Навигационная станция StealthStation S7

Навигационная станция StealthStation S7 — седьмое поколение навигационных станций компании Medtronic, обладающая множеством полезных возможностей для хирургии головного мозга и позвоночника, ЛОР-хирургии, травматологии и ортопедии.

StealthStation S7 позволяет компьютерной программе создать карту координат между всеми точками на снимках и соответствующими точками организма пациента. После создания этой карты каждый раз, когда оператор касается какой-либо анатомической точки специальным навигируемым инструментом или зондом-указкой, компьютер при помощи этой карты находит соответствующую точку на изображениях.

Категория: Метки: , ,

Описание

Система StealthStation® S7®представляет собой аппаратную платформу, которая позволяет проводить хирургическую навигацию в реальном времени при использовании рентгеновских изображений. Программное обеспечение системы преобразует КТ (компьютерно-томографические) или МР (магнитно-резонансные) изображения, полученные до операции, или рентгеновские снимки, получаемые во время операции, и выводит их на экран в разных проекциях (осевой, сагиттальной, корональной, наклонной). Благодаря этому хирург может до операции создавать, сохранять и моделировать план вмешательства по одной или нескольким траекториям. Для большей наглядности хирург может также создать и использовать одну или несколько трехмерных анатомических моделей. Во время операции система отслеживает движение специальных хирургических инструментов, находящихся поверх или внутри анатомических участков, и постоянно обновляет положение этих инструментов на экране. При необходимости программа также отображает соотношение между реальным положением/движением инструментов и предоперационным планом, направляя действия хирурга согласно заранее намеченной траектории. Главную роль играют решения хирурга, однако информация о положении инструмента, получаемая в реальном времени с помощью системы StealthStation® S7®, может служить для проверки правильности этих решений, становясь вспомогательным средством ориентации.

Назначение

Система хирургической навигации компании Medtronic и ее прикладные программы помогают точно определять расположение анатомических структур при открытых и чрескожных хирургических вмешательствах. Использование системы показано при лечении любых заболеваний, для которых показано применение стереотаксической хирургии, и в тех случаях, когда ориентир, представленный жесткой анатомической структурой (такой как череп, трубчатая

кость, позвонок), можно сопоставить с моделью на основании КТ- или МРТ-данных, рентгеновскими изображениями или оцифрованными анатомическими маркерами.

Описание работы системы

Хирургическая навигационная система StealthStation® S7® позволяет компьютерной программе создать карту координат между всеми точками на снимках и соответствующими точками организма пациента. После создания этой карты каждый раз, когда оператор касается какой-либо анатомической точки специальным навигируемым инструментом или зондом-указкой, компьютер при помощи этой карты находит соответствующую точку на изображениях. Такая операция распознавания называется навигацией или локализацией. Локализованная точка указывается на экране системы в различных плоскостях изображений пациента и на других видах визуального отображения анатомических структур. Система отслеживает инструменты или оптическим или электромагнитным способом. Некоторые системы могут иметь оба или только один метод отслеживания.

Динамическая привязка

Для сохранения точности система должна непрерывно отслеживать положение анатомического участка во время регистрации и навигации. Это необходимо, так как по случайным или естественным причинам может произойти смещение пациента или локализатора после регистрации пациента или получения изображений. Если положение анатомического участка при помощи референционной рамки не было отслежено, любое движение пациента или локализатора после регистрации или получения изображений приведет к неточной навигации.

Устройство, позволяющее проводить регистрацию с последующим отслеживанием анатомического участка, называется референционной рамкой пациента. Оптическая референционная рамка представляет собой набор оптических меток, установленных на металлическом каркасе. Референционная рамка AXIEM ™ представляет собой набор встроенных сенсорных катушек, размещенных в небольшом пластмассовом блоке. Референционные рамки жестко фиксируются относительно пациента. Поскольку контрольная рамка зафиксирована в жестком, неподвижном положении по отношению к анатомии, любое смещение анатомии или локализатора вызывает соответствующее смещение оптических меток в поле обзора камеры. Это позволяет локализатору обнаруживать малейшее смещение анатомического участка и оповещать о нем программу, которая обновляет регистрационную корреляцию и тем самым сохраняет точность навигации.

Без динамического ориентирования всякое смещение локализатора после регистрации сделало бы регистрацию недействительной ввиду изменения положения оптических меток в поле обзора камеры. Кроме того, динамическое ориентирование дает возможность в любой момент переместить локализатор.

Система оптической локализации

Дополнительная система определяет положение инструмента и пациента в операционной с помощью камеры, отслеживающей положение прикрепленных к ним оптических меток. Поле видимости камеры определяет границы оптического навигационного поля. Метки прикрепляются непосредственно к корпусу инструмента. Метки также прикрепляются к референционной рамке пациента, которая подключается к опорному механизму, устанавливаемому на анатомическом участке.

