1. história dos sistemas de navegação por imagem
A tecnologia de navegação por imagem (navegador de imagem, guia de imagem), também conhecida como estereotaxi sem moldura ou cirurgia assistida por computador (tecnologia assistida por computador, cirurgia assistida por computador, CAS), foi desenvolvida com base em estereotaxi emoldurada. Foi desenvolvido com base na técnica de estereotáxia emoldurada. Zhang Xiaowen, Departamento de Otorrinolaringologia, Chefe e Pescoço, O Primeiro Hospital da Universidade Médica de Guangzhou
A cirurgia estereotáxica, também conhecida como cirurgia de navegação emoldurada, utiliza um instrumento estereotáxico emoldurado, que é um suporte metálico que pode ser fixado ao crânio com uma escala que permite a localização de alvos intracranianos a ser determinada por raio-X, TAC ou RM e expressa em leituras coordenadas. Spiegel e Wycis inventaram o aparelho estereotáxico humano e utilizaram a ventriculografia para localizar e destruir estruturas cerebrais profundas para o tratamento de doenças psiquiátricas. No início do século XX, as radiografias de raios X tornaram-se disponíveis para o diagnóstico da doença sinusal, e em 1912 Mosher inseriu com precisão uma sonda no seio frontal com a ajuda de fotografia de raios X lateral. Em 1914, Cushing descreveu a sua experiência com o uso da radiografia para localizar o seio pterigóides e a sela na cirurgia do tumor pituitário. A cirurgia precoce guiada por enquadramento foi não só imprecisa mas também bastante invasiva devido a más técnicas de imagem e radiográficas, o que dificultou a sua utilização clínica. Após as décadas de 1960 e 1970, o uso generalizado da TC e da RM melhorou muito a precisão e a segurança das cirurgias guiadas por enquadramento. No entanto, os dispositivos cirúrgicos guiados por enquadramento têm as seguintes desvantagens difíceis de ultrapassar: (1) os dispositivos de posicionamento e orientação são volumosos e inflexíveis; (2) os dispositivos guiados por enquadramento causam desconforto ao paciente; (3) o posicionamento e orientação não são em tempo real, não-intuitivos e pesados de calcular; (4) não são adequados para crianças ou com crânios finos; (5) porque o enquadramento de posicionamento afecta a intubação traqueal, para aqueles que necessitam de anestesia geral, têm de ser intubados primeiro e depois usar o enquadramento de posicionamento, o que aumentará o tempo de anestesia e cirurgia. Isto aumentará a duração da anestesia e da cirurgia, e não permitirá a realização de exames de ressonância magnética funcional. Devido às suas limitações, a cirurgia de navegação emoldurada é actualmente utilizada principalmente para neurocirurgia funcional ou biópsia direccional de tecidos.
O rápido desenvolvimento da tecnologia informática no início dos anos 70 levou à utilização de scans corporais computorizados para visualizar a anatomia do corpo, levando à Cirurgia por Imagem Guia (IGS); com a utilização da Ressonância Magnética (MRI), isto proporcionou ainda uma imagem mais clara da anatomia. No entanto, estas apenas forneciam imagens bidimensionais e o cirurgião só podia imaginar a complexa anatomia tridimensional e considerar a via cirúrgica em conformidade. O rápido desenvolvimento de disciplinas relacionadas com computador, rádio e sinalização permitiu o avanço da cirurgia guiada por imagem numa ferramenta de planeamento cirúrgico e navegação verdadeiramente interactiva, levando à criação de sistemas de navegação computorizados, uma técnica estereotáxica inteligente, mais precisa, flexível, conveniente e amplamente utilizada, que fornece as imagens tridimensionais (3D) interactivas necessárias para a cirurgia.
Em 1986, Roberts nos EUA relatou pela primeira vez a utilização de digitalizadores acústicos para rastrear instrumentos cirúrgicos ou microscópios, tendo sido pioneiro na utilização de tecnologia de navegação computorizada na prática clínica e, portanto, pioneiro na neurocirurgia estereotáxica sem moldura (Neuronavigator). Os investigadores de Aachen foram os primeiros a investigar o uso de sistemas de navegação por imagem na cirurgia otorrinolaringológica de cabeça e pescoço e desenvolveram um sistema robótico de primeira geração de navegação do tipo braço, mas o braço era limitado no seu movimento e demasiado volumoso para a precisão da cirurgia otorrinolaringológica. Em 1991, Kato relatou a concepção e aplicação clínica de um digitalizador electromagnético, um sistema constituído por um digitalizador electromagnético tridimensional e um díodo emissor de luz (LED) tridimensional. Em 1992, o digitalizador de infravermelhos foi utilizado na prática clínica e é actualmente o sistema de navegação cirúrgica mais utilizado. Com base na aplicação clínica, Roth et al. propuseram que o sistema de navegação de imagens otorrinolaringológicas deveria ter as seguintes condições: ① precisão de navegação e posicionamento dentro de 2-3 mm; ② métodos opcionais de posicionamento para evitar TAC repetidos; ③ a cabeça do paciente deveria ser capaz de se mover quer sob anestesia geral quer sob anestesia local; ④ o sensor está ligado a instrumentos cirúrgicos tais como aparelhos de sucção e cortadores, e os instrumentos cirúrgicos ligados podem ser bem operados ; ⑤ o sistema de navegação pode ser manipulado directamente pelo médico sem a necessidade de um técnico. Após mais de vinte anos de desenvolvimento, a tecnologia de navegação moderna satisfaz melhor estas condições, o sistema de navegação intra-operatória em tempo real está a ser aplicado e aperfeiçoado.
