СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЕКЦИИ ПЛОСКОСТИ ПОЛУКРУЖНОГО КАНАЛА НА КОЖУ ГОЛОВЫ ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2024 года по МПК A61B6/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к оториноларингологии, может найти применение при определении возбудимости полукружных каналов методом вращения для определения функционального состояния периферического отдела вестибулярного анализатора.

Одним из значимых и позволяющих определить возможное поражение вестибулярного аппарата жалоб является жалоба на головокружение. Но имеющая структурную полимодальность система равновесия и многочисленность заболеваний, сопровождающихся вестибулярными расстройствами, не всегда являются симптомами только поражения внутреннего уха. [Пальчун Т.В., Кунельская Н.Л., Горбушева О.В., Мальченко О.В., Доронина О.М., Ротермель Е.В. / Современные методы диагностики вестибулярных расстройств/ Лечебное дело 1.2006 - С. 53-60]. Более того, вестибуловегетативная симптоматика может возникать у неврологически и отологически здорового человека [Лиленко С.В. Russian pediatric journal -2016; 19 (1) - С. 49-54]. Вестибуловегетативные реакции (тошнота, рвота, в том числе и многократная, в свою очередь, приводит к дегидратации, потери электролитов, вялости и апатии), вестибулосенсорные реакции, вестибулосоматические реакции, несомненно, снижают эффективность выполнения поставленных задач.

Ни одни из существующих упражнений не отвечают необходимым для профессиональной подготовки специального контингента уровню и направленности, так как не только изначально рассматривают лечение и реабилитацию выявленной патологии, так и не обладают должным уровнем контроля (положения тела, головы, объема движений) в пространстве.

В настоящее время предложено значительное количество разнообразных тестов, проб (и для лечения - маневров) позволяющих определить поражение периферической части вестибулярного анализатора: классическая позиционная проба Dix - Hallpike (диагностика поражения заднего полукружного канала), маневр Панини - Мак - Клюра (Supine head roll test) (диагностика поражения горизонтального полукружного канала) и др. Но и здесь изначально рассматривается (и дифференцируется) какая-либо уже существующая патология. Кроме того, для определения возбудимости периферического отдела вестибулярного анализатора проводятся аппаратные исследования: видеонистагмография и электронистагмография [Caovilla Н.Н., Gananca М.М., M.S.L. Munhoz, M.L.G. Silva, Gananca F.F., Gananca C.F. О registro dos movimentos oculares. Caovilla HH, Gananca MM, Munhoz MSL, Silva MLG. (Eds.), Equilibriometria clinica, Atheneu, Sao Paulo (1999), pp.31-40] при регистрации как спонтанного патологического вестибуло-окулярного рефлекса, так и нагрузочные пробы - вращательная, калорическая и т.п. ВНГ - это функциональный, дифференциальный диагностический и мониторинговый тест для разных состояний [Hernández Montero Е, Fraile Rodrigo JJ, De Miguel García F, Sampériz LM, Eiras Ajuria J, Ortiz García A. El papel de la videonistagmografia en el diagnóstico del neurinoma del acústico [The role of video-nystagmography in the diagnosis of acoustic neuroma]. Acta Otorrinolaringol Esp. 2003; 54 (6):413-416.]. Видеонистагмография применяется для мониторинга лечения при травме головного мозга [Swingen LA, Goldsmith R, Boothby J, McDermott T, Kleibel C. Video Nystagmography to Monitor Treatment in Mild Traumatic Brain Injury: A Case Report. Integr Med (Encinitas). 2017; 6(2): 46-52.], объективной регистрации нистагма при доброкачественном позиционном головокружении [Zhang X, Bai Y, Chen T, et al. A Show of Ewald's Law: I Horizontal Semicircular Canal Benign Paroxysmal Positional Vertigo. Front Neurol. 2021; 12:632489. Published 2021 Feb 3. doi:10.3389/fheur.2021.632489], количественной оценки нарушения вестибулярной функции при инсульте [Sayed SZ, Abdul Wahat NH, Raymond AA, Hussein N, Wan Asyraf WZ, Omar M. Quantitative vestibular function tests in posterior circulation stroke patients: A review. Med J Malaysia. 2021;76(6):898-905.], диагностике миастении, основанной на выявлении снижения активности экстраокулярных мышц [Kocak GS, Tütüncü М, Adatepe NU, et al. A novel diagnostic method for myasthenia gravis. Muscle Nerve. 2021; 64(3): 328-335. doi:10.1002/mus.27353], синдроме Рамзи Ханта [Lee J, Choi B, Noh H, Jeong H, Shin JE, Kim CH. Nystagmus in Ramsay Hunt syndrome with or without dizziness. Neurol Sci. 2021;42(1): 193-198. doi:10.1007/sl0072-020-04536-w]. В оториноларингологической практике для диагностики перилимфатических фистул лабиринта [Kim JS, Son SE, Kim MB, Cho YS, Chung WH. Significance of Pseudo-Conductive Hearing Loss and Positional Nystagmus for Perilymphatic Fistula: Are They Related to Third-Window Effects?. Clin Exp Otorhinolaryngol. 2021; 14(3):268-277. doi:l0.21053/ceo.2020.01942], болезни Меньера [Yilmaz MS, Egilmez OK, Kara A, Guven M, Demir D, Gene Elden S. Comparison of the results of caloric and video head impulse tests in patients with Ménière's disease and vestibular migraine. Eur Arch Otorhinolaryngol. 2021; 278(6): 1829-1834. doi:10.1007/s00405-020-06272-5], вестибулярного нейронита [Chen CW, Young YH, Wu CH. Vestibular neuritis: three-dimensional videonystagmography and vestibular evoked myogenic potential results. Acta Otolaryngol. 2000; 120(7):845-848. doi: 10.1080/000164800750061705].

