дұрыс және тұрақты тіркеуге қол жеткізіледі.Жаққа қол жеткізу енді тек хирургиялық шаблонға салынған жеңдер арқылы жүзеге асырылады. Жеңдер арқылы арнайы борларды қолдану арқылы шырышты қабат жойылады. Әрбір пайдаланылған қалыпта шаблонда жеңдермен үйлесетін жең бар, бұл соңғы күйге жетуді қамтамасыз етеді, бірақ альвеолярлық жотада одан әрі алға жылжу болмайды. Әрі қарайғы процедура дәстүрлі имплант салуға өте ұқсас. Пилоттық тесік бұрғыланады, содан кейін кеңейтіледі. Спинт көмегімен имплантаттар ақыр соңында орналастырылады. Осыдан кейін сынықты жоюға болады.

Тіркеу үлгісінің көмегімен тіректерді импланттарға анықталған күйде бекітіп, қосуға болады. Кез-келген сәйкессіздікке жол бермеу үшін бір уақытта тіреуіштен кем болмауы керек. Бұл техниканың маңызды артықшылығы тіректердің қатар орналасуы болып табылады. Рентгенологиялық бақылау имплант пен абутенттің дұрыс орналасуы мен қосылуын тексеру үшін қажет.

Келесі қадамда тіреулер екінші конондарды білдіретін алтын конус қақпақтарымен жабылған. Қажет болған жағдайда алтын конустық қақпақтардың шырышты қабыққа өтуін резеңке бөгет сақиналарымен оқшаулауға болады.

Жаңа протез кәдімгі жалпы протезге сәйкес келеді, бірақ негізде қуыстар бар, осылайша екінші тәждерді қосуға болады. Протез терминал жағдайында бақыланады және қажет болған жағдайда түзетіледі. Қуыстар өзін-өзі емдейтін цементпен толтырылады және протез терминал жағдайына қойылады. Өзін-өзі емдеу процесі аяқталғаннан кейін алтын қақпақтар протез қуыстарында міндетті түрде цементтеледі және протезді енді ажыратуға болады. Шамадан тыс цемент алынып тасталуы мүмкін, ал екінші реттік крондардың айналасында жылтырату немесе толтыру сияқты кейбір түзетулер қажет болуы мүмкін.Жаңа протез телескоптық қос конустық крондардың көмегімен орнатылған. Соңғы күйде протез батырмалары тіреуішті ұстап тұру үшін тіректерді төмен түсіреді.

Сол отырыста пациент имплантаттар мен протезді алады. Аралық протездеу қажет емес. Операция көлемі минималды деңгейде сақталады. Шпагаттың арқасында жұмсақ тіндердің шағылысы қажет емес. Науқас қан кетуді, ісінуді және ыңғайсыздықты аз сезінеді. Көршілес құрылымдарды жарақаттау сияқты қиындықтардан да аулақ болуға болады.Жоспарлау кезеңінде 3D бейнелеуді қолдану арқылы хирург, стоматолог және тіс технигі арасындағы байланыс жоғары деңгейде қолдауға ие және кез-келген қиындықты оңай анықтауға және жоюға болады. Әрбір маман бүкіл емдеуді сүйемелдейді және өзара әрекеттесуге болады. Соңғы нәтиже қазірдің өзінде жоспарланғандықтан және барлық хирургиялық араласу бастапқы жоспарға сәйкес жүзеге асырылатындықтан, кез-келген ауытқу мүмкіндігі минималды деңгейде сақталады. Бастапқы жоспарлаудың тиімділігін ескере отырып, емдеудің барлық ұзақтығы басқа емдеу процедураларына қарағанда қысқа болады.