2. sistemas e princípios
Desde a primeira geração de sistemas de navegação até ao presente, quase 20 anos, embora tenham sido introduzidos vários modelos de sistemas de navegação, mas a sua composição e princípio de funcionamento é mais ou menos o mesmo. O sistema de navegação é composto por um sistema informático de processamento de imagem, um sistema de condução de recepção de sinal e uma fonte de sinal (Figura 1). O sinal recebido pelo receptor de sinal é processado por uma estação de trabalho informática, e depois a fonte de sinal pode ser sobreposta à imagem correspondente, apresentando a parte anatómica onde se encontra actualmente na imagem do ecrã da estação de trabalho (estabelecendo uma correspondência entre a imagem da sequência de navegação e a estrutura do cérebro do paciente). Estas três partes são ligadas por um cabo coaxial para formar um todo, que pode tanto receber sinais infravermelhos para sentir a orientação da cabeça e do microscópio do paciente e várias mudanças no movimento e rotação, como emitir comandos no posto de trabalho para dirigir o braço robótico para completar várias operações auxiliares intra-operatórias.
1, estação de trabalho (Workstation): devido à necessidade de processar e exibir uma grande quantidade de informação e dados de imagem, o sistema de neuronavegação requer memória geral de estação de trabalho > 512 megabytes (M bytes), o espaço no disco rígido é suficientemente grande, velocidade de operação rápida, com ecrã de monitorização de alta resolução.
2.Localizating Devices：Including ferramentas de posicionamento e conversores digitais tridimensionais. O sistema de navegação pode seguir a visualização da sonda ou ferramenta de posicionamento mantida pelo cirurgião, ou seja, a posição da ponta da sonda e a trajectória do arco pode ser determinada em qualquer altura. Embora estejam disponíveis vários dispositivos de posicionamento, estes devem ser capazes de fornecer uma mensagem contínua de posicionamento em tempo real com uma taxa de actualização não inferior a 30 vezes/segundo para uma imagem convencional de 3 mm de espessura, e uma precisão de 0,25 mm em 67% das medições e <1 mm em 95% das medições.
(1) Dispositivo articulado de posicionamento do braço: com 6 a 7 articulações com consciência de posição, para que a posição e o ângulo da sonda possa fazer 6 tipos de movimento livre, e possa determinar a sua posição espacial. Aqui a posição angular de cada junta é calculada por computador através da aplicação do princípio da trigonometria, calculando assim a posição e o ângulo da ponta da sonda. O dispositivo de posicionamento do braço articulado ideal deve ser bem equilibrado, leve, livremente móvel em qualquer orientação, fixado firmemente ao cabeçote e não interferir com a operação cirúrgica.
(2) Dispositivo activo de posicionamento por infravermelhos: consiste numa ferramenta de posicionamento (por exemplo, sonda, instrumentos cirúrgicos padrão, tais como pinças bipolares, etc.), um díodo emissor de infravermelhos e um receptor de infravermelhos. A luz infravermelha emitida pelo LED montado na ferramenta de posicionamento pode ser detectada por dois a três receptores seguidos, de modo a que a posição da sonda no espaço possa ser determinada pelo computador. Como o dispositivo de detecção LED é pequeno e compacto, pode ser montado num instrumento cirúrgico padrão, que não só é mais leve e flexível do que um braço articulado, como também torna o instrumento cirúrgico multifuncional. Além disso, o LED pode ser montado num cabeçote de referência, que é fixado ao cabeçote, permitindo que o movimento do cabeçote durante a cirurgia seja detectado e corrigido a tempo. Desvantagens: ① Não deve haver qualquer obstrução entre a unidade LED e o receptor, o que pode ser difícil de conseguir em salas de operações pequenas e movimentadas. Ao utilizar o microscópio operativo, a luz infravermelha emitida pela sonda manual do cirurgião é facilmente bloqueada pelo microscópio operativo. ② A luz infravermelha emitida pelo LED precisa de estar num ângulo para ser recebida, por isso não só a sonda de mão do cirurgião não precisa de bloquear a luz infravermelha, como a ferramenta de posicionamento deve ser utilizada dentro de um ângulo limitado. (3) Se os LEDs estiverem parcialmente bloqueados ou não funcionarem e apenas 2 ou 3 LEDs forem recebidos, o sistema de posicionamento não será capaz de medir todas as direcções da ferramenta de posicionamento.
