Postęp w stosowaniu egzoskopów w zabiegach neurochirurgicznych

 

Zastosowaniemikroskopy chirurgicznei neuroendoskopy znacznie zwiększyły skuteczność zabiegów neurochirurgicznych. Niemniej jednak, ze względu na pewne wrodzone cechy samego sprzętu, nadal mają one pewne ograniczenia w zastosowaniach klinicznych. W świetle niedociągnięćmikroskopy operacyjnei neuroendoskopów, w połączeniu z postępem w dziedzinie obrazowania cyfrowego, łączności sieciowej Wi-Fi, technologii ekranów i technologii optycznej, system egzoskopów stał się pomostem między mikroskopami chirurgicznymi a neuroendoskopami. Egzoskop charakteryzuje się lepszą jakością obrazu i polem widzenia, lepszą ergonomią pracy, skutecznością nauczania, a także efektywniejszym zaangażowaniem zespołu chirurgicznego, a jego skuteczność w zastosowaniu jest porównywalna z mikroskopami przewodowymi. Obecnie w literaturze naukowej donosi się głównie o różnicach między egzoskopami a mikroskopami chirurgicznymi w aspektach technicznych, takich jak głębia ostrości, pole widzenia, ogniskowa i operacja, brakuje natomiast podsumowania i analizy konkretnych zastosowań i wyników chirurgicznych egzoskopów w neurochirurgii. Dlatego podsumowujemy zastosowanie egzoskopów w neurochirurgii w ostatnich latach, analizujemy ich zalety i ograniczenia w praktyce klinicznej oraz przedstawiamy odniesienia do wykorzystania klinicznego.

Historia i rozwój egzoskopów

Mikroskopy chirurgiczne charakteryzują się doskonałym głębokim oświetleniem, polem widzenia o wysokiej rozdzielczości i efektami obrazowania stereoskopowego, co pozwala chirurgom na dokładniejszą obserwację głębokiej struktury tkanki nerwowej i naczyniowej pola operacyjnego oraz poprawę dokładności operacji mikroskopowych. Jednak głębokość pola widzeniamikroskop chirurgicznyjest płytki, a pole widzenia jest wąskie, szczególnie przy dużym powiększeniu. Chirurg musi wielokrotnie ustawiać ostrość i regulować kąt obszaru docelowego, co ma znaczący wpływ na rytm operacji; Z drugiej strony, chirurg musi obserwować i operować przez okular mikroskopu, co wymaga od niego utrzymywania stałej pozycji przez długi czas, co może łatwo prowadzić do zmęczenia. W ciągu ostatnich kilku dekad chirurgia małoinwazyjna szybko się rozwinęła, a systemy neuroendoskopowe są szeroko stosowane w neurochirurgii ze względu na wysoką jakość obrazów, lepsze wyniki kliniczne i większe zadowolenie pacjentów. Jednak ze względu na wąski kanał dostępu endoskopowego i obecność ważnych struktur naczyniowo-nerwowych w pobliżu kanału, w połączeniu z cechami chirurgii czaszki, takimi jak brak możliwości poszerzenia lub zmniejszenia jamy czaszki, neuroendoskopia jest stosowana głównie w chirurgii podstawy czaszki i chirurgii komór poprzez dostęp nosowy i ustny.

Biorąc pod uwagę wady mikroskopów chirurgicznych i neuroendoskopów, w połączeniu z postępem w obrazowaniu cyfrowym, łączności sieciowej WiFi, technologii ekranów i technologii optycznej, system zwierciadeł zewnętrznych stał się pomostem między mikroskopami chirurgicznymi a neuroendoskopami. Podobnie jak w neuroendoskopii, system zwierciadeł zewnętrznych zazwyczaj składa się ze zwierciadła dalekowzroczności, źródła światła, kamery wysokiej rozdzielczości, ekranu wyświetlacza i uchwytu. Główną konstrukcją odróżniającą zwierciadła zewnętrzne od neuroendoskopii jest zwierciadło dalekowzroczności o średnicy około 10 mm i długości około 140 mm. Jego soczewka jest ustawiona pod kątem 0° lub 90° do długiej osi korpusu zwierciadła, z zakresem ogniskowych 250–750 mm i głębią ostrości 35–100 mm. Długa ogniskowa i duża głębia ostrości to kluczowe zalety systemów zwierciadeł zewnętrznych w porównaniu z neuroendoskopią.

