Napredek uporabe eksoskopov v nevrokirurških posegih

 

Uporabakirurški mikroskopiin nevroendoskopi so znatno izboljšali učinkovitost nevrokirurških posegov. Kljub temu imajo zaradi nekaterih inherentnih značilnosti same opreme še vedno določene omejitve pri klinični uporabi. Glede na pomanjkljivostioperacijski mikroskopiin nevroendoskopov, skupaj z napredkom digitalnega slikanja, povezljivosti z brezžičnimi omrežji, tehnologije zaslonov in optične tehnologije, je sistem eksoskopov nastal kot most med kirurškimi mikroskopi in nevroendoskopi. Eksoskop ima vrhunsko kakovost slike in kirurško vidno polje, boljšo ergonomsko držo, učinkovitost poučevanja in učinkovitejše sodelovanje kirurške ekipe, njegova učinkovitost uporabe pa je podobna kot pri kirurških mikroskopih. Trenutno literatura poroča predvsem o razlikah med eksoskopi in kirurškimi mikroskopi v tehničnih vidikih opreme, kot so globinska ostrina, vidno polje, goriščna razdalja in delovanje, manjka pa povzetek in analiza specifične uporabe in kirurških izidov eksoskopov v nevrokirurgiji. Zato povzemamo uporabo eksoskopov v nevrokirurgiji v zadnjih letih, analiziramo njihove prednosti in omejitve v klinični praksi ter ponujamo reference za klinično uporabo.

Zgodovina in razvoj eksoskopov

Kirurški mikroskopi imajo odlično globoko osvetlitev, visokoločljivostno kirurško vidno polje in stereoskopske slikovne učinke, kar kirurgom pomaga jasneje opazovati globoko strukturo živčnega in žilnega tkiva kirurškega polja ter izboljšati natančnost mikroskopskih operacij. Vendar pa je globinska ostrinakirurški mikroskopje plitva in vidno polje ozko, zlasti pri veliki povečavi. Kirurg mora večkrat osredotočiti in prilagoditi kot ciljnega območja, kar pomembno vpliva na kirurški ritem; po drugi strani pa mora kirurg opazovati in operirati skozi okular mikroskopa, kar zahteva, da kirurg dolgo časa vzdržuje fiksno držo, kar lahko zlahka povzroči utrujenost. V zadnjih nekaj desetletjih se je minimalno invazivna kirurgija hitro razvila in nevroendoskopski sistemi se zaradi visokokakovostnih slik, boljših kliničnih izidov in večjega zadovoljstva pacientov pogosto uporabljajo v nevrokirurgiji. Vendar pa se zaradi ozkega kanala endoskopskega pristopa in prisotnosti pomembnih nevrovaskularnih struktur v bližini kanala, skupaj z značilnostmi kranialne kirurgije, kot je nezmožnost razširitve ali krčenja lobanjske votline, nevroendoskopija uporablja predvsem za kirurgijo lobanjske baze in ventrikularno kirurgijo prek nosnega in oralnega pristopa.

Glede na pomanjkljivosti kirurških mikroskopov in nevroendoskopov, skupaj z napredkom digitalnega slikanja, povezljivosti z omrežjem WiFi, tehnologiji zaslonov in optični tehnologiji, se je sistem zunanjih zrcalnih elementov pojavil kot most med kirurškimi mikroskopi in nevroendoskopi. Podobno kot nevroendoskopija je sistem zunanjih zrcalnih elementov običajno sestavljen iz daljnovidnega zrcala, vira svetlobe, kamere visoke ločljivosti, zaslona in nosilca. Glavna struktura, ki loči zunanja zrcala od nevroendoskopije, je daljnovidno zrcalo s premerom približno 10 mm in dolžino približno 140 mm. Njegova leča je pod kotom 0° ali 90° glede na dolgo os telesa zrcala, z goriščno razdaljo 250–750 mm in globinsko ostrino 35–100 mm. Velika goriščna razdalja in velika globinska ostrina sta ključni prednosti sistemov zunanjih zrcalnih elementov pred nevroendoskopijo.