(3) Dispositivo de posicionamento por infravermelhos passivo: O princípio e método básico é o mesmo que o do dispositivo de posicionamento por infravermelhos activo, excepto que a ferramenta de posicionamento está equipada com várias pequenas esferas que podem reflectir luz infravermelha. Como a esfera reflectora é pequena e leve, pode ser montada em qualquer instrumento cirúrgico, e não precisa de ser ligada a um fio, tornando-a mais flexível e conveniente de utilizar do que o dispositivo activo de posicionamento por infravermelhos. Desvantagens: as mesmas que o dispositivo de posicionamento por infravermelhos activo.
(4) Dispositivo de posicionamento por ultra-sons: detecção e posicionamento com ultra-sons. Vantagens com dispositivos infravermelhos, e baratos, desvantagens também com dispositivos infravermelhos, mas mais susceptíveis à interferência de vários factores, tais como mudanças de temperatura, fluxo de ar, ecos de paredes e pisos, obstáculos, etc., e requer sondas longas, grandes receptores, estes últimos devem ser alinhados no campo de operação dentro de 1 m. É agora utilizado com parcimónia devido ao seu uso inconveniente.
(5) Dispositivo de posicionamento do microscópio cirúrgico: os dispositivos de posicionamento acima referidos, tais como LED, dispositivos ultra-sónicos e apalpadores do braço da articulação são montados no microscópio cirúrgico, juntamente com a medição a laser do comprimento do ponto focal da lente para determinar a posição do microscópio cirúrgico, de modo a que o centro focal do microscópio cirúrgico seja como a ponta da sonda do dispositivo de posicionamento portátil, que pode exibir a orientação e o seguimento dinâmico no ecrã de monitorização do computador. Para além das funções de posicionamento e navegação, as imagens de TC e RM correspondentes do campo operatório vistas pelo microscópio operatório podem ser sobrepostas na lente conforme necessário, para que o cirurgião não tenha de interromper a operação a fim de ver as imagens de TC e RM no monitor da estação de trabalho. Desvantagens: ①It não é tão conveniente como o dispositivo de posicionamento manual em termos de aplicação de desenho de acesso cirúrgico (incisão na pele, craniotomia, etc.), etc. ②Less posicionamento preciso do que os dispositivos de posicionamento manual. (3) Exposição limitada do campo operativo.
(6) Outras técnicas de posicionamento: tais como navegação electromagnética, navegação por inércia, varrimento por laser ou radar, televisão, etc. A fiabilidade, precisão e praticabilidade da aplicação estão ainda por determinar.
(3) Coordenadas (Fiduciais): São uma classe de marcadores que podem ser vistos tanto no paciente como nos dados de imagem e são utilizados para ligar os dois juntos. Existem actualmente três tipos de coordenadas: coordenadas fixas, coordenadas cutâneas e coordenadas anatómicas, que devem ser seleccionadas de acordo com os requisitos de precisão, custo e benefício do procedimento. Por exemplo, as coordenadas da pele são um produto plástico (uma esponja contendo cloreto de magnésio) que pode ser aplicado na pele. As vantagens são que são fáceis de usar, não invasivas e económicas. A desvantagem é que a pele é móvel e há algum erro no posicionamento. Por conseguinte, é utilizado principalmente para procedimentos onde não é necessária precisão. As coordenadas anatómicas são intrínsecas à cabeça, tais como o canal auditivo externo, ecrã para-auricular, raiz nasal e contiguidade extra-ocular e têm as mesmas vantagens e desvantagens que as coordenadas cutâneas. As coordenadas fixas são também de plástico e podem ser fixadas ao crânio ou sob a maxila (esta última é chamada de coordenadas de reforço maxilar e é feita de acrílico), sem a desvantagem de as coordenadas da pele se moverem, mas com desconforto para o paciente. É geralmente utilizado para cirurgia com requisitos de posicionamento elevados, enquanto o descanso maxilar é utilizado para cirurgia da base do crânio.
Ligado aos scanners de imagem: Além de receber dados de imagem através de scanners ou CD-ROMs, a estação de trabalho do sistema de neuronavegação está também ligada aos scanners de TC e MRI através de conectores, de modo a que a estação de trabalho possa obter dados de imagem de forma mais conveniente e em maior quantidade.
