CC BY
14
Меркулов О.А., Панякина М.А.
РОЛЬ КОМПЬЮТЕРНО-АССИСТИРОВАННЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРИ ЭНДОСКОПИЧЕСКИХ ЭНДОНАЗАЛЬНЫХ ПОДХОДАХ К ОСНОВАНИЮ ЧЕРЕПА У ДЕТЕЙ
РОЛЬ КОМПЬЮТЕРНО-АССИСТИРОВАННЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРИ ЭНДОСКОПИЧЕСКИХ ЭНДОНАЗАЛЬНЫХ ПОДХОДАХ К ОСНОВАНИЮ ЧЕРЕПА У ДЕТЕЙ
Меркулов О.А.12, Панякина М.А.2 УДК: 616-053.2
1 Морозовская детская городская клиническая больница
2 Кафедра отоларингологии факультета последипломного образования Российского Медико-стоматологического университета
Резюме
С целью оценки возможностей компьютерно-ассистированных навигационных систем при осуществлении эндоскопических эндоназальных подходов к ОЧ у детей проведено исследование с включением 54 детей с новообразованиями передней и средней черепных ямок в возрасте от 1 месяца до 18 лет (средний возраст 10±3,6 года), разделенных на 2 группы в зависимости от использования компьютерной навигации.
В результате исследования установлено, что применение навигационного обеспечения (Vector Vision Compact system, Brain Lab, USA) при эндоскопических эндоназальных подходах к основанию черепа, позволяет более точно управлять операционным инструментарием в узких анатомических пространствах и более тщательно воздействовать на патологию, что, несмотря на дополнительное время, необходимое для регистрации данных, выражалось в достоверном уменьшении времени операции и объема кровопотери. Однако, компьютерно-ассистированные навигационные системы не являются полноценной заменой анатомическим знаниям, и на данный момент их использование при эндоскопических эндоназальных подходах к основанию черепа у детей не сопровождается достоверным снижением риска осложнений, рецидивов и развития резидуальной болезни.
Ключевые слова: Эндоназальные эндоскопические подходы, опухоли основания черепа, компьютерно-ассистированная навигация, дети.
THE ROLE OF COMPUTER-ASSISTED NAVIGATION SYSTEMS FOR ENDOSCOPIC ENDONASAL APPROACHES TO THE SKULL BASE IN CHILDREN.
Merkulov O.A., Panyakina M.A.
The objective of our study was to evaluate the contribution of computer navigation in performing endoscopic endonasal approaches to various pathologies of the skull base in pediatrics. The study included 54 children with various skull base pathology (girls - 27, boys - 27; mean age 10±3,6 years), treated in 3 different institutions from 2005 to 2011, divided into two groups depending on the use of computer navigation.
The study found that the use of navigational support for endoscopic endonasal approaches to the skull base, allows more precise control of operating equipment in the narrow anatomical spaces and be more affected by a pathology that, despite the extra time needed for data expressed in the significant decrease in operative time and blood loss. However, computer-assisted navigation systems are not meant to replace anatomical knowledge, and at the moment their use in endoscopic endonasal approaches to the skull base in children is not accompanied by a significant reduction in the risk of complications, recurrence and the development of residual disease.
Keywords: Endoscopic endonasal approaches, skull base tumors, computer-assisted navigation, children.
Введение
Первое применение компьютерно-ассистированных навигационных систем в области головы и шеи было описано G. Schlondorff в середине 80-х годов прошлого века [1], с тех пор многие исследовательские группы установили их практические преимущества, особенно при выполнении малоинвазивных вмешательств, а также для подходов к глубоко расположенным структурам головного мозга и основания черепа (ОЧ) [4, 3, 7].
Актуальность внедрения компьютерно-ассисти-рованных навигационных систем была связана с невозможностью точной ориентации среди важнейших анатомических образований, что повышало риск развития фатальных осложнений, таких как внутричерепная пенетрация и потеря зрения [5]. Однако указанное обстоятельство, согласно мнению многих авторов, ни в коей мере не может заменить соответствующих анатомических познаний [2, 6].