Существующие вращательные пробы в кресле позволяют возбуждать только горизонтальные полукружные каналы, т.к. горизонтальные полукружные каналы находятся в плоскости вращения, при этом имеются заранее заданные определенные параметры - медленное гармоническое ускорение и движение пациента по синусоидальной модели на частотах от 0,01 и до 0,64 Гц с пиком угловой скорости 50°/с на каждой частоте.

Однако возбуждение каждого по отдельности трех полукружных каналов без точного определения их положения и проекции относительно пространства (без специального оборудования) носит условный характер. Имеющийся в арсенале отоневрологов видеоимпульсный тест носит больше качественный характер, чем количественный. Кроме того, его результаты сильно зависят от мануального навыка исследователя и аномальные результаты могут возникать при отсутствии патологии со стороны периферического отдела вестибулярного анализатора [Yang CJ, Lee JY, Kang ВС, Lee HS, Yoo MH, Park HJ. Quantitative analysis of gains and catch-up saccades of video-head impulse testing by age in normal subjects. Clin Otolaryngol. 2016; 41(5): 532538. https://doi.Org/10.l 111/соа.12558]. Позиционирование полукружных каналов в плоскости вращения при видеоимпульсном тесте так же является условным.

Именно достоверное определение положения относительно пространства конкретного полукружного канала дает возможность достоверно его возбудить.

