Устройство для стереотаксической безрамной навигации при выполнении эндоскопических операций

Полезная модель относится к области медицины, в частности, к нейрохирургии. Данное техническое решение предназначено для интраоперационной идентификации анатомических структур и патологических образований при хирургическом лечении различных заболеваний головного мозга, проводимом с использованием эндоскопического оборудования и инструментария.
В настоящее время в нейрохирургических клиниках значительно возросло количество хирургических вмешательств на головном мозге, проводимых с использованием эндоскопической техники. В некоторых случаях внутричерепные патологические изменения кардинально изменяют анатомию мозга, в связи с чем ключевые интраоперационные анатомические ориентиры смещаются или выпадают из поля зрения хирурга. Таким образом, вследствие интраоперационной дезориентации и трудностей дифференцировки внутримозговых структур профиль безопасности данных оперативных вмешательств резко снижается ввиду возможного повреждения функционально значимых сосудистых и невральных структур, что может повлечь за собой интраоперационные осложнения в виде кровотечения с возможной необходимостью конверсии оперативного вмешательства в микрохирургическое с целью остановки кровотечения, а также возникновение послеоперационных неврологических и соматических нарушений [Avoidance and management of perioperative complications of endoscopic third ventriculostomy: the Dhaka experience; Kawsar K.A., Haque M.R., Chowdhury F.H., J Neurosurg. 2015 Dec;123(6):1414-9].
Учитывая вышесказанное, остаётся актуальным вопрос разработки нового инструментария или усовершенствования уже имеющихся на рынке изделий для интраоперационной навигации, используемых в качестве вспомогательных при видеоэндоскопических хирургических вмешательствах и служащих для верификации внутримозговых структур благодаря синхронизации с данными предоперационных КТ- и МРТ-исследований конкретного пациента.
Применение известных на сегодняшний день устройств для стереотаксической безрамной навигации при выполнении эндоскопических вмешательств, выполненных в виде стержней с шаровидным утолщением на дистальном конце и расположенной со стороны их проксимальных концов ручкой, позволяет обеспечить безопасность пациента и уверенность хирурга в траектории движения инструмента и локализации объекта вмешательства, минимизируя объём поисковых манипуляций, благодаря синхронизации положения эндоскопа с изображениями на экране навигационной системы и, соответственно, значительно снизив риск повреждения мозговых структур и инвазивность хирургического лечения, повысив при этом точность проводимых манипуляций [Removal of a low-velocity projectile from the base of the sphenoid sinus using navigation-guided endoscopy; Verhaeghe W, Schepers S, Sun Y, Orye J, Vrielinck L, Lakiere E, De Temmerman G, Politis C.J. Craniofac Surg. 2012 Mar; 23(2): 472-6; Intra-parenchymal tumor biopsy using neuroendoscopy with navigation; Akai T, Shiraga S, Sasagawa Y, Okamoto K, Tachibana O, Lizuka H.; Minim Invasive Neurosurg. 2008 Apr;51(2):83-6; Basic principles and clinical applications of neuronavigation and intraoperative computed tomography; Grunert P, Müller-Forell W, Darabi K, Reisch R, Busert C, Hopf N, Perneczky A.; Comput Aided Surg. 1998;3(4):166-73.].
Однако конструктивные особенности данных устройств направлены на обеспечение их использования только с определенной нейронавигационной системой конкретной фирмы.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является нейронавигационный зонд, входящий в состав нейронавигационной эндоскопической системы, описанной в патенте RU на изобретение №2290055. Нейронавигационный зонд состоит из навигационной насадки, конструктивно представляющей собой единое целое с рабочей частью зонда посредством обеспечения их неподвижного соединения. На рабочей части навигационного зонда посредством винта зафиксирована олива из твердого материала, устойчивого к агрессивным средам. Наружный диаметр последней соответствует внутреннему диаметру троакара. Длина оливы выполнена таким образом, чтобы обеспечить выступ закругленной передней части  за пределы торца троакара на 5-8 мм.
Наличие отдельно прикрепляемых насадок повышает риск наличия погрешностей и требует перенастройки программного обеспечения нейронавигационной системы для увеличения в нем длины инструмента при присоединении дополнительных удлиняющих рабочую часть нейронавигационного зонда элементов.
Задачей заявляемой полезной модели является разработка универсального для любых нейронавигационных систем устройства для стереотаксической безрамной навигации при выполнении эндоскопических операций, позволяющего повысить точность индикации цели на экране монитора  с меньшей погрешностью.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что в устройстве для стереотаксической безрамной навигации при выполнении эндоскопических операций в виде стержня с шаровидным утолщением на дистальном конце и расположенной со стороны его проксимального конца ручкой, шаровидное утолщение с диаметром 1,8-2,0 мм выполнено заедино со стержнем, исключая возможность разъединения, а на боковой поверхности ручки в центральной её части имеются продольные прорези для крепления фиксатора трекера навигационной системы с образованием поперечного сечения ручки в данной зоне в виде квадрата с закругленными углами, при этом длина стержня с шаровидным утолщением выполнена с возможностью выхода его дистального конца за пределы торцевой рабочей части тубуса нейроэндоскопа на 10-30 мм.
Технический результат заявляемой полезной модели.