Несмотря на то, что преимущества использования компьютерно-ассистированных навигационных систем в педиатрической отоларингологии и хирургии основания черепа подтверждены в многочисленных исследованиях последнего десятилетия, разрозненность данных и
отсутствие во многих исследованиях групп сравнения не позволяют к настоящему времени сформулировать четкую позицию об их возможностях в педиатрической практике, что требует проведения дальнейших исследований в этом направлении.
Цель исследования
Оценить возможности компьютерно-ассистирован-ных навигационных систем при осуществлении эндоскопических эндоназальных подходов к ОЧ у детей.
Материал и методы
В исследование включено 54 ребенка с новообразованиями передней и средней черепных ямок в возрасте от 1 месяца до 18 лет (средний возраст 10±3,6 года), находившихся на лечении в отделении нейрохирургии краевой клинической больницы г. Ставрополь и Мо-розовской детской городской клинической больнице, а также в клинике нейрохирургии Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова в период с 2005 по 2011 год. Всем детям проводилось хирургическое лечение с использованием эндоскопической эндоназальной ассистенции.
Меркулов О.А., Панякина М.А.
РОЛЬ КОМПЬЮТЕРНО-АССИСТИРОВАННЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРИ ЭНДОСКОПИЧЕСКИХ ЭНДОНАЗАЛЬНЫХ ПОДХОДАХ К ОСНОВАНИЮ ЧЕРЕПА У ДЕТЕЙ
Для реализации поставленной цели в нашей работе применялась компьютерно-ассистированная навигационная система Vector Vision Compact system (Brain Lab, USA), которая относится к пассивным оптоэлектриче-ским системам, использующим отражающие сферы, расположенные на хирургических инструментах.
В зависимости от того, применялась ли навигационная система во время хирургических вмешательств или нет, исследуемые пациенты были рандомизированы на 2 группы: группу 1-21 детей, в лечении которых применялась навигационная ассистенция и группу 2-33 детей, у которых при проведении операций навигационная система не использовалась (табл. 1).
Основной задачей навигационной системы являлось определение положения инструмента внутри пациента в текущий момент времени. Для этого использовались компьютерные томограммы со срезами в аксиальной, коронарной и сагиттальной проекциях, на основании которых предварительно были установлены показания к проведению операции. Данные в цифровом формате переносились в навигационную систему, при этом стандартом считались изображения с изотропным разрешением 0,8-1 мм.
В качестве указок или «пойнтеров» применяли одноразовые маркеры для регистрации, представляющие собой миниатюрные силиконовые диски, наклеивающиеся на кожные покровы головы непосредственно перед проведением компьютерной томографии. Указанные маркеры сохранялись на коже до проведения операции. Согласно методическим рекомендациям Brain Lab использовали 5-6 маркеров.
Учитывая то, что расположение маркеров уникально для каждого пациента, от правильности их размещения и соблюдения инструкций по применению в значительной степени зависела точность навигации. В этой связи, родители пациентов были заранее проинформированы о предназначении регистрационных маркеров и необходимости сохранения их до момента операции.
Маркеры распределялись в пределах исследуемой области асимметрично относительно срединной сагит-
Табл. 1. Клиническая характеристика исследуемых групп
Группа 1 Группа 2 р
Количество больных 21 33 нд*
девочки 11 16 нд
мальчики 10 17 нд
Нозология
Аденома гипофиза 9 15 нд
Краниофарингеома 7 13 нд
Хордома 1 1 нд
Эстезионейробластома 1 2 нд
Менингоцеле 1 2 нд
Астроцитома 1 - нд
Лимфома 1 -
Примечание: * - нд- различия статистически недостоверны.