В основу изобретения положен метод определения плоскости проекции полукружных каналов на кожу головы за счет построения трех плоскостей, принадлежащих полукружным каналам и фиксация головы, благодаря чему обеспечивается точное положение головы в плоскости, принадлежащей тому или иному полукружному каналу и достигается высокий уровень контроля положения головы, способствующий активной тренировке и подготовке вестибулярного аппарата.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе определения проекции полукружного канала на кожу головы человека по центру лобной области пациента размещают рамку регистрации, фиксируют липкой лентой к коже и эластичным силиконовым оголовьем, на рамке устанавливают датчик пациента, на стандартный регистрационный щуп устанавливают датчик инструмента, при этом датчики располагают в пространстве таким образом, чтобы попадать в поле действия электромагнитного эмиттера, фиксирующего положение датчиков в трехмерном пространстве; затем с помощью навигационного щупа проводится регистрация поверхности кожи головы субъекта в системе по 200 точкам путем плавного перемещения кончика щупа по поверхности кожи лба, носа, височных областей, затем в окне навигации производят идентификацию точек проекции полукружного канала на кожу головы; регистрационный щуп выводят из поля действия электромагнитного эмиттера; затем для переднего полукружного канала в окне аксиальных срезов выводят компьютерную томограмму, срез которой проходит поперечно через две наиболее удаленные точки переднего полукружного канала, проводят луч, начинающийся на точке в центре гладкой ножки переднего полукружного канала, проходящий через точку центра ампулярной ножки; курсор компьютерной мыши управления навигационной станцией устанавливают на точку пересечения этого луча и изображения поверхности головы; регистрационный зонд вносят в поле действия эмиттера, перемещая кончик регистрационного зонда по поверхности кожи головы, добиваются отображения на экране компьютерной томограммы, на которой первоначально находили наиболее удаленные точки переднего полукружного канала, затем меняют плоскость перемещения регистрационного зонда так, чтобы он двигался вдоль найденной компьютерной томограммы, при этом регистрационный зонд перемещают до совмещения его изображения его положения на коже головы с курсором мыши для идентификации точки на голове субъекта, совпадающей с пересечением луча, проходящего через ножки переднего полукружного канала, и кожей головы, эту точку отмечают маркером; аналогично определяют вторую точку на поверхности кожи головы, при этом луч, проходящий через центры ножек переднего полукружного канала, начинается на передней ампулярной ножке и проходит через заднюю гладкую ножку; для идентификации третьей точки плоскости, проходящей через передний полукружный канал, в окне отображения срезов на экране навигационной станции выбирают серию корональных срезов; после выноса регистрационного зонда из поля действия электромагнитного эмиттера, с помощью мыши на экран выводят томограмму, на которой срез проходит через середину преддверия и наивысшую точку переднего полукружного канала, проводят луч, начинающийся в точке середины преддверия и проходящий через наивысшую точку переднего полукружного канала, в точке пересечения этого луча и изображения поверхности кожи головы устанавливают курсор мыши и аналогично двум предыдущим точка проводят поиск и маркировку на коже головы субъекта; затем на голову устанавливают металлическую дугу, проходящую одновременно через все три установленных маркера, определяющие передний полукружный канал;

для заднего полукружного канала аналогично определяют точки пересечения с кожей головы луча, начинающегося на центре среза ампулярной ножки и проходящего через центр среза гладкой ножки, и луча, начинающегося в центре среза гладкой ножки и проходящего через центр среза ампулярной ножки на аксиальной серии томограмм, а третью точку пересечения луча, проходящего через задний полукружный канал, с кожей головы идентифицируют в окне сагиттальных срезов; плоскость латерального полукружного канала в передней полуаксиальной проекции определяют перемещением кончика регистрационного зонда, добиваясь отображения в окне аксиальных срезов томограммы, на которой отображается латеральный полукружный канал, затем проводят маркировку трех точек в лобной и височных областях черепа на поверхности кожи головы в плоскости отображаемой томограммы.

Метод основан на том, что полукружный канал представляет собой плоское незамкнутое кольцо, продолжение которого проходит через преддверие, и линия, проведенная через две точки такого кольца, будет принадлежать плоскости, в которой расположено кольцо. Для определения плоскости, проходящей через поверхность головы и соответствующей плоскости полукружного канал, достаточно идентифицировать три точки на голове, принадлежащие этой плоскости. Компьютерная томография, являясь методом построения многоплоскостных срезов, позволяет работать с отдельными срезами, в плоскости которых расположены одновременно разные анатомические образования.

