ФАНТОМ ГОЛОВЫ ЧЕЛОВЕКА ДЛЯ СИМУЛЯЦИИ ОПЕРАЦИОННОГО ПОЛЯ И ХОДА ОПЕРАЦИИ В НЕЙРОХИРУРГИИ

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована для достижения максимальной точности нейронавигационных систем в нейрохирургии.
Известен фантом головы человека, включающий основу с имитирующим кожный покров головы покрытием (SU 974396 А, 15.11.1982). Данное устройство используется в качестве учебного пособия при обучении стоматологов и не может быть использовано для определения точности нейронавигационных систем из-за отсутствия необходимых меток на ее поверхности и внутричерепных мишеней.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является фантом головы человека для симуляции операционного поля при определении точности нейронавигационных систем, в котором после извлечения свода из стандартного пластикового черепа установлены в передней, средней и задней черепных ямках для использования их в качестве мишеней расположенные тремя кубическими стержнями из органического стекла различной высоты, шарик из органического стекла в области турецкого седла фантома черепа и 12 маркеров с обеих сторон черепа (Abbasi H., Hariri S., Martin D., Kim D., Adler J., Steinberg G., Shahidi R. A comparative statistical error analysis of neuronavigation systems in a clinical setting // Stud. Health. Technol. Innform. - 2001. - Vol.81. - P. 7 - 11.)
Недостатком известного устройства является то, что отсутствие покрытия, имитирующего мягкие покровные ткани головы не позволяет учесть естественные особенности головы человека и не позволяет использовать анатомические ориентиры.
Задачей заявленной полезной модели является повышение точности при использовании безрамных нейронавигационных систем и уменьшении времени подготовки больного к операции за счет выбора оптимального количества регистрационных точек, их типа и локализации, позволяющие уменьшить зоны повреждения мозгового вещества во время операции и сократить время операции.
Технический результат - уменьшение ошибки при использовании нейронавигационных систем и обеспечение максимальной точности при нейрохирургических операциях.
Это достигается тем, что фантом головы человека для симуляции операционного поля и хода операции в нейрохирургии выполнен в виде основы с имитирующим мягкие ткани головы покрытием, причем на поверхности фантома закреплены рентгенконтрастные метки и сымитированы естественные анатомические ориентиры для использования их в качестве регистрационных точек, при этом в полости фантома закреплены мишени расположенные в передней, средней и задней черепных ямках и в области турецкого седла.
Кроме того, основа выполнена в виде пластикового черепа, а иммитирующее кожный покров и мышцы головы покрытие выполнено из закрепленного на поверхности основы поролона толщиной 3-5 мм, покрытого силиконом. При этом мишени в передней, средней и задней черепных ямках выполнены в виде прямоугольных фигур из пластика размером 2,0×2,0×2, см, а в области турецкого седла - в виде шарика из пластика диаметром 1,5 см. На верхней поверхности мишеней выполнены отверстия.
На чертежах показано изготовление фантома головы человека, согласно полезной модели.
На фиг.1 показан пластиковый череп с закрепленным на нем имитирующим мягкие ткани головы человека поролоном;
на фиг.2 - то же, с нанесенным имитирующим кожный покров головы силиконом;
на фиг.3 - показан фантом с мишенями в передней, средней и задней черепных ямках и в области турецкого седла с отверстиями на верхней поверхности, использующимися в качестве регистрационных точек;
на фиг.4 - показан фантом с регистрационными кожными метками.
Фантом головы человека выполнен в виде основы в виде пластикового черепа 1 с имитирующим мягкие ткани и кожный покров головы покрытием. Имитирующее мягкие ткани головы покрытие выполнено из закрепленного на поверхности черепа 1 поролона 2 толщиной 3-5 мм. Имитирующее кожный покров головы человека покрытие выполнено из силикона 3, нанесенного на поролон 2. На фантоме закреплены рентгенконтрастные кожные метки 4 для использования их в качестве регистрационных точек. Мишени 5 расположены в передней, средней и задней черепных ямках и в области турецкого седла. На верхней поверхности мишеней 5 выполнены отверстия 6 глубиной 1 мм и диаметром 1 мм. Мишени 5, расположенные в передней, средней и задней черепных ямках выполнены в виде прямоугольных фигур из пластика размером 2,0×2,0×2, см, а в области турецкого седла - в виде шарика из пластика диаметром 1,5 см.
Фантом головы человека используют следующим образом.
Изготавливают фантом путем закрепления на основе (пластиковом черепе 1) имитирующего мягкие ткани и кожный покров головы покрытие из поролона 2, толщиной 3-5 см, покрытого силиконом 2. Закрепляют в полости черепа 1 фантома в передней, средней и задней черепных ямках и в области турецкого седла мишени 5. Закрепляют на имитирующем кожный покров головы покрытии рентгенконтрастные кожные метки 4 для использования их в качестве регистрационных точек. Выбирают в качестве анатомических ориентиров медиальные и латеральные углы глаз, козелки, завитки и противозавитки ушных раковин, переносицу, кончик носа.
Производят жесткую фиксацию фантома в скобе Мейфилда и проводят его регистрацию в нейронавигационной системе, например, используя нейронавигационную станцию производства фирмы Stryker (США). Для навигации используют данные компьютерного томографа в спиральном режиме с углом Гентри 0. Полученные сканы переносят в нейронавигационную систему. Регистрацию проводят в трех положениях фантома - «на правом боку», «на левом боку», «на животе». Во всех положениях фантома регистрацию проводят по кожным меткам 4, анатомическим ориентирам и комбинации кожных меток 4 и анатомических ориентиров поочередно. Нейронавигационная система определяет расстояние от видимого ею в пространстве кончика пойнтера до цели на КТ (компьютерная томография) снимках фантома, загруженных в нейронавигационную станцию, в то время как реальный пойнтер устанавливают в полости черепа фантома на реальную цель (отверстие 6 в мишени 5). Полученное расстояние составляет ошибку. За счет использования фантома, наиболее приближенного к естественному анатомическому строению головы человека (наличием имитирующего кожный покров и мягкие ткани (мышцы головы), удается определить оптимальное количество регистрационных точек и их тип, что позволяет сократить предоперационную подготовку, время операции, и достичь максимальной точности нейронавигационной системы. Таким образом, использование заявленной полезной модели позволит значительно снизить ошибку навигационных систем, т.е. обеспечить максимальную точность во время нейрохирургических операций.