Napredek programske in strojne tehnologije je spodbudil razvoj zunanjih ogledal, zlasti pojav 3D zunanjih ogledal, pa tudi najnovejših 3D 4K ultra visokoločljivostnih zunanjih ogledal. Sistem zunanjih ogledal se vsako leto nenehno posodablja. Kar zadeva programsko opremo, lahko sistem zunanjih ogledal vizualizira kirurško območje z integracijo predoperativnega slikanja z magnetno resonanco, difuzijskega tenzorja, intraoperativne navigacije in drugih informacij, s čimer zdravnikom pomaga pri natančnih in varnih operacijah. Kar zadeva strojno opremo, lahko zunanje ogledalo integrira filtre 5-aminolevulinske kisline in indocianina za angiografijo, pnevmatsko roko, nastavljiv ročaj za upravljanje, izhod za več zaslonov, daljšo razdaljo ostrenja in večjo povečavo, s čimer se dosežejo boljši slikovni učinki in boljša uporabniška izkušnja.

Primerjava med eksoskopom in kirurškim mikroskopom

Sistem zunanjih zrcalnih elementov združuje zunanje značilnosti nevroendoskopije s kakovostjo slike kirurških mikroskopov, pri čemer se dopolnjujejo prednosti in slabosti drug drugega ter zapolnjujejo vrzeli med kirurškimi mikroskopi in nevroendoskopijo. Zunanja zrcala imajo značilnosti velike globinske ostrine in širokega vidnega polja (premer kirurškega polja 50–150 mm, globinska ostrina 35–100 mm), kar zagotavlja izjemno ugodne pogoje za globoke kirurške operacije pri veliki povečavi; po drugi strani pa lahko goriščna razdalja zunanjega zrcala doseže 250–750 mm, kar zagotavlja daljšo delovno razdaljo in olajša kirurške operacije [7]. Glede vizualizacije zunanjih zrcalnih elementov so Ricciardi in sodelavci s primerjavo zunanjih zrcalnih elementov in kirurških mikroskopov ugotovili, da imajo zunanja zrcalna elementa primerljivo kakovost slike, optično moč in učinke povečave kot mikroskopi. Zunanje zrcalo lahko tudi hitro preklopi iz mikroskopske v makroskopsko perspektivo, vendar je vidno polje pod mikroskopom običajno omejeno, ko pa je kirurški kanal "ozek na vrhu in širok na dnu" ali ga ovirajo druge tkivne strukture. Prednost sistema zunanjih zrcalnih ogledal je, da lahko izvaja operacije v bolj ergonomski drži, kar skrajša čas, porabljen za ogled kirurškega polja skozi okular mikroskopa, s čimer se zmanjša zdravnikova kirurška utrujenost. Sistem zunanjih zrcalnih ogledal zagotavlja enako kakovostne 3D-kirurške slike vsem udeležencem kirurškega postopka. Mikroskop omogoča delovanje skozi okular do dvema osebama, medtem ko lahko zunanje zrcalo deli isto sliko v realnem času, kar omogoča več kirurgom hkratno izvajanje kirurških posegov in izboljšuje kirurško učinkovitost z izmenjavo informacij z vsem osebjem. Hkrati sistem zunanjih zrcalnih ogledal ne moti medsebojne komunikacije kirurške ekipe, kar omogoča vsem kirurškim osebjem sodelovanje v kirurškem procesu.

eksoskop v nevrokirurški kirurgiji

Gonen in sodelavci so poročali o 56 primerih endoskopske operacije glioma, od katerih je imel le 1 primer zaplete (krvavitev v operacijskem območju) v perioperativnem obdobju, s stopnjo incidence le 1,8 %. Rotermund in sodelavci so poročali o 239 primerih transnazalne transsfenoidne operacije adenomov hipofize, pri čemer endoskopska operacija ni povzročila resnih zapletov; medtem ko ni bilo pomembne razlike v času operacije, zapletih ali obsegu resekcije med endoskopsko in mikroskopsko operacijo. Chen in sodelavci so poročali, da je bilo 81 primerov tumorjev kirurško odstranjenih z retrosigmoidnim sinusnim pristopom. Kar zadeva čas operacije, stopnjo resekcije tumorja, pooperativno nevrološko funkcijo, sluh itd., je bila endoskopska operacija podobna mikroskopski operaciji. Če primerjamo prednosti in slabosti obeh kirurških tehnik, je zunanje ogledalo podobno ali boljše od mikroskopa glede kakovosti video slike, vidnega polja kirurškega posega, delovanja, ergonomije in sodelovanja kirurške ekipe, medtem ko je zaznavanje globine ocenjeno kot podobno ali slabše od mikroskopa.