Существует два вида оптических меток. Некоторые компоненты имеют оптические метки типа LED, а другие — метки в виде стерильных сфер. LED (Light Emitting Diodes, т.е. светодиоды) генерируют и излучают инфракрасный свет. Стерильные сферы отражают инфракрасный свет, излучаемый камерой.

Камера (иногда называемая также локализатором) обнаруживает оптические метки, определяет их пространственное положение по принципу триангуляции и непрерывно сообщает эту информацию компьютеру. Система непрерывно пересчитывает относительное пространственное расположение референционной рамки пациента и инструмента в навигационном поле и сопоставляет эту информацию с данными регистрации пациента для определения положения инструмента на изображениях, получаемых во время операции.

Камера

В камере системы используются две линзы для геометрической триангуляции пространственных координат каждой оптической метки на инструменте и на референционной рамке. При использовании устройств с кабелем (например, активного регистрационного зонда) линзы камеры получают инфракрасные световые сигналы непосредственно от светодиодов, находящихся на этих устройствах. При использовании устройств пассивного типа (беспроводных) пассивные сферы, имеющиеся на каждом устройстве, отражают свет инфракрасных излучателей камеры назад в линзы камеры. Камера непрерывно сообщает системе положение каждого светодиода или пассивной сферы. Чтобы эффективно «видеть» светодиоды или пассивные шарики, камера должна быть наведена на эти устройства и помещена на правильном расстоянии от них.

Лазерная система позиционирования

Лазерная система наводки (расположенная между линзами камеры) помогает точнее наводить камеру, излучая слабый лазерный луч рядом с центром поля обзора камеры. Лазер включается кнопкой на рукоятке. Для включения лазера необходимо нажать кнопку, для выключения — отпустить.

Система электромагнитной локализации (AXIEM™)

В дополнительной системе AXIEM™ для одновременного отслеживания положения инструментов и анатомических структур используется электромагнитная (ЭМ) система локализации. Излучаетль AXIEM™ Emitter (называемый также локализатором) помещается вблизи хирургического поля, создавая вокруг нужного анатомического участка кубическое низкоэнергетическое магнитное поле, называемое навигационным. Поскольку каждая точка навигационного поля имеет собственную уникальную интенсивность, система может определять положение отслеживающего устройства, измеряя интенсивность поля в этой точке. Сенсорные катушки, встроенные в референционную рамку, прикрепленную к костной структуре, позволяют системе определить положение анатомического участка в этом электромагнитном поле. Подобным же образом сенсорные катушки, встроенные в зонд-указатель или в другой инструмент, позволяют системе определить положение и траекторию инструмента в этом поле.

Система непрерывно пересчитывает относительное пространственное расположение референционной рамки пациента и инструмента в навигационном поле и сопоставляет эту информацию с данными регистрации пациента для определения положения инструмента на изображениях, получаемых во время операции.

Модуль системы AXIEM™

Модуль AXIEM™ содержит компоненты системы электромагнитной локализации. Система AXIEM™ подключена непосредственно к стойке персонала. Стойка персонала состоит из компьютера, монитора и всех необходимых периферийных устройств. Она является платформой, с помощью которой хирург или квалифицированный ассистент управляет программным обеспечением AXIEM™.

Стойки системы:

Cтойка персонала

В системе StealthStation® S7® имеются две отдельные стойки с взаимодополняющими функциями: стойка хирурга и стойка персонала. Стойки могут быть соединены в единый комплекс либо разделены для удобства позиционирования и перемещений во время операции.

Стойка персонала содержит компьютер, блок управления системой, блок питания и все соответствующие периферийные устройства. Стойка персонала служит основанием для камеры и содержит выдвижной ящик с клавиатурой, выдвижной ящик для хранения принадлежностей, разъемы ввода/вывода, отсеки для носителей информации и монитор. Стойка персонала системы оснащена высококачественной системой стереовоспроизведения музыки. Разъем для внешних музыкальных устройств находится на верхней площадке стойки. Дополнительный модуль системы AXIEM™ вешается на заднюю стенку стойки персонала.

При эксплуатации, стойка персонала как правило размещается в операционной за пределами стерильного поля на расстоянии 1 — 2 м от операционного стола. Хирург располагает монитор хирурга так, чтобы монитор оставался за пределами стерильного поля. Пользователи взаимодействуют и управляют системой, стоя перед стойкой персонала или дополнительным сенсорным монитором хирурга. Систему перемещают и хранят с пристыкованными стойками персонала и стойкой хирурга в обозначенном положении для перемещения.

Монитор персонала

Монитор размещается на верхней площадке стойки персонала. Монитор представляет собой плоский жидкокристаллический экран с высоким разрешением. Монитор складывается в нерабочее положение для перемещения и хранения.

Cтойка хирурга

Стойка хирурга служит основанием для монитора с высокой разрешающей способностью. Стойка ставится около хирургического поля, чтобы дать хирургу возможность оптимального обзора навигационного экрана. Во время хранения и перемещения монитор прикрывается опускающимся чехлом. Монитор с сенсорным экраном представляет собой плоский компьютерный монитор с высоким разрешением и встроенными громкоговорителями. Экран обеспечивает видимость под углом до 80° от перпендикуляра. Интерфейсом сенсорного экрана можно управлять пальцем, пальцем в перчатке или с помощью гладкого предмета, например, стилусом для сенсорного экрана. В комплекте с сенсорным экраном идут два стилуса с двумя держателями, которые можно прикрепить по бокам монитора.

Оптические инструменты

Инструменты, предназначенные для использования с системой StealthStation® S7®, имеют строго заданную геометрию и фиксированную конфигурацию светодиодов и сфер. Геометрические данные каждого инструмента сохранены в файле, по которому компьютер определяет положение оконечности этого инструмента относительно его светодиодов или сфер. Перед началом навигации необходимо сообщить компьютеру, какой инструмент выбран для использования.

Когда вы выберете в программе инструмент для использования из списка зондов, необходимо будет верифицировать отсутствие деформации и повреждений выбранного инструмента. Для этого потребуется поместить конец инструмента в регистрационное отверстие референционной рамки и нажать педаль. После регистрации камера и компьютер выведут подтверждение того, что характеристики используемого инструмента отвечают сделанному вами в программе выбору.

Инструменты системы AXIEM™

Инструменты системы AXIEM™ для использования совместно с системой StealthStation® S7®, содержат встроенные сенсорные катушки, которые позволяют определять их положение в навигационном поле. Некоторые инструменты системы AXIEM™ требуют такой же верификации, как и оптические инструменты. Некоторые компоненты системы AXIEM™ являются одноразовыми и не подлежат повторному использованию или повторной стерилизации.

Применение в нейрохирургии головного мозга

Применение навигационных станций во время нейрохирургических вмешательств уже длительное время является стандартным протоколом при многих типах вмешательств, что связано с дополнительным контролем, который обеспечивает система навигации и признанными преимуществами, которые она дает хирургу.
Такие операции как биопсия головного мозга, резекция опухолей, операции на основании черепа, сложные трансназальные доступы, вентрикулостомия, удаление артерио-венозных мальформаций, шунтирования узких желудочков головного мозга, пунктирование глубинных гематом, краниопластика, удаление каверном уже давно проводят под контролем систем навигации.
При создании навигационной станции компанией Medtronic Navigation учитывались пожелания тысяч нейрохирургов. Что в свою очередь сказалось на форме и габаритах всех навигационных хирургических инструментов. То же влияние прослеживается и в реализации программного обеспечения. На сегодняшний день оно обладает следующими достоинствами:

  • Русскоязычный интерфейс
  • Широкие возможности по настройке приложения под конкретные нужды хирурга
  • Простота использования и дружелюбный интерфейс
  • Качественная визуализация
  • Метод поверхностной регистрации в качестве базового метода, как самый точный ручной метод регистрации пациента
  • И, наконец, универсальность. Программное обеспечение для нейрохирургии включает в себя все необходимые функции для работы, никаких дополнительных опций покупать не нужно

Изначально приложение включает в себя следующие компоненты:

  • Поддержка оптического и электромагнитного режимов работы
  • Обмен данными по сети с внешними компьютерами
  • Функционал для проведения процедур биопсии, шунтирования, резекции опухолей и их разновидностей
  • Возможность настроить свой собственный профиль, включая перечень проводимых вмешательств и список используемых инструментом
  • Все доступные методы регистрации пациента: по точкам, по поверхности, автоматический
  • Поддержка оборудования стороннего производителя: микроскоп, УЗ аппарат, иМРТ, иКТ
  • Интерфейс более чем на 7 языках, в том числе на и русском.
  • Интеграция стандартного хирургического инструментария
  • Возможность совмещения до 15 различных исследований: КТ, МРТ, КТА, МРА, ПЭТ, ДТИ, МЭГ, СПЕКТ, фМРТ.

Такой широкий спектр возможностей системы позволяет очень гибко использовать навигационную станцию во время любых хирургических вмешательств, следуя девизу «Не я подстраиваюсь под навигационную станцию, а станция подстраивается под мои нужды и задачи»
Краткая информация по использованию навигационной станции для нейрохирургии головного мозга изложена в брошюре по навигационному оборудованию Medtronic.Более подробную информацию об использовании навигационной станции для нейрохирургии головного мозга вы можете получить, позвонив по телефону, указанному на нашем сайте.