5.Software Funções: Cada sistema de navegação tem o seu próprio software único, mas as suas funções básicas são semelhantes. Quando os dados de imagem são introduzidos no computador, o software pode armazenar as imagens de acordo com a sua posição e hierarquia originais, e através do processo de reconstrução produzir novos dados de imagem em várias orientações, que podem ser exibidos no ecrã do monitor conforme necessário. A reconstrução da imagem em 3D forma um modelo informático da anatomia do paciente, que é útil não só para a navegação intra-operatória, mas também para a concepção de planos cirúrgicos pré-operatórios e registo intra-operatório. Em particular, os procedimentos de registo podem ser simplificados. Quando o registo estiver completo e a ponta da sonda for movida sobre a cabeça do paciente, a aproximação da ponta da sonda às imagens de TC e ressonância magnética correspondentes pode ser exibida no ecrã do monitor simultânea e continuamente. As estruturas neurovasculares encontradas pela abordagem cirúrgica podem ser exibidas conforme necessário, ou seja, vista projectada (trajectória). Esta função também pode ser utilizada para fins de ensino e demonstração cirúrgica. A visualização da imagem 3D pode ser rodada conforme necessário, com as estruturas de superfície a tornarem-se transparentes para mostrar as estruturas de interesse dentro delas. A imagem pode estar imóvel ou em movimento contínuo e uma régua está disponível para medir com precisão a distância entre quaisquer dois pontos. A qualidade da imagem é clara e a fidelidade depende do desempenho da estação de trabalho, para além da qualidade das imagens originais de TC e MRI.
O sistema InstaTrak utiliza um sistema de ondas electromagnéticas, onde instrumentos metálicos podem interferir com a transmissão de sinais, e o monitor alerta automaticamente o operador quando ocorre interferência. Há duas camadas de colchões entre o paciente e a mesa de metal, e uma distância entre a mesa de instrumentos, a máquina anestésica e outros instrumentos metálicos e a área cirúrgica. O paciente deve usar a mesma armação da cabeça no dia do procedimento. O sistema Insta Trak é capaz de registo automático: os marcadores são pré-integrados no suporte da cabeça, pelo que não há necessidade de marcadores corporais para calibrar a anatomia. Como o sistema InstaTrak utiliza um sistema de ondas electromagnéticas, os instrumentos metálicos podem interferir com a transmissão do sinal e o monitor alerta automaticamente o operador quando ocorre interferência. O Instatrack utiliza uma ponta de sucção não metálica que tem a vantagem de ser capaz de visar uma hemorragia rápida mas tem dificuldades em alcançar o seio frontal com uma ponta de sucção curva devido ao seu calibre e estrutura da ponta.
O sistema Stealthstation utiliza um sistema de rastreio de infravermelhos para mostrar a posição dos instrumentos cirúrgicos na TC pré-operatória do paciente de forma atempada. As extremidades dos instrumentos são reflectidas na TC coronal, sagital e transversal sob a forma de cruzes e fotorreceptores, que são três receptores de infravermelhos dispostos num dispositivo fixo localizado a 6 pés de altura em frente da mesa cirúrgica. Os receptores rastreiam a posição dos pontos de emissão de infravermelhos colocados em instrumentos cirúrgicos padrão ou dispositivos de sucção directa, e uma série de pontos de emissão de infravermelhos na estrutura da cabeça do paciente são também utilizados para monitorizar o movimento da cabeça. O sistema Station utiliza instrumentos cirúrgicos endoscópicos padrão com pontos de emissão infravermelhos para posicionamento e tem a vantagem de poder operar na área de safena frontal, com uma pequena sucção de ponta curva que permite o acesso ao seio frontal e mostra diferentes posições dentro de uma grande cavidade sinusal. stealth Station-LandmarX Otolaryngology-Head e Neck Surgery Imaging O sistema de navegação aplica o princípio de posicionamento óptico sem interferência e deflexão electromagnética; tem um poderoso sistema de processamento de dados de imagem e espaço para actualizações; pequena estação de trabalho da máquina com aproximadamente 20 vezes mais velocidade de processamento do que os sistemas de navegação baseados em microcomputador, etc. A forma gráfica representa áreas de navegação com uma precisão inferior a 1 mm e fornece mais informação do que um único visor digital. Interoperável com o sistema de navegação Steath Station da Medtronic. Adaptável à maioria dos instrumentos duros, brocas de corte de potência, instrumentos de perfuração do seio frontal, etc.; o software suporta todos os procedimentos otorrinolaringológicos; pode ser com ou sem fios com uma vasta gama de instrumentos específicos de otorrinolaringologia.