Нанесение точек, принадлежащих проекции плоскости полукружного канала на поверхность головы, выполнялось с применением электромагнитной навигационной станции «Fusion ENT», фирмы MEDTRONIC. Электромагнитная навигационная станция используется для определения положения кончика инструмента при оперативных вмешательствах в условиях затруднения анатомической идентификации, что повышает безопасность вмешательства. Она применяется во время эндоскопических операций на полости носа и околоносовых пазухах [Villemure-Poliquin N, Chrétien М, Leclerc JE. Navigation and non-navigation CT scan of the sinuses: comparison of the effective doses of radiation in children and adults. J Otolaryngol Head Neck Surg. 2021; 50(1): 66. Published 2021 Nov 19. doi:10.1186/s40463-021-00541-x], переднем основании черепа, орбитах, параселлярной области и скате [Sieśkiewicz A, Lyson Т, Mariak Z, Rogowski М. Chirurgia endoskopowa zatok przynosowych i podstawy czaszki ze wspomaganiem neuronawigacja: porównanie systemow optycznych i elektromagnetycznych [Neuronavigation in transnasal endoscopic paranasal sinuses and cranial base surgery: comparison of the optical and electromagnetic systems]. Otolaryngol Pol. 2009;63(3):256-260. doi:10.1016/S0030-6657(09)70118-0] нейронавигации при внутричерепных патологических состояниях [Choi KY, Seo BR, Kim JH, Kim SH, Kim TS, Lee JK. The usefulness of electromagnetic neuronavigation in the pediatric neuroendoscopic surgery. J Korean Neurosurg Soc. 2013; 53(3): 161-166. doi:10.3340/jkns.2013.53.3.161], [Linsler S, Antes S, Senger S, Oertel J. The use of intraoperative computed tomography navigation in pituitary surgery promises a better intraoperative orientation in special cases. J Neurosci Rural Pract. 2016; 7(4): 598-602. doi: 10.4103/0976-3147.186977], хирургическое лечение метастазов головного мозга [Ng PR, Choi BD, Aghi MK, Nahed BV. Surgical advances in the management of brain metastases. Neurooncol Adv. 2021; 3 (Suppl 5):v4-v15. Published 2021 Nov 27. doi:10.1093/noajnl/vdab130], оперативных вмешательствах на позвоночнике [Strong MJ, Santarosa J, Sullivan TP, et al. Pre- and intraoperative thoracic spine localization techniques: a systematic review [published online ahead of print, 2021 Nov 19]. J Neurosurg Spine. 2021; 1-8. doi:10.3171/2021.8.SPINE21480], [Yurac R, Bravo JT, Silva A, Marré B. Spondylolysis Repair Using a Minimally Invasive Modified Buck Technique with Neuronavigation and Neuromonitoring in High School and Professional Athletes: Technical Notes, Case Series, and Literature Review. World Neurosurg. 2021; 155: 54-63. doi:10.1016/j.wneu.2021.07.134], малоинвазивных вмешательств на черепе под местной анестезией [Fisher В, Soon WC, Ong J, et al. Is Image Guidance Essential for External Ventricular Drain Insertion?. World Neurosurg. 2021;156:e329-e337. doi: 10.1016/j.wneu.2021.09.06] и т.д.

Предварительно выполняется спиральная компьютерная томография околоносовых пазух без поворота рамы, толщиной среза менее 1 мм. Компьютерная томография выполняется в передней полуаксиальной плоскости с последующей автоматической мультипланарной реконструкцией серии изображений в сагиттальной и корональной плоскости программным обеспечением навигационной станции.

Результаты компьютерной томографии сохраняются на CD или DVD диск или на флеш-носителе в стандартном формате DICOM. Данные переносятся с носителя в электромагнитную навигационную станцию. Рамка регистрации располагается по центру лобной области и фиксируется липкой лентой к коже и эластичным силиконовым оголовьем. Такая фиксация рамки позволяет вращать головой, не вызывая смещения рамки, чем сохраняется достаточная точность навигирования.

На рамке устанавливается датчик пациента. На стандартный регистрационный щуп устанавливается датчик инструмента. Датчики располагаются в пространстве таким образом, чтобы попадать в поле действия электромагнитного эмиттера, фиксирующего положение датчиков в трехмерном пространстве.

С помощью навигационного щупа проводится регистрация поверхности кожи головы субъекта в системе по 200 точкам путем плавного перемещения кончика щупа по поверхности кожи лба, носа, височных областей. Далее в окне навигации происходит идентификация точек проекции полукружного канала на кожу головы.