тальной плоскости строго в диапазоне сканирования, не закрывая подголовник, таким образом, чтобы область хирургического вмешательства находилась в центре зоны, охваченной пластинами для маркеров. Для закрепления пластин использовались участки головы с минимальным смещением кожи (правый и левый сосцевидный отростки; правая и левая стороны лба до линии роста волос; центр лба по средней линии; середина затылка). Кроме этого, в качестве пойнтеров мы пользовались теми или иными анатомическими ориентирами, например: медиальный и наружный углы глазной щели, расщелина между верхними резцами, и т.п., которые нетрудно идентифицировать как на изображениях, так и на самом больном.
Одним из важнейших компонентов регистрации пациента перед навигацией и самой компьютерной навигации являлась сетка привязки, позволяющая системе отслеживать положение головы пациента во время хирургического вмешательства и прикрепляющаяся к держателю головы с помощью адаптера (или зажима). Обычно используются две сетки: для предоперационной регистрации пациента (нестерильная) и для интраопера-ционной навигации (стерильная). Система обнаруживает сетку привязки по пространственному расположению ее сферических маркеров. При закреплении сетки привязки на пациенте или регулировке ее ориентации относительно камеры для наилучшего распознавания сетки привязки старались, чтобы направление обзора камеры было перпендикулярно плоскости, проходящей через центры всех сферических маркеров сетки.
Во время самой операции избегали смещения сетки привязки относительно пациента, что могло разрушить созданную систему координат, и, соответственно, представлять опасность для пациента. А также регулярно проверяли плотность размещения сферических маркеров на штифтах. При случайном изменении положения сетки привязки выполняли новую регистрацию.
После введения больного в наркоз и построения трехмерной модели головы пациента, она плотно фиксировалась на операционном столе с помощью подголовника, на который при помощи зажима прикреплялась сетка привязки.
В целях повышения точности навигации в работе использовались различные указки Brain LAB, позволяющие проводить регистрацию различных анатомических структур пациента и осуществлять проверку сохранения точности предоперационной регистрации в режиме реального времени.
Все компоненты навигационной системы были укреплены на передвижной стойке, в результате чего легко и быстро перемещались из одной зоны в другую. Перед использованием все инструменты были откалиброваны.
Результаты исследования и их обсуждение
В зависимости от вида и локализации опухоли применялись различные эндоскопические эндоназальные подходы, представляющие собой формирование того или
Меркулов О.А., Панякина М.А.
РОЛЬ КОМПЬЮТЕРНО-АССИСТИРОВАННЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРИ ЭНДОСКОПИЧЕСКИХ ЭНДОНАЗАЛЬНЫХ ПОДХОДАХ К ОСНОВАНИЮ ЧЕРЕПА У ДЕТЕЙ
иного коридора с подходом к требуемой анатомической области. Учитывая возраст и анатомические особенности, выполняемые коридоры были в большинстве случаев комбинированными (табл. 2).
Управление системой навигации не представляло затруднений. Маркерные устройства строго соответствовали определенным запрограммированным графическим образам, позволяющим отображать специфическую информацию для хирурга (рис. 1, 2).
Улучшение ориентации среди важнейших анатомических образований при использовании навигационного оборудование позволяло более точно управлять операционным инструментарием в узких анатомических пространствах и более тщательно воздействовать на патологию, что в конечном итоге выражалось в более консервативном вмешательстве по сравнению с группой, где компьютерная навигация не использовалась. На этапе освоения методики увеличение средней
Табл. 2. Эндоскопические эндоназальные подходы к ОЧ у детей
Коридор Доступ Цель
Комбинированный трансназальный / трансэтмоидальный Транскрибриформный / Подход через решетчатую ямку Передняя черепная ямка, обонятельный гребень (эстезионейро-бластома, менингоцеле, астроцитома, лимфома)
Комбинированный транссфеноидальный / Транселлярный Турецкое седло (аденома гипофиза)
трансэтмоидальный Транстуберкулярный Супраселлярная цистерна (аденома гипофиза с супраселлярным распространением, краниофарингеома)
Транскливальный Верхняя 1/3 кливуса (хордома)
Рис. 1. Эндоскопическое эндоназальное удаление аденомы гипофиза посредством формирования комбинированного транссфеноидального/ трансэтмо-идального коридора и трансселлярного доступа с применением навигационной станции Vector Vision Compact system
Меркулов О.А., Панякина М.А.