Компьютерлік ЛОР операциясы

ЛОР-дағы суреттермен басқарылатын хирургия және CAS әдетте оптикалық жүйке немесе фронтальды синусын ашу сияқты анатомиялық маңызды аймақтарды анықтауға немесе болдырмауға көмектесетін КТ немесе конус сәулесі КТ сияқты операция алдындағы кескін деректерін шарлаудан тұрады.[5] Құлақтың ортаңғы хирургиясында қолдану үшін жоғары дәлдіктегі әрекеттерге байланысты роботтандырылған хирургия қолданылды.[6]

Компьютерлік ортопедиялық хирургия (CAOS)

Робототехниканы қолдану ортопедияда кең таралған, әсіресе жалпы араласу сияқты жамбас ауыстыру[7] немесе педикула жұлынды біріктіру кезінде бұрандалы енгізу.[8] Бұл алдын-ала жоспарлауда және сынықтардағы ығыстырылған сүйек сынықтарының дұрыс анатомиялық жағдайын басқаруда пайдалы, бұл арқылы жақсы бекітіледі остеосинтез, әсіресе бұрыс сүйектер. Ертедегі CAOS жүйелеріне мыналар жатады HipNav, ОртоПилот, және Praxim. Жақында мини-оптикалық навигация құралдары шақырылды Intellijoint HIP жамбастың артропластикалық процедуралары үшін жасалған.[9]

Компьютерлік висцеральды хирургия

Компьютерлік хирургияның пайда болуымен жалпы хирургияда минималды инвазиялық тәсілдер бойынша үлкен жетістіктерге қол жеткізілді. Іш және гинекологиялық хирургиядағы лапароскопия - хирургиялық роботтарға колецистэктомия немесе тіпті гистерэктомия сияқты күнделікті операцияларды жасауға мүмкіндік беретін бенефициарлардың бірі. Кардиохирургияда бірлескен басқару жүйелері митральды қақпақшаны ауыстыруды немесе кіші торакотомиямен қарыншалық жүрісті өзгертуді орындай алады. Урологияда хирургиялық роботтар пиелопластика немесе нефрэктомия немесе простатикалық араласуларға арналған лапароскопиялық тәсілдерге ықпал етті.[10][11]

Компьютер көмегімен жүрекке жасалатын араласулар

Қолдануларға жүрекшелер фибрилляциясы және жүрек реинхронизациясы терапиясы жатады. Процедураны жоспарлау үшін операцияға дейінгі МРТ немесе КТ қолданылады. Операция алдындағы кескіндер, модельдер немесе жоспарлау туралы ақпарат хирургиялық флюороскопиялық кескінге процедураларға басшылық жасау үшін тіркелуі мүмкін.

Компьютерлік радиохирургия

Радиохирургия сонымен қатар жетілдірілген роботтандырылған жүйелерді қосады. CyberKnife бұл роботты қолға орнатылған жеңіл сызықтық үдеткіші бар жүйе. Қаңқа құрылымдарын анықтамалық жүйе ретінде қолдана отырып, ісік процестеріне бағытталады (Стереотактикалық радиохирургия жүйесі). Процедура барысында нақты уақыттағы рентген сәулесі сәулеленуге дейін құрылғыны дәл орналастыру үшін қолданылады. Робот нақты уақыт режимінде ісіктің тыныс алу қозғалысын өтей алады.[12]

Артықшылықтары

CAS операциялық өрісті әлдеқайда жақсы көрнекілендіруден басталады, осылайша операция алдындағы диагностиканы және хирургиялық жоспарлауды хирургиялық жоспарлауды операцияға дейін қолдану арқылы дәлірек анықтауға мүмкіндік береді виртуалды орта. Осылайша, хирург хирургиялық қиындықтар мен тәуекелдердің көпшілігін оңай бағалайды және хирургиялық тәсілді оңтайландыру және хирургиялық аурушаңдықты төмендету туралы нақты түсінік алады. Операция кезінде компьютерлік басшылық хирургиялық қимылдардың геометриялық дәлдігін жақсартады, сонымен қатар хирург актілерінің артықтығын азайтады. Бұл айтарлықтай жақсарады эргономия операциялық залда хирургиялық қателіктер қаупін азайтады және жұмыс уақытын қысқартады.