3.Application do sistema de navegação por imagem
O sistema de navegação por imagem é, em princípio, adequado para todos os procedimentos cirúrgicos endoscópicos nasais, bem como para alguns procedimentos cirúrgicos otológicos e à base do crânio.3,1 Sinusite complexa e pólipos nasais. Em pacientes que foram submetidos a cirurgia de sinusite, foram removidos importantes marcos anatómicos como as turbinas médias, ganchos, substrato e funil de peneira. Alguns doentes com sinusite apresentam anomalias anatómicas locais, tais como o septo orbital inferior, o septo supra-parietal, artéria carótida interna anormal, desenvolvimento anormal do canal nasal frontal e desenvolvimento anormal do seio pterigóides, que podem facilmente levar a uma abertura incompleta dos seios nasais e a uma remoção incompleta das lesões. Estas dificuldades podem ser facilmente ultrapassadas pela utilização de um sistema de navegação durante a cirurgia. Roth et al. usaram o sistema Viewing Wand para navegar na cirurgia do seio em pacientes com tumores nasais e sinusais, incluindo displasia osteocondral e osteoma, e os resultados foram muito úteis em pacientes com anatomia local perturbada. Em 2000, o Departamento de Otorrinolaringologia, Cirurgia da Cabeça e do Pescoço do Hospital Tongren de Pequim realizou seis casos de ressecção transnasal endoscópica de tumores fibrovasculares nasofaríngeos com a ajuda do sistema de navegação, o que reduziu o risco de cirurgia até certo ponto e permitiu a determinação precisa do limite do tumor, especialmente para tumores fibrovasculares nasofaríngeos recorrentes. De 2001 a 2005, 12 casos de fibromas ossificados dos seios nasais envolvendo a placa orbital e ossos da base do crânio foram ressecados por endoscopia transnasal sob a orientação do BrainLab na Alemanha. 3,3 Descompressão do nervo óptico. 3,4 Biópsia ou drenagem do seio transsfenoidal. Moses et al. realizaram a ressecção do tumor pituitário sob o sistema Insta trak. 5 casos de adenoma pituitário e 1 caso de craniofaringioma foram ressecados com boa coordenação entre o sistema de navegação e o endoscópio, e todos os tumores foram completamente removidos sem complicações intra-operatórias ou pós-operatórias. O Departamento de Otorrinolaringologia, Cirurgia de Cabeça e Pescoço do Hospital Tongren de Beijing adoptou a ressecção endoscópica transnasal dos adenomas da hipófise com a ajuda do sistema de navegação em 8 casos, o que aumentou a certeza e confiança do operador na ressecção precisa e completa dos tumores sem complicações intra e pós-operatórias. No entanto, vale a pena notar que ao efectuar a ressecção de tumores pituitários gigantes, quando a parte inferior do tumor é parcialmente removida, a posição mostrada pela orientação de navegação difere muito da actual, e o tumor pendurado em cima é completamente diferente do mostrado pela imagem original, neste momento, não é possível confiar na navegação para ajudar a localizá-lo. 3,6 Biopsia ou ressecção cirúrgica da base do crânio. Klimek et al. realizaram 14 cirurgias da base do crânio em crianças sob a orientação de um sistema de navegação tipo braço robótico e concluíram que a utilização de um sistema de navegação em cirurgia endoscópica da base anterior do crânio era útil para melhorar a segurança cirúrgica. Carney et al. realizaram 14 cirurgias da base do crânio, corno cerebral sinusal e crânio utilizando o sistema Viewing Wand e concluíram que o sistema era útil para a ressecção extensiva da lesão com uma abordagem minimamente invasiva. O sistema foi considerado útil para uma vasta gama de remoção de lesões com uma abordagem minimamente invasiva.
4. as vantagens da utilização de um sistema de navegação por imagem na cirurgia do seio
A utilização intra-operatória dos sistemas de navegação tem as seguintes vantagens: (1) determinação precisa da localização espacial tridimensional da operação (resposta: onde está agora?) (2) mostrando as estruturas adjacentes ao campo operativo (resposta: o que está à volta?) . (3) Indicar a orientação do sítio alvo e a sua relação espacial com o sítio cirúrgico pretendido (resposta: em que direcção se deve proceder?). . (4) Ajudar a conceber a abordagem cirúrgica ideal (resposta: como deve ser atingido o objectivo?). . (5) Mostrar as estruturas que podem ser encontradas ao longo da abordagem cirúrgica (Resposta: o que está ao longo do caminho?). . (6) Mostrar a localização de estruturas importantes (Resposta: o que está a ser evitado?) . . (7) Mostrar o tamanho e extensão do espaço alvo (resposta: quanto da lesão é removida?) . .
A cirurgia com tecnologia de navegação por imagem tem vantagens insubstituíveis para a cirurgia do seio funcional: i. Posicionamento preciso: a precisão é de apenas 1,0 a 1,5 mm (núcleo), o que é impossível para o olho humano conseguir com a ampliação do endoscópio nasal. ii. Fornecimento de informações importantes (localização no espaço tridimensional, estruturas importantes adjacentes, relação espacial entre o local da lesão e o local da cirurgia e estruturas importantes que possam ser encontradas).