Регистрационный щуп выводится из поля действия электромагнитного эмиттера для возможности управления серией срезов с помощью устройства позиционирования курсора (компьютерной мыши).

Для переднего полукружного канала в окне аксиальных срезов выводится компьютерная томограмма, срез которой проходит поперечно через две наиболее удаленные точки переднего полукружного канала (на передней и задней ножке). Проводится луч, начинающийся на точке в центре гладкой ножки переднего полукружного канала, проходящий через точку центра ампулярной ножки; курсор компьютерной мыши управления навигационной станцией устанавливается на точку пересечения этого луча и изображением поверхности головы. Полученный луч пресекает изображение кожи головы в височной области. Компьютерная мышь фиксируется для предотвращения смещения курсора по экрану.

Регистрационный зонд вносится в поле действия эмиттера, вследствие чего изображение на экране навигационной станции меняется на динамическое отображение компьютерной томограммы, в плоскости которой в настоящий момент находится кончик регистрационного зонда. Положение кончика зонда на экране отображается в виде зеленой точки. При этом курсор компьютерной мыши сохраняет свое первоначальное положение на экране. Перемещая кончик регистрационного зонда по поверхности кожи головы, добиваемся отображения на экране компьютерной томограммы, на которой первоначально находили наиболее удаленные точки переднего полукружного канала. Затем меняем плоскость перемещения регистрационного зонда так, чтобы он двигался вдоль найденной компьютерной томограммы. Регистрационный зонд перемещается до совмещения его изображения его положения на коже головы (зеленой точки) с курсором мыши. Таким образом, добиваемся идентификации точки на голове субъекта, совпадающей с пересечением луча, проходящего через ножки переднего полукружного канала, и кожей головы. Эта точка расположена в височной области стороны, соответствующей регистрируемому переднему полукружному каналу.

Переключением отображаемой в окне серии изображений с аксиальной («Axial») на объемное изображение («3D») проверяем совпадение положения курсора регистрационного зонда на экранной 3D модели и расположения щупа зонда на голове субъекта. Найденная точка на поверхности головы отмечается маркером.

Аналогично определяется вторая точка на поверхности кожи головы. При этом луч, проходящий через центры ножек переднего полукружного канала, начинается на передней (ампулярной) ножке и проходит через заднюю (гладкую) ножку. Полученный луч пересекает изображение кожи головы в затылочной области стороны, противоположной идентифицируемому каналу. Соответственно вторая точка плоскости, проходящей через передний полукружный канал, располагается в затылочной области противоположной стороны.

Для идентификации третьей точки плоскости, проходящей через передний полукружный канал, в окне отображения срезов на экране навигационной станции выбирается серия корональных («Coronal») срезов. После выноса регистрационного зонда из поля действия электромагнитного эмиттера с помощью мыши на экран выводится томограмма, на которой срез проходит через середину преддверия и наивысшую точку переднего полукружного канала. Проводится луч, начинающийся в точке середины преддверия и проходящий через наивысшую точку переднего полукружного канала. В точке пересечения этого луча и изображения поверхности кожи головы устанавливается курсор мыши. Точка располагается в теменной области стороны, соответствующей исследуемому полукружному каналу. Аналогично двум предыдущим точка проводится поиск и маркировка на коже головы субъекта.

На голову устанавливается металлическая дуга, проходящий одновременно через все три обнаруженные точки. Таким образом, дуга оказывается в плоскости, в которой расположен передний полукружный канал.

Для заднего полукружного канала аналогично определяются точки пересечения с кожей головы луча, начинающегося на центре среза ампулярной ножки и проходящего через центр среза гладкой ножки, и луча, начинающегося в центре среза гладкой ножки и проходящего через центр среза ампулярной ножки на аксиальной серии томограмм. На коже головы эти точки будут располагаться соответственно в височной области противоположной стороны и затылочной области соответствующей стороны измеряемому полукружному каналу. Третья точка пересечения луча, проходящего через задний полукружный канал, с кожей головы идентифицируется в окне сагиттальных срезов. Точка будет находиться на коже теменной области соответствующей стороны.