РОЛЬ КОМПЬЮТЕРНО-АССИСТИРОВАННЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРИ ЭНДОСКОПИЧЕСКИХ ЭНДОНАЗАЛЬНЫХ ПОДХОДАХ К ОСНОВАНИЮ ЧЕРЕПА У ДЕТЕЙ
Рис. 2. Эндоскопическое эндоназальное удаление краниофарингеомы посредством формирования комбинированного транссфеноидального/ транс-этмоидального коридора и транстуберкулярного доступа с применением навигационной станции Vector Vision Compact system
продолжительности хирургического вмешательства составляло около 35 минут, однако при появлении навыков использования навигационного оборудования, указанное время снизилось до 10-20 минут. Средняя погрешность навигационной системы при определении анатомических структур на начальных этапах освоения методики составляла 1 мм и с накоплением опыта исчезла (табл. 3).
При анализе различных параметров хирургического лечения отмечено достоверное уменьшение среднего времени операции, в большей степени на ее начальных этапах - формирования эндоназального коридора и доступа, идентификации окружающих анатомических структур. Различия по времени удаления опухоли и реконструкции основания черепа между исследуемыми группами были статистически недостоверными, что было связано с возникающими коллаптоидными изменениями анатомических структур основания черепа в результате удаления опухолевой массы.
Табл. 3. Характеристика хирургических этапов в исследуемых группах
Параметры Группа 1 Группа 2 р
Общее время операции (мин) 228,1±10,1 294,3±11,3 0,004
Время подготовки к операции (мин.) 11,8±3,8 12,2±7,2 нд*
Время регистрации (мин.) 12,3±2,2 - -
Среднее число регистрационных маркеров 5,8 - -
Средняя погрешность навигационной системы (мм) 0,98 - -
Время выполнения эндоназального подхода (мин) 41,2±3,6 62,2±2,3 0,001
Время идентификации опухоли и окружающих анатомических структур основания черепа(мин) 42,8±3,2 80,2 ±3,9 0,001
Время удаления опухоли (мин) 77,8±2,1 91,3±3,8 нд
Время реконструкции основания черепа и тампонирования полости носа (мин) 43,2±1,6 48,4±1,8 нд
Средняя кровопотеря (мл) 258,6±13,2 316,3 ±15,6 0,008
Интра- и послеоперационные осложнения 3 5 нд
Примечание: * - нд- различия статистически недостоверны.
Меркулов О.А., Панякина М.А.
РОЛЬ КОМПЬЮТЕРНО-АССИСТИРОВАННЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРИ ЭНДОСКОПИЧЕСКИХ ЭНДОНАЗАЛЬНЫХ ПОДХОДАХ К ОСНОВАНИЮ ЧЕРЕПА У ДЕТЕЙ
Следует отметить, что, несмотря на неспособность навигационных систем обнаруживать расположение кровеносных сосудов, средний объем кровопотери в нашем исследовании был достоверно ниже в группе с применением навигационного оборудования, что по нашему мнению явилось закономерным результатом меньшего общего времени операции и возможности проведения более точных и аккуратных хирургических действий.
Среди интра- и послеоперационных осложнений в нашем исследовании отмечены случаи менингита, интраоперационного кровотечения и ликвореи. При сравнении частоты их развития между группами, отмечено некоторое превалирование осложнений в группе, где компьютерная навигация не использовалась, однако статистическая достоверность не была достигнута.
Отдаленные результаты хирургического лечения исследуемых пациентов были прослежены в сроки от 1 года до 6 лет. Оценивались такие показатели, как наступление летального исхода, рецидив опухоли, развитие резидуаль-ной болезни, представляющей собой локальное усиление сигнала при визуализации (обычно МРТ) в отсутствии клинической симптоматики и стабильное в размерах при динамическом наблюдении (табл. 4).