eksoskop pri poučevanju nevrokirurgije

Ena glavnih prednosti zunanjih ogledal je, da omogočajo vsem kirurškim delavcem deljenje 3D-kirurških slik enake kakovosti, kar jim omogoča večjo udeležbo v kirurškem procesu, komunikacijo in prenos kirurških informacij, olajšanje poučevanja in vodenja kirurških operacij, povečanje udeležbe pri poučevanju in izboljšanje učinkovitosti poučevanja. Raziskave so pokazale, da je krivulja učenja zunanjih ogledal v primerjavi s kirurškimi mikroskopi relativno krajša. Pri laboratorijskem usposabljanju za šivanje, ko se študenti in zdravniki specializanti usposabljajo tako za endoskop kot za mikroskop, večina študentov lažje upravlja z endoskopom. Pri poučevanju kirurgije kraniocervikalnih malformacij so vsi študenti opazovali tridimenzionalne anatomske strukture s 3D-očali, kar je izboljšalo njihovo razumevanje anatomije kraniocervikalnih malformacij, povečalo njihovo navdušenje nad kirurškimi operacijami in skrajšalo obdobje usposabljanja.

Obeti

Čeprav je sistem zunanjih zrcalnih ogledal v primerjavi z mikroskopi in nevroendoskopi dosegel znaten napredek v uporabi, ima tudi svoje omejitve. Največja pomanjkljivost zgodnjih 2D zunanjih ogledal je bila pomanjkanje stereoskopskega vida pri povečevanju globokih struktur, kar je vplivalo na kirurške operacije in presojo kirurga. Novo 3D zunanje ogledalo je izboljšalo problem pomanjkanja stereoskopskega vida, vendar lahko v redkih primerih dolgotrajno nošenje polarizacijskih očal kirurgu povzroči nelagodje, kot sta glavobol in slabost, kar je v naslednjem koraku v središču tehnične izboljšave. Poleg tega je pri endoskopski kranialni kirurgiji včasih treba med operacijo preklopiti na mikroskop, ker nekateri tumorji zahtevajo fluorescenčno vodeno vizualno resekcijo ali pa globina osvetlitve kirurškega polja ni zadostna. Zaradi visokih stroškov opreme s posebnimi filtri fluorescenčni endoskopi še niso bili široko uporabljeni za resekcijo tumorjev. Med operacijo asistent stoji v nasprotnem položaju od glavnega kirurga in včasih vidi vrtečo se sliko. Z uporabo dveh ali več 3D-zaslonov programska oprema obdela podatke o kirurški sliki in jih na zaslonu asistenta prikaže v obrnjeni obliki za 180°, kar lahko učinkovito reši problem vrtenja slike in asistentu omogoči udobnejše sodelovanje v kirurškem postopku.

Skratka, vse večja uporaba endoskopskih sistemov v nevrokirurgiji predstavlja začetek nove dobe intraoperativne vizualizacije v nevrokirurgiji. V primerjavi s kirurškimi mikroskopi imajo zunanja ogledala boljšo kakovost slike in kirurško vidno polje, boljšo ergonomsko držo med operacijo, boljšo učinkovitost poučevanja in učinkovitejše sodelovanje kirurške ekipe, s podobnimi kirurškimi izidi. Zato je endoskop varna in učinkovita nova možnost za večino pogostih kranialnih in spinalnih operacij. Z napredkom in razvojem tehnologije lahko več orodij za intraoperativno vizualizacijo pomaga pri kirurških posegih za doseganje manjšega števila kirurških zapletov in boljše prognoze.