Плоскость латерального полукружного канала в передней полуаксиальной проекции совпадает с плоскостью среза, в связи с чем маркировка точек кожи головы, принадлежащих плоскости латерального полукружного канала, возможна без построения лучей. Перемещением кончика регистрационного зонда добиваемся отображения в окне аксиальных срезов томограммы, на которой отображается латеральный полукружный канал. Место нахождения кончика регистрационного зонда в этот момент будет точкой на коже головы, принадлежащей плоскости латерального полукружного канала. Достаточно провести маркировку трех точек - в лобной и височных областях черепа. Надетая на голову металлическая дуга, проходящая одновременно через эти три точки, будет находиться в плоскости изучаемого латерального полукружного канала. Способ поясняется табл.1.

Изобретение относится к области медицины, а именно к оториноларингологии, и может быть использовано для определения проекций переднего и латерального полукружных каналов на кожу головы человека. С помощью навигационного зонда проводят регистрацию поверхности кожи головы субъекта в системе. В окне навигации производят идентификацию точек проекций переднего и латерального полукружных каналов на череп и отмечают их курсором компьютерной мыши, после чего при помощи регистрационного зонда проводят маркировку точек проекций переднего и латерального полукружных каналов на кожу головы путем совмещения кончика регистрационного зонда с курсором компьютерной мыши на томограмме и отмечают точки маркером. Первую точку проекции переднего полукружного канала на череп определяют на аксиальном срезе, проходящем поперечно через две наиболее удаленные точки переднего полукружного канала. Вторую точку проекции переднего полукружного канала на череп определяют на аксиальном срезе, проходящем поперечно через две наиболее удаленные точки переднего полукружного канала. Вторую точку проекции переднего полукружного канала на череп определяют на коронарном срезе через середину преддверия и наивысшую точку переднего полукружного канала. На аксиальном срезе, проходящем через латеральный полукружный канал, на черепе отмечают две точки в височных областях и одну точку в лобной. Способ обеспечивает возможность изолированного определения возбудимости каждого из полукружных каналов по отдельности методом вращения за счет точного определения проекции плоскости переднего и латерального полукружных каналов. 1 табл.

Способ определения проекций переднего и латерального полукружных каналов на кожу головы человека, заключающийся в том, что по центру лобной области пациента фиксируют липкой лентой к коже и эластичным силиконовым оголовьем рамку регистрации системы хирургической навигации, на рамке устанавливают датчик пациента, на регистрационный зонд устанавливают датчик инструмента, затем с помощью навигационного зонда проводят регистрацию поверхности кожи головы субъекта в системе по 200 точкам путем плавного перемещения кончика зонда по поверхности кожи лба, носа, височных областей,

затем в окне навигации производят идентификацию точек проекций переднего и латерального полукружных каналов на череп и отмечают их курсором компьютерной мыши, после чего при помощи регистрационного зонда проводят маркировку точек проекций переднего и латерального полукружных каналов на кожу головы путем совмещения кончика регистрационного зонда с курсором компьютерной мыши на томограмме и отмечают точки маркером;

при этом первую точку проекции переднего полукружного канала на череп определяют на аксиальном срезе, проходящем поперечно через две наиболее удаленные точки переднего полукружного канала, проводят луч с началом в центре гладкой ножки переднего полукружного канала через центр ампулярной ножки до пересечения с черепом;

вторую точку проекции переднего полукружного канала на череп определяют на аксиальном срезе, проходящем поперечно через две наиболее удаленные точки переднего полукружного канала, проводят луч с началом в центре ампулярной ножки через заднюю гладкую ножку до пересечения с черепом;

вторую точку проекции переднего полукружного канала на череп определяют на коронарном срезе через середину преддверия и наивысшую точку переднего полукружного канала, проводят луч с началом в точке середины преддверия через наивысшую точку переднего полукружного канала до пересечения с черепом;

на аксиальном срезе, проходящем через латеральный полукружный канал, на черепе отмечают две точки в височных областях и одну точку в лобной.