Rozwój technologii oprogramowania i sprzętu przyczynił się do rozwoju luster zewnętrznych, a zwłaszcza pojawienia się luster zewnętrznych 3D, a także najnowszych luster zewnętrznych 3D 4K o ultrawysokiej rozdzielczości. System luster zewnętrznych jest stale aktualizowany każdego roku. Oprogramowanie systemu luster zewnętrznych umożliwia wizualizację pola operacyjnego poprzez integrację przedoperacyjnego obrazowania tensora dyfuzji rezonansu magnetycznego, nawigacji śródoperacyjnej i innych informacji, pomagając w ten sposób lekarzom przeprowadzać precyzyjne i bezpieczne operacje. Sprzętowo, lustro zewnętrzne może integrować filtry kwasu 5-aminolewulinowego i indocyjaninowego do angiografii, ramię pneumatyczne, regulowany uchwyt operacyjny, wyjście wieloekranowe, dłuższą odległość ogniskowania i większe powiększenie, co pozwala uzyskać lepsze efekty wizualne i komfort pracy.

Porównanie egzoskopu i mikroskopu chirurgicznego

System luster zewnętrznych łączy zewnętrzne cechy neuroendoskopii z jakością obrazu mikroskopów chirurgicznych, uzupełniając wzajemnie swoje mocne i słabe strony oraz wypełniając lukę między mikroskopami chirurgicznymi a neuroendoskopią. Lustra zewnętrzne charakteryzują się dużą głębią ostrości i szerokim polem widzenia (średnica pola chirurgicznego 50–150 mm, głębia ostrości 35–100 mm), zapewniając niezwykle dogodne warunki do głębokich operacji chirurgicznych przy dużym powiększeniu; Z drugiej strony, ogniskowa lustra zewnętrznego może osiągnąć 250–750 mm, zapewniając dłuższą odległość roboczą i ułatwiając operacje chirurgiczne [7]. Jeśli chodzi o wizualizację luster zewnętrznych, Ricciardi i in. stwierdzili poprzez porównanie luster zewnętrznych i mikroskopów chirurgicznych, że lustra zewnętrzne mają porównywalną jakość obrazu, moc optyczną i efekty powiększenia do mikroskopów. Lustro zewnętrzne może również szybko przełączać się z perspektywy mikroskopowej na makroskopową, ale gdy kanał chirurgiczny jest „wąski u góry i szeroki u dołu” lub zasłonięty przez inne struktury tkankowe, pole widzenia pod mikroskopem jest zazwyczaj ograniczone. Zaletą systemu luster zewnętrznych jest możliwość wykonywania operacji w bardziej ergonomicznej pozycji, co skraca czas obserwacji pola operacyjnego przez okular mikroskopu, a tym samym zmniejsza zmęczenie lekarza. System luster zewnętrznych zapewnia wszystkim uczestnikom operacji tę samą jakość obrazów chirurgicznych 3D. Mikroskop pozwala na obsługę przez okular nawet dwóm osobom, a lustro zewnętrzne może udostępniać ten sam obraz w czasie rzeczywistym, umożliwiając wielu chirurgom jednoczesne wykonywanie operacji i poprawiając efektywność chirurgii poprzez udostępnianie informacji całemu personelowi. Jednocześnie system luster zewnętrznych nie zakłóca wzajemnej komunikacji zespołu chirurgicznego, umożliwiając całemu personelowi chirurgicznemu udział w procesie chirurgicznym.

egzoskop w chirurgii neurochirurgicznej

Gonen i wsp. opisali 56 przypadków endoskopowej operacji glejaka, z których tylko w 1 przypadku wystąpiły powikłania (krwawienie w polu operacyjnym) w okresie okołooperacyjnym, przy wskaźniku zapadalności wynoszącym zaledwie 1,8%. Rotermund i wsp. opisali 239 przypadków przeznosowej przezklinowej operacji gruczolaków przysadki, a operacja endoskopowa nie spowodowała poważnych powikłań; Tymczasem nie było istotnej różnicy w czasie operacji, powikłaniach lub zakresie resekcji między operacją endoskopową a mikroskopową. Chen i wsp. opisali 81 przypadków usunięcia guzów chirurgicznie z dostępu przez zatokę retroesiczą. Pod względem czasu operacji, stopnia resekcji guza, pooperacyjnej funkcji neurologicznej, słuchu itp., chirurgia endoskopowa była podobna do chirurgii mikroskopowej. Porównując zalety i wady dwóch technik chirurgicznych, lustro zewnętrzne jest podobne lub lepsze od mikroskopu pod względem jakości obrazu wideo, pola widzenia, obsługi, ergonomii i udziału zespołu chirurgicznego, podczas gdy postrzeganie głębi oceniane jest jako podobne lub gorsze od mikroskopu.