Такой технический прием как выполнение в центральной части ручки продольных прорезей с образованием поперечного сечения ручки в данной зоне в виде квадрата с закругленными углами позволяет создать универсальную платформу для возможности присоединения к рукоятке устройства фиксатора трекера любой модели современных нейронавигационных систем. Выполнение шаровидного утолщения на дистальном конце стержня заедино с ним позволяет сделать длину инструмента фиксированной, тем самым, исключая возможность  возникновения погрешностей от необходимости программного увеличения длины инструмента, например, при присоединении дополнительных удлиняющих рабочую часть насадок, и, соответственно, повысив точность проводимой нейронавигации. Таким образом, это позволяет не зависеть от программного обеспечения представленных современными производителями нейронавигационных систем, необходимого для программирования длины инструмента, что делает устройство универсальным при использовании.
Выполнение шаровидного утолщения на дистальном конце устройства с диаметром не более 2 мм позволяет одновременно ввести в тубус как заявляемое устройство, так и нейроэндоскоп, что повышает точность индикации цели на экране монитора с меньшей погрешностью. Кроме того, малый диаметр дистального конца устройства позволяет обозревать его через нейроэндоскоп и повышает возможность перемещения его в операционном поле, а отсутствие отдельно прикрепляемых тем или иным способом частей снижает погрешность в связи с фиксированной длиной инструмента, и увеличивает поле обзора, так как шаровидное утолщение, в отличие от разного рода насадок, не загораживает хирургу дистальную часть устройства проксимальными выступающими частями отдельно прикрепляемой насадки. Геометрические размеры и форма сечения прорезей в центральной части ручки устройства универсальны для любой конфигурации фиксатора трекера различных фирм. Конструктивные особенности выполнения прорезей позволяют жестко закреплять фиксатор трекера, что исключает риск смещения рамки с отражателями или источниками ЭМИ по отношению к предлагаемому устройству.
Заявляемая полезная модель поясняется с помощью Фиг. 1-2, на которых изображено: на Фиг. 1 – эскиз устройства для стереотаксической безрамной навигации при выполнении эндоскопических операций; на Фиг. 2 – поперечное сечение ручки в центральной зоне с прорезями. На Фиг. 1-2 позициями 1-4 обозначены:
1 – стержень;
2 – шаровидное утолщение;
3 – ручка;
4 – продольные прорези.
Устройство для стереотаксической безрамной навигации при выполнении эндоскопических операций представляет собой стержень 1 с шаровидным утолщением 2 на дистальном конце и расположенной со стороны его проксимального конца ручкой 3. Шаровидное утолщение 2 с диаметром 1,8-2,0 мм выполнено заедино со стержнем 1, исключая возможность разъединения. На боковой поверхности ручки 3 в центральной её части имеются продольные прорези 4 для крепления фиксатора трекера навигационной системы с образованием поперечного сечения ручки 3 в данной зоне в виде квадрата с закругленными углами. Длина стержня 1 с шаровидным утолщением 2 выполнена с возможностью выхода его дистального конца за пределы торцевой рабочей части тубуса нейроэндоскопа на 10-30 мм.
Устройство для стереотаксической безрамной навигации при выполнении эндоскопических операций используют следующим образом.
Локализацию положения дистального конца устройства с шаровидным утолщением осуществляют с помощью оптического сопряжения с нейронавигационной системой. После проведения через тубус эндоскопа положение устройства определяют путём сопоставления видеоэндоскопической картины и данных предоперационного планирования, представленных на экранах эндоскопической стойки и станции навигации. Положение цели отражается на экране монитора индикаторной точкой.
Пример.
Заявляемое изделие изготовлено в виде ряда опытных образцов, стержень которых имеет цилиндрическую и коническую форму. Максимальный диаметр сечения стержня не превысил 2,5 мм, что позволило  вводить его в инструментальный канал нейроэндоскопа, а минимальный диаметр – менее 1 мм в целях обеспечения необходимой жесткости зонда.
В варианте цилиндрического исполнения стержня с круглым сечением диаметр стержня составил 1,5 мм с допустимой погрешностью 0,1 мм, что соответствовало диаметру инструментального канала большинства моделей эндоскопов и требованиям к жесткости. Длина стержня соответствовала длине инструментального канала нейроэндоскопов с учетом того, что конец зонда должен выходить из торца рабочей части канала не менее, чем на 10 мм. Оптимальный диапазон длины стержней в этом случае составил от 230 (для эндоскопов типа GAAB) до 280 мм (для эндоскопов типа LOTTA). На рабочем конце стержни имели шаровидное утолщение диаметром 2,0 мм. Ручка у разных устройств имела произвольную форму и сечение. На эскизе (Фиг. 1) приведен вариант исполнения ручки длиной 50 мм с круглым сечением. Ручки устройств имели прорези для крепления фиксатора трекера любой из существующих навигационных систем. Вид ручки в разрезе по плоскости А представлен на Фиг. 2 эскиза. Данное сечение представляет собой квадрат со стороной 10 мм с радиусом закругления углов, равным радиусу ручки (6 мм). Длина прорези в проекции (Фиг. 1) была равна 10 мм. Устройство было апробировано в ходе симуляционной операции на фантоме.