Альтернативный метод транспедикулярной фиксации или как штангенциркуль может заменить целый рентгеноаппарат



    В настоящее время операции на позвоночнике перестали быть чем-то эксклюзивным и выполняются практически во всех отделениях нейрохирургии и во многих травматологических отделениях стационаров. Термин “нестабильность позвоночника” давно вышел за пределы лексикона узкого круга спинальных хирургов. И хотя данное понятие иногда трактуется слишком широко, нестабильность позвоночного сегмента, как патологическое явление, существует. В этой статье пойдет речь об одном интересном методе, позволяющем упростить операцию на позвоночнике.

    Транспедикулярная фиксация (ТПФ) применяется, когда вследствие физических, дистрофических и любых других изменений позвоночник оказывается не в состоянии полноценно выполнять свои опорные функции. Это могут быть переломы, деформации и смещения позвонков, онкозаболевания с поражением его отдельных участков и т.д. Перед проведением операции проводится индивидуальный подбор поддерживающей конструкции с учётом состояния пациента и наличия у него патологий. В ходе оперативного вмешательства хирург производит закрепление проволочного каркаса на сегментах позвоночника специальными винтами, которые вводятся в ножку позвонка (педикулу), что, к слову сказать, и дало название этому методу.

    Надёжная фиксация позвонков и позвоночного столба при помощи высокопрочных титановых винтов позволяет значительно сократить период реабилитации пациента, ускорить процесс восстановления его трудоспособности.

    Методы ТПФ и их проблемы


    Транспедикулярные системы на сегодняшний день достаточно разнообразны, однако все они преследуют лишь одну цель: наиболее корректным способом ввести винты в тело позвонка. Каждый установленный винт ни в коем случае не должен выходить за границы кортикального слоя позвонка, в противном случае он может повредить расположенные рядом нервные и сосудистые образования, а также окончательно повредить позвонок без возможности его дальнейшего восстановления. Определяющим в этом смысле становится выбор точек введения и углов отклонения траектории в аксиальной и сагиттальной плоскостях.



    Для примера рