Неинвазивное нейронавигационное устройство для фиксации трекеров Российский патент 2020 года по МПК A61B34/00 

Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано в различных областях хирургии, эндоскопии и нейронавигации.

У компании Stryker для фиксации трекеров имеется адаптер Nav Lock Данное средство было разработано для использования при операциях на голове и позвоночнике. Также эта компания разрабатывает стандартные инструменты с замками для фиксации трекера (https://nse.stryker.com/products/stryker-nav3i-platform/).

Тем не менее в ассортименте этой компании не представлены устройства для обеспечения нейронавигации на голове и в верхне-шейном отделе позвоночника. К примеру, при операциях на голове используются стандартные наклеивающиеся маски или рентгеноконтрастные маркеры. Неудобство использования маски в том, что она занимает собой всю лицевую часть черепа и весь массив в проекции лобной кости. Также к ней фиксируется головной датчик, который во время операции находится на передней поверхности теменных костей, занимая поверхность, составляющую 1/5 их площади, что вызывает затруднения при работе в близлежащих областях. Даже при незначительном повороте головы часть инфракрасных датчиков теряет связь со следящей камерой. Не рекомендовано попадание жидкости на данную маску, это тоже приведет к нарушению в ее работе.

При использовании рентгеноконтрастных маркеров их необходимо фиксировать на голове и лице пациента перед исследованием в случае экстренного лечения пострадавших с тяжелой сочетанной травмой. При этом не всегда есть возможность их наклеить. Возможно, они больше подходят для плановых операций. При больших объемах оперативных вмешательств и при работе с переходом на лицевой скелет они будут мешать. Если во время операции потребуется поворот головы, то часть маркеров будет потеряна из зоны работы следящей камеры.

То же самое касается операций на верхне-шейном отделе позвоночника. В связи с трудностями доступа (размеры, сама архитектоника, работа на очень небольшой по площади зоне) и отсутствием возможности фиксации спинального трекера. При наличии скобы Мейфилда (устройство для неподвижной фиксации головы), производится фиксация головы, и далее необходимы устройства для фиксации трекеров, которые будут закреплены не на теле пациента, а на сторонней конструкции, и в случае смены положения (билатеральный доступ на голове и переход на противоположную сторону шеи), будет потеряны контрольные точки в следящей камере.

Вследствие недостатков вышеуказанных устройств для нейронавигации появилась необходимость разработать устройство, при использовании которого все эти нюансы будут нивелированы.

Предложенные в отечественной и иностранной литературе возможные варианты крепления трекеров в верхнюю челюсть и в кости черепа имеют множество осложнений и неудобств. К тому же все предложенные варианты - инвазивные, они утяжеляют тем самым процесс их установки. Верхняя челюсть достаточно хорошо кровоснабжается и дает очень часто осложнения в виде кровотечения, костный остов достаточно хрупкий, что приводит к движению штифта и потере координат следящей камеры.

Фиксация в кости черепа может осложниться перфорацией твердой мозговой оболочки и вещества мозга, что приведет к серьезным последствиям.

Области применения: при операциях на голове - это абсцессы головного мозга, гематомы травматического генеза, глубинные кровоизлияния, я определение объема резекции кости, инородные тела, установка дренажей и датчиков, эвакуация вентрикулярных кровоизлияний. При операциях на позвоночнике: операции на шейном отделе позвоночника (передние и задние доступы).

В основу изобретения положена задача создания неинвазивного устройства фиксации трекера для нейронавигации, который будет фиксирован к голове и с помощью которого можно будет выполнять операции не только на голове, но и на шейном отделе позвоночника. Данное устройство не должно иметь осложнений при его использовании. Главной технической задачей было обеспечить максимально возможный угол обзора и удобное положения трекера в поле работы, и в зоне следящей камеры.

Решение поставленной технической задачи обеспечивается тем, что неинвазивное нейронавигационное устройство для фиксации трекеров включает максилярную пластину для фиксации зубов и десны верхней челюсти, которая снабжена ручкой для ее установки на верхней челюсти, а также головки-насадки для трекеров, которые закреплены от краев ручки по обе стороны на расстоянии 20 мм перпендикулярно направляющей пластины, при этом длина головки-насадки 30 мм, а одна из них снабжена удлиняющим штифтом 150 мм.

Пластина может иметь углубление-выемку (15 мм.) для закладки в нее пасты для фиксации. Все пасты используются в стоматологии, для выполнения оттисков. Они совершенно инертны и гипоаллергенны, могут использоваться для применения в ротовой полости.

Предлагаемое устройство разработано на основе опыта применения в нейрохирургической практике при операциях на позвоночнике и голове.

У трекера, камеры приема и отражения инфракрасного излучения находятся на одной из небольших площадок, изменение их положения невозможно. Для работы с ним требуется большой диапазон при работе на голове, возможность фиксации его к голове отсутствует. За основу изготовления положено устройство в виде ложки, фиксирующейся к зубам и десне верней челюсти, которая является неподвижной частью черепа.

Неинвазивное устройство для фиксации трекеров нейронавигаций в своей основе имеет перфорированную изогнутую пластину с головками-насадками для трекеров. В полость будет закладываться паста для временной фиксации в ней зубов и десны верхней челюсти. В центре перфорированной изогнутой пластины имеется ручка для ее установки. Данная конструкция крепится к верхней челюсти через рот по средствам нанесенной стоматологической пасты для изготовления оттисков.

Головки-насадки расположены от центральной ручки по обе стороны в удалении 20 мм перпендикулярно направляющей пластины.