A principal vantagem de utilizar um sistema de navegação de imagem na cirurgia do seio é proporcionar ao operador um posicionamento anatómico em qualquer altura durante o procedimento e aumentar a auto-confiança do operador. Teoricamente, ajuda a reduzir as complicações cirúrgicas. No caso da cirurgia do tumor na base do crânio nasal, a utilização de um sistema de navegação por imagem pode ajudar o cirurgião a identificar os pontos anatómicos que foram destruídos pelo novo organismo e a determinar a extensão do tumor, facilitando assim a remoção completa do tumor e evitando danos no tecido normal. (ii) Durante a cirurgia de revisão, a utilização de um sistema de navegação por imagem pode ajudar o operador a determinar correctamente a anatomia, uma vez que os procedimentos anteriores alteraram a anatomia. Além disso, um sistema de navegação por imagem pode ser útil para efeitos de ensino, oferecendo potencialmente uma garantia de segurança para procedimentos difíceis e poupando tempo de operação.
5. deficiências e riscos potenciais da utilização de sistemas de navegação por imagem na cirurgia do seio
As desvantagens da utilização de sistemas de navegação por imagem manifestam-se principalmente nos seguintes aspectos: ① A necessidade de usar um dispositivo especial de posicionamento para digitalização por TAC ou ressonância magnética antes da cirurgia é incómoda e aumenta o custo da cirurgia para o paciente; ② De acordo com a literatura, quando o sistema de navegação por imagem é inicialmente utilizado, o tempo de preparação pré-cirúrgica (incluindo alinhamento, posicionamento cefalométrico, registo do instrumento, etc.) para cada paciente pode prolongar o tempo cirúrgico total em 15-30 min, mesmo após a proficiência no sistema de navegação por imagem. (3) Os sistemas de navegação de imagens existentes baseiam-se em imagens de TC ou MRI antes da cirurgia, que não reflectem alterações durante a cirurgia em tempo real, por exemplo, não podem mostrar a ressecção da lesão (tumor) em tempo real durante a cirurgia, mas só podem ser comparadas com as imagens 3D construídas antes da cirurgia. Por exemplo, o sistema de navegação por RM intra-operatório introduzido pela Medtronic no Hospital Huashan de Xangai pode ser capaz de compensar até certo ponto as deficiências do sistema de navegação por imagem; ④ A precisão do sistema de navegação por imagem é melhor em armações ósseas ou rígidas, mas em tecidos moles, ou em casos em que a estrutura anatómica muda com a operação No caso de operações com tecidos moles, ou quando a anatomia muda com a operação, a navegação baseada em parâmetros pré-cirúrgicos é propensa a enviesamentos de indicação. Por exemplo, no caso de um grande tumor pituitário, quando parte do tumor é removida, a glândula pituitária move-se para a base da sela sob pressão intracraniana, ou o seio cavernoso move-se para a linha média de ambos os lados, resultando numa alteração da posição anatómica, o que pode levar a erros cirúrgicos se se confiar nas informações fornecidas pelo sistema de navegação por imagem. É também um encargo financeiro para os doentes. Em 2003, Metson realizou uma análise retrospectiva de 1.000 procedimentos endoscópicos nasais com um sistema guiado por imagem, dos quais três resultaram em fugas nasais de líquido cefalorraquidiano. Existem duas razões principais para as complicações associadas à utilização de sistemas de navegação por imagem: (1) as imagens 3D apresentadas no computador são reconstruídas a partir da TC horizontal pré-operatória, o que inevitavelmente resulta num grau de erro no processo de reconstrução, e (2) existe o potencial para um maior desvio devido ao movimento da armação da cabeça durante o procedimento. Foi relatado na literatura que na prática clínica de rotina, a capacidade de um sistema de navegação de imagem para localizar estruturas anatómicas está dentro de 2 mm, e que se este valor for excedido, isto é, se a precisão do posicionamento diminuir para além de 2 mm, então é provável que ocorram erros cirúrgicos. Por conseguinte, o sistema de orientação de imagem é apenas relativamente preciso e fiável. Para os cirurgiões inexperientes, se tiverem demasiada fé no sistema de navegação por imagem e pensarem que têm uma “licença” para operar nos seios nasais com confiança, é mais provável que tenham complicações.
6) Indicações para a utilização de sistemas de navegação por imagem
Embora alguns estudiosos tenham recomendado o uso de sistemas de navegação por imagem para todos os pacientes submetidos a cirurgia endoscópica dos seios nasais, esta visão ainda é controversa. Em 1994, Anon et al. sugeriram que as indicações mais fortes para o uso de sistemas de navegação por imagem incluem: (i) cirurgia de revisão; (ii) lesões extensas; (iii) lesões do seio pterigóides; (iv) espaço aéreo Onodi ou outras variações anatómicas com potenciais complicações cirúrgicas; (v) lesões do seio frontal de safena; e (vi) hipoplasia do nervo óptico. lesões; (6) cirurgia de descompressão do nervo óptico; (7) cirurgia de tumores malignos nasais e sinusais.
7. método de utilização
A aplicação do sistema informatizado de navegação consiste em três partes: 1) aquisição e introdução de dados de imagem; 2) planeamento pré-operatório; 3) posicionamento intra-operatório e implementação do plano. Este artigo descreve brevemente a utilização do sistema de navegação LandmarX da Estação Furtiva Medtronic no nosso hospital como um exemplo.
1. preparação pré-operatória: 7-lO marcadores de referência (Fiducial) são colocados na cabeça do paciente 1 dia antes da cirurgia (2 dias em poucos pacientes) e é realizada uma espiral de TAC ou RM dos seios nasais. parâmetros de TAC: varredura contínua em posição horizontal, espessura de camada de 1 mm, janela de tecido mole, FOV >200 mm, aproximadamente 90-110 níveis. O exame estende-se até aos seios frontais, até à borda inferior do lóbulo da orelha e anteriormente até à ponta do nariz. Os dados obtidos são guardados num disco magnético (MO) e introduzidos no sistema de navegação antes da realização do plano de navegação pré-operatório, incluindo a reconstrução global da imagem em 3D (Figura 2), o alinhamento, a concepção da abordagem cirúrgica (Figura 3) e a área da lesão (Figura 4).
2. preparação intra-operatória: antes ou durante a anestesia, o software LandmarX é activado para exibir os dados da imagem 3D reconstruída do paciente, e a cabeça é fixada após anestesia geral e alinhada de acordo com a sequência de locais seleccionados no modelo 3D antes da cirurgia. Após o alinhamento bem sucedido, o dispositivo de posicionamento intra-operatório é registado. Após o registo, o operador pode utilizar sondas, dispositivos de sucção e outros dispositivos de posicionamento de acordo com a necessidade intra-operatória de determinar o progresso da cirurgia (Figura 5), as relações anatómicas adjacentes, a extensão da remoção da lesão, etc.
8) Precauções para a aplicação do sistema de navegação por imagem
Deve ficar claro que a utilização de sistemas de navegação por imagem na endoscopia sinusal é apenas relativamente precisa e fiável, mas não é perfeita e há limitações. Além disso, de outro ponto de vista, os sistemas de orientação de imagem cirúrgica são uma técnica potencialmente perigosa que pode fornecer uma falsa sensação de segurança ao operador se não for devidamente compreendida e utilizada. A fim de fazer o melhor uso dos sistemas de navegação por imagem, gostaríamos de fazer as seguintes recomendações: 1. A moderna tecnologia de navegação por imagem não pode substituir a aprendizagem da anatomia e do treino cirúrgico, e a acumulação de experiência cirúrgica é de primordial importância. 2. 2. ao começar a utilizar um sistema de navegação por imagem, é melhor escolher um caso relativamente simples, de modo que mesmo sem a ajuda de um sistema de navegação por imagem, ou se o sistema de navegação por imagem não funcionar bem, o cirurgião pode ainda assim realizar a operação com facilidade. A precisão do sistema de navegação de imagens deve ser verificada a todo o momento durante o procedimento. O operador pode verificar a precisão do sítio anatómico apresentado pelo sistema de navegação de imagens em relação a marcos anatómicos conhecidos no campo cirúrgico. Se forem encontrados desvios, estes devem ser imediatamente alinhados. Deve-se notar que por vezes a precisão do sistema de navegação da imagem varia de um local anatómico para outro, por exemplo, o seio septal no grupo anterior é muito preciso, enquanto que na parede anterior do seio pterigóides existe um erro significativo. 4) Ao realizar uma cirurgia sinusal com um sistema de navegação por imagem, é importante confiar na própria experiência cirúrgica se a informação fornecida pelo sistema de navegação por imagem entrar em conflito com a experiência do operador. Por exemplo, quando o cirurgião coloca a sonda na parte superior da peneira, a mira indica que a mira é intracraniana, o que pode ser julgado como um erro no sistema de navegação de imagens. Se a sonda já estiver fora de posição (dentro do crânio) e a mira indicar um local seguro, podem ocorrer sérias complicações se o sistema de navegação de imagem for demasiado confiável. Acredita-se que a utilização de sistemas de navegação por imagem na cirurgia sinusal se tornará mais generalizada no futuro e, portanto, tanto aqueles que os utilizam como aqueles que se preparam para aprender a utilizá-los devem estar bem cientes das vantagens e riscos potenciais desta ajuda e, mais importante ainda, de dependerem de pessoas em vez de equipamento. Só assim podemos promover e facilitar a melhoria e o desenvolvimento de sistemas de navegação por imagem.
9, a tendência de desenvolvimento da tecnologia de navegação por imagem
1, os aspectos informáticos e de software do sistema de navegação: ① Com o desenvolvimento e aplicação de sistemas de processamento rápido, tornará a aplicação informática da tecnologia para atingir níveis anteriormente inimagináveis. É provável que o desempenho dos computadores substitua a aplicação actual das estações de trabalho, de modo a que os sistemas de navegação não só reduzam grandemente o tamanho ou a portabilidade, como também o preço possa ser reduzido. O desenvolvimento de ecrãs de monitorização estereoscópica de alta resolução facilitará a exibição de estruturas complexas no cérebro profundo. (iii) O desenvolvimento de hardware e software facilitará a aplicação de sistemas de navegação, e o equipamento será altamente automatizado e
Registo inteligente e automático e correcção de desvios. A fusão automática de múltiplas imagens (TC, MRI, fMRI, DTI, MRA, PET, CTA, MEG, etc.) fornecerá aos cirurgiões mais opções e informações, tornando a cirurgia de navegação mais segura e mais eficaz.
2. Realidade Virtual (VR). Utilizando a tecnologia de fusão e navegação, os dados de imagem de RM, ARM, MRV e TAC do paciente são fundidos num sistema de neuro-navegação antes da cirurgia. A navegação envolve a criação de um modelo informático de uma molécula e para que o utilizador possa movimentar-se à sua volta. Tal como neste modelo. As imagens podem ser percebidas visualmente e também transmitidas electronicamente. Antes da cirurgia, o cirurgião pode realizar uma simulação realista, entrando num ambiente visual de tumor virtual para ver o tumor de vários lados, evitando as desvantagens de ver de um lado ou não entrar realmente no tumor. Verificou-se que VIVIAN fornece as seguintes capacidades: 1. representação espacial tridimensional realista da lesão em relação às estruturas anatómicas normais circundantes; 2. simulação de craniotomia e manipulação cirúrgica das estruturas ósseas da base do crânio; 3. simulação de imagem intra-operatória. Conclusão: Com o sistema VIVIAN o cirurgião pode fazer pleno uso dos dados de imagem para compreender a relação espacial entre o tecido doente e as estruturas normais na medida do possível, ajudando a seleccionar a abordagem cirúrgica correcta.
3. navegação intra-operatória de imagens de digitalização em tempo real (iMRI). Na aplicação da navegação neurológica, a precisão do ponto de registo é um factor chave para determinar o sucesso da navegação. Os dados da imagem pré-operatória não reflectem as alterações intra-operatórias em tempo real e são propensos a desvios durante a manipulação de tecidos moles ou quando a anatomia muda com a operação. A navegação intra-operatória (iMRI) é actualmente considerada como a melhor solução para este problema, mas o aumento do tempo e potencial de contaminação da área estéril cirúrgica aumenta o risco de infecção pós-operatória e ainda não está amplamente disponível devido ao seu elevado custo. Muitos estudos demonstraram que a utilização de imagens de ultra-sons 3D intra-operatórias não é significativamente diferente na precisão em comparação com as imagens de TC e MRI, e também pode fornecer informação de navegação suficiente.
4. cirurgia de navegação por imagem funcional. Tais como a combinação com endoscopia para completar a cirurgia micro-invasiva intracerebroventricular ou lesão cerebral profunda, o desenvolvimento de dados funcionais do cérebro, e a combinação de tecnologia de magnetoencefalografia para tornar a localização funcional; e a imagem cerebrovascular pode ser combinada com a localização de vasos muito pequenos, para navegação no tratamento de doenças cerebrovasculares.
5, cirurgia por robot e controlo remoto (telecirurgia): recentemente tem havido a aplicação de robot ou braços robóticos para manipular o microscópio operatório, berbequim, retractor, eléctrodos, endoscopia, etc. Não ocorrerão tremores ou tremores humanos e outras falhas. Num futuro próximo, os robôs que realizam alguns procedimentos cirúrgicos sob controlo humano, ou seja, cirurgia de controlo remoto, podem tornar-se uma realidade.
A conotação da cirurgia endoscópica nasal moderna é: sob a visão directa do endoscópio nasal, para remover a lesão, melhorar e reconstruir a função da cavidade nasal e da ventilação e drenagem dos seios nasais, e, tanto quanto possível, reter a estrutura anatómica normal e a função da cavidade nasal e dos seios nasais, de modo a atingir o objectivo de curar a tecnologia da cirurgia nasal da sinusite. Se o endoscópio nasal proporcionar uma iluminação clara, não há dúvida: a tecnologia de navegação e posicionamento proporciona um posicionamento preciso. A combinação da tecnologia de navegação e endoscopia nasal é o aperfeiçoamento e desenvolvimento da cirurgia nasal moderna minimamente invasiva. Mas é mais importante confiar nas pessoas, e não apenas no equipamento.