egzoskop w nauczaniu neurochirurgii

Jedną z głównych zalet luster zewnętrznych jest to, że pozwalają całemu personelowi chirurgicznemu na dzielenie się obrazami chirurgicznymi 3D o tej samej jakości, co pozwala całemu personelowi chirurgicznemu na większy udział w procesie chirurgicznym, komunikację i przekazywanie informacji chirurgicznych, ułatwia nauczanie i kierowanie operacjami chirurgicznymi, zwiększa uczestnictwo w nauczaniu i poprawia efektywność nauczania. Badania wykazały, że w porównaniu z mikroskopami chirurgicznymi, krzywa uczenia się luster zewnętrznych jest stosunkowo krótsza. Podczas szkoleń laboratoryjnych z zakresu szycia, gdy studenci i lekarze rezydenci są szkoleni zarówno z endoskopu, jak i mikroskopu, większość studentów uważa, że ​​łatwiej jest im obsługiwać endoskop. Podczas nauczania chirurgii wad rozwojowych czaszki i szyi wszyscy studenci obserwowali trójwymiarowe struktury anatomiczne przez okulary 3D, co pogłębiało ich zrozumienie anatomii wad rozwojowych czaszki i szyi, zwiększało ich entuzjazm do operacji chirurgicznych i skracało czas szkolenia.

Perspektywy

Chociaż system luster zewnętrznych poczynił znaczne postępy w zastosowaniu w porównaniu z mikroskopami i neuroendoskopami, ma on również swoje ograniczenia. Największą wadą wczesnych luster zewnętrznych 2D był brak widzenia stereoskopowego w powiększaniu głębokich struktur, co wpływało na operacje chirurgiczne i ocenę sytuacji przez chirurgów. Nowe, trójwymiarowe lustro zewnętrzne rozwiązało problem braku widzenia stereoskopowego, ale w rzadkich przypadkach długotrwałe noszenie okularów polaryzacyjnych może powodować u chirurga dyskomfort, taki jak ból głowy i nudności, co jest przedmiotem udoskonaleń technicznych w kolejnym etapie. Ponadto, w endoskopowej chirurgii czaszki, czasami konieczne jest przejście na mikroskop w trakcie operacji, ponieważ niektóre guzy wymagają resekcji wzrokowej pod kontrolą fluorescencji lub głębokość oświetlenia pola operacyjnego jest niewystarczająca. Ponadto, w endoskopowej chirurgii czaszki, czasami konieczne jest przejście na mikroskop w trakcie operacji, ponieważ niektóre guzy wymagają resekcji wzrokowej pod kontrolą fluorescencji lub głębokość oświetlenia pola operacyjnego jest niewystarczająca. Ze względu na wysoki koszt sprzętu ze specjalnymi filtrami, endoskopy fluorescencyjne nie są jeszcze powszechnie stosowane w resekcji guzów. Podczas operacji asystent stoi naprzeciwko chirurga naczelnego i czasami widzi obracający się obraz na wyświetlaczu. Korzystając z dwóch lub więcej wyświetlaczy 3D, informacje z obrazu chirurgicznego są przetwarzane przez oprogramowanie i wyświetlane na ekranie asystenta w formie odwróconej o 180°, co skutecznie rozwiązuje problem obracania obrazu i umożliwia asystentowi wygodniejsze uczestnictwo w procesie chirurgicznym.

Podsumowując, coraz powszechniejsze wykorzystanie systemów endoskopowych w neurochirurgii oznacza początek nowej ery wizualizacji śródoperacyjnej. W porównaniu z mikroskopami chirurgicznymi, lustra zewnętrzne oferują lepszą jakość obrazu i pole widzenia, lepszą ergonomię pracy podczas operacji, lepszą skuteczność nauczania oraz sprawniejszy udział zespołu chirurgicznego, zapewniając podobne rezultaty chirurgiczne. Dlatego w przypadku większości typowych operacji czaszki i kręgosłupa endoskop stanowi nowe, bezpieczne i skuteczne rozwiązanie. Dzięki postępowi technologicznemu coraz więcej narzędzi do wizualizacji śródoperacyjnej może wspomagać operacje chirurgiczne, zmniejszając ryzyko powikłań i poprawiając rokowanie.