Наличие 2 головок-насадок с наконечниками для фиксации трекеров позволят работать на любой области головы и на обеих сторонах и поверхностях шеи. Теперь при повороте головы не нужно вновь наносить дополнительные точки и переустанавливать трекер. Вместе с головой будет смещаться и трекер с датчиками и при выполнении операций на контралатеральной поверхности, что сократит время оперативного вмешательства и повысит удобство для оператора.

При операциях на шее устройство повышает точность установки винтов и повысит безопасность работы в «опасных» зонах. С учетом всех вышеперечисленных причин предлагаемое устройство оптимально вписывается в нейрохирургическую и ортопедическую практику как незаменимое устройство при работе с безрамной нейронавигацией.

Изобретение поясняется фиг. 1, на которой показано неинвазивное устройство для фиксации трекеров нейронавигаций верхнечелюстное. На фиг. 2 показан чертеж устройства. На фиг. 3 показано устройство, фиксированное на верхней челюсти. На данной фиг. 3 предложено положение устройства на верхней челюсти с фиксированным трекером. Устройство фиксировано неподвижно.

Неинвазивное устройство для фиксации трекеров нейронавигаций верхнечелюстное содержит (фиг. 2):

1. Изогнутая перфорированная пластина

2. Ручка для установки

3. Головки-насадки с наконечниками для крепления трекера (2 ед.)

4. Удлиняющий штифт

Неинвазивное устройство для фиксации трекеров нейронавигаций верхнечелюстное используется следующим образом:

После интубации пациента, на перфорированную изогнутую пластину 1 наносится паста и фиксируется на верхнюю челюсть с помощью ручки 2, после чего к головкам-насадкам 3 крепится навигационный трекер. При необходимости удлинения конструкции можно использовать удлиняющий штифт 4 на одной из головок насадок 3. При необходимости интраоперационно или перед операцией можно использовать 2 трекера.

Пример использования

При поступлении пострадавшего с тяжелой сочетанной черепно-мозговой травмой, инородным телом, кровоизлиянием, гематомой, опухолью, гемотампонадой желудочковой системой, при наличии повреждений шейного отдела позвоночника, требующих неотложного нейрохирургического лечения, по протоколу выполняется компьютерная томография (КТ) поврежденного отдела (также допустимо выполнение МРТ-исследования, серия рентгеновских снимков). После выполнения исследования необходимая информация (3D-реконструкция и сопоставленные срезы поврежденного области) загружается на диск.

Следующим шагом производим импорт данных КТ, которые являются сканированным изображением пациента, это первое действие при процедуре планирования. Далее выбираем изображения, необходимые для проведения оперативного вмешательства. Затем формируем необходимое нам изображение, удаляем ненужные срезы мягких тканей, выделяя только кость позвоночника и его связочного аппарата.

Далее на выбранных изображениях производим планирование оперативного вмешательства.

После осуществления планирования приступаем к навигационному сопровождению операции. Устанавливаем устройство, показанное на фиг. 1 и фиг. 3, на верхнюю челюсть, устанавливаем трекеры 3. Наносим дополнительные ориентиры в виде дополнительных точек-ориентиров на оперируемой области, определяемых с помощью программного обеспечения для навигации и наносимых с помощью пойнтера.

Например, точность проведения винтов в шейном отделе позвоночника и объем оперативного вмешательства будет во многом зависеть от жесткости фиксации инструментария, правильно выбранных дополнительных точек и ориентиров и локации трекера, который должен быть жестко фиксирован к устройству, используемому при операции.

Для того чтобы в полном объеме использовать возможности нейронавигации в пределах операционного поля, а также в зоне контакта камеры и датчиков инфракрасного излучения навигационной стойки, нами использовано неинвазивное нейронавигационное устройство для фиксации трекеров.

Разработанное неинвазивное устройство фиксации трекеров навигации верхнечелюстное фиксируется к верхней челюсти неподвижно. После прикрепления трекера 3 к устройству и его обнаружения в поле работы инфракрасного излучателя начинаем регистрировать и валидировать инструменты. После проведенной векторной калибровки наносим дополнительные точки-ориентиры с помощью пойнтера.

После этих процедур приступаем в выбранной методике оперативного вмешательства.

На каждом этапе операции работа с хирургическим инструментом осуществляется с помощью коннектора фиксации трекера и привязкой его к системе координат и векторной разметки навигационной стойки.

Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано при операциях на голове и эндоскопии, а также в нейронавигации. Используют устройство для фиксации трекеров нейронавигаций, содержащее 2 насадки-головки для фиксации трекеров, максилярную пластину для зубов и десны, ручку для установки пластины, штифт выносной, удлиняющий одну из головок-насадок. На максилярной пластине установлены 2 насадки-головки для фиксации трекера по обе стороны от ручки для установки пластины, для возможности фиксации 2 трекеров одновременно для сложных доступов или возможности работы на двух сторонах. Использование устройства позволяет обеспечить максимально возможный угол обзора и удобное положения трекера в поле работы и в зоне следящей камеры. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Неинвазивное нейронавигационное устройство для фиксации трекеров, включающее максилярную пластину для фиксации зубов и десны верхней челюсти, которая снабжена ручкой для ее установки на верхней челюсти, а также головки-насадки для трекеров, которые закреплены от краев ручки по обе стороны на расстоянии 20 мм перпендикулярно направляющей пластины, при этом длина головки-насадки 30 мм, а одна из них снабжена удлиняющим штифтом 150 мм.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пластина выполнена перфорированной и снабжена углублением-выемкой глубиной 15 мм для закладки в нее пасты для фиксации.