Табл. 4. Отдаленные результаты хирургического лечения в исследуемых группах
Параметры Группа 1 Группа 2 р
Средний период наблюдения (мес.) 42±0,8 46±0,5 нд*
Рецидив опухоли 2(9,5%) 4 (12%) нд
Резидуальная болезнь 1 (4,7%) 2 (6%) нд
Летальный исход - -
Примечание: * - нд- различия статистически недостоверны.
При анализе отдаленных результатов, несмотря на некоторое превалирование случаев рецидива опухоли и развития резидуальной болезни в группе, где компьютерная навигация не использовалась, статистически значимая достоверность не была достигнута.
эндоназального коридора и доступа, идентификации окружающих анатомических структур. С увеличением опыта использования навигационного оборудования погрешность системы, также как и время регистрации уменьшаются.
- Несмотря на неспособность навигационных систем обнаруживать расположение кровеносных сосудов, средний объем кровопотери в нашем исследовании был достоверно ниже в группе с применением навигационного оборудования, что, по нашему мнению, явилось закономерным результатом уменьшения общего времени операции и возможности проведения более точных и аккуратных хирургических действий.
- Компьютерно-ассистированные навигационные системы не являются полноценной заменой анатомическим знаниям, и на данный момент их использование при эндоскопических эндоназальных подходах к основанию черепа у детей не сопровождается достоверным снижением риска осложнений, рецидивов и развития резидуальной болезни.
Литература
1. CAS (computer assisted surgery). A new procedure in head and neck surgery / G. Schlondorff [et al.] // HNO. - 1989. - Vol. 37(5). - P. 187-90.
2. Chu S. Endoscopic Sinus Surgery Under Navigation System - Analysis Report of 79 Cases // J Chin Med Assoc. - 2006. - Vol. 69(11). - P. 529-33.
3. Computer-assisted surgery of the paranasal sinuses: technical and clinical experience with 368 patients, using the Vector Vision Compact system / K. Stelter [et al.] // The Journal of Laryngology & Otology. - 2006. - Vol. 120. - P. 1026-32.
4. Hartmut K.G. BrainLab Vector Vision neuronavigation system: technology and clinical experience in 131 cases / K.G.Hartmut, C.W.Darius, B.L. Christianto // Neurosurgery. - 1999. - Vol. 44. - P. 97-105.
5. Image-guided endoscopic surgery: results of accuracy and performance in a multicenter clinical study using an electromagnetic tracking system / M.P. Fried [et al.] // Laryngoscope. - 1997. - Vol. 107. - P. 594-601.
6. Postec F. Computer Assisted Navigation System (CANS) in Pediatric Functional Endoscopic Sinus Surgery / F. Postec, F.Disant, P. Froehlich // Arch Otolaryngol Head Neck Surg. - 2002. - Vol. 128. - P. 797-800.
7. Postimaging brain distortion magnitude, correlates and impact on neuronavigation / N.L. Dorward [et al.] // J.Neurosurgery. - 1998. - Vol. 88. - P. 656-62.
Выводы:
- Компьютерно-ассистированные навигационные системы могут использоваться в педиатрической практике при эндоскопических эндоназальных подходах к основанию черепа не только по особым показаниям, но и в качестве рутинного метода, учитывая возрастные особенности анатомии черепа (значительная вариабельность размеров околоносовых пазух, узость носовых ходов).
- Применение навигационного обеспечения при эндоскопических эндоназальных подходах к основанию черепа позволяет более точно управлять операционным инструментарием в узких анатомических пространствах и более тщательно воздействовать на патологию, что достоверно уменьшает время операции, в большей степени на ее начальных этапах - формирования
Контактная информация
Меркулов Олег Александрович
Российский Медико-стоматологический Университет, кафедра отоларингологии факультета последипломного образования Тел.: +7 (916) 671-82-44 e-mail: [email protected]