Кемшіліктері

Компьютерлік хирургияның бірнеше кемшіліктері бар. Көптеген жүйелердің құны миллиондаған долларға жетеді, бұл оларды тіпті үлкен ауруханалар үшін үлкен инвестиция ретінде жасайды. Кейбіреулер технологияның жақсаруы, мысалы, реактивті кері байланыс, процессордың жылдамдығын арттыру және күрделі және қабілетті бағдарламалық жасақтама осы жүйелердің құнын арттырады деп санайды.[13] Тағы бір кемшілігі - жүйелердің өлшемі. Бұл жүйелерде салыстырмалы түрде үлкен іздер бар. Бұл қазірдің өзінде адам көп жиналатын бөлмелердегі маңызды кемшілік. Хирургиялық топқа да, роботқа да операция бөлмесіне ену қиын болуы мүмкін.[13]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Мишковский Р.А., Зинсер МДж, Риттер Л, Нойгебауэр Дж, Кив Е, Зоэллер Дж. (2007б) конустық-сәулелік құрылғы арқылы алынған 3D кескінге негізделген жақ-бет аймағындағы операция ішіндегі навигация. Int J Oral Maxillofac Surg 36: 687-694
  2. ^ Бэйл RJ, Мелцер А және басқалар: Интервенциялық процедураларға арналған робототехника. Еуропаның жүрек-қан тамырлары және интервенциялық радиологиялық қоғамы, 2006 ж
  3. ^ Малхэм, Григорий М; Уэллс-Куинн, Томас (2019). «Менің ауруханам бұдан әрі не сатып алуы керек? - омыртқа хирургиясы үшін бейнелеу, навигация және робототехниканы алу және қолдану бойынша нұсқаулық». J Омыртқа хирургиясы. 5 (1): 155–165. дои:10.21037 / jss.2019.02.04. PMC  6465454. PMID  31032450.
  4. ^ Marmulla R, Niederdellmann H: Компьютер көмегімен сүйек сегментінің навигациясы. J Cranio-Maxillofac Surg 26: 347-359, 1998
  5. ^ Хирургиялық эндоназальды ісік резекциясы
  6. ^ Berlinger NT:Робототехника - тығыз жерлерге қысу. New England Journal of Medicine журналы 354: 2099-2101, 2006
  7. ^ Хаакер Р.Г., Стокгейм М, Камп М, Профф Г, Брайтенфелдер Дж, Оттерсбах А: Компьютерлік навигация жалпы тізе артропластикасында компоненттерді орналастырудың дәлдігін арттырады. Клиника Orthop Relat Res 433: 152-9, 2005
  8. ^ Манбачи А, Кобболд Р.С., Гинсберг Х.Ж: «Педикуланы бұрандалы енгізу: техникасы және жаттығуы». Омыртқа J. 2014 қаңтар; 14 (1): 165-79.
  9. ^ Папроский В.Г., Муир Дж.М. Intellijoint HIP®: жамбастың жалпы артропластикасы кезінде хирургиялық дәлдікті жақсартуға арналған 3D мини-оптикалық навигация құралы. Med құрылғылар (Auckl). 2016 18 қараша; 9: 401-408.
  10. ^ Мюнтенер М, Урсу Д, Патрисиу А, Петрисор Д, Стойанович Д: Робототикалық простата операциясы. Сарапшы Rev Med құрылғылар 3 (5): 575-84
  11. ^ Гильонно, Бертран: Урологиядағы қандай робототехника? Ағымдағы көзқарас. Еуропалық урология. 43: 103-105 2003
  12. ^ Швейкард, А., Шиоми, Х., & Адлер, Дж. (2004). Радиохирургиядағы тыныс алуды қадағалау. Медициналық физика, 31 (10), 2738-2741.
  13. ^ а б Ланфранко, Энтони. «Робототехника: қазіргі перспектива».
  14. ^ «ASL: интраоперациялық мидың ауысуын модельдеу».

Сыртқы сілтемелер

Қатысты медиа Компьютерлік хирургия Wikimedia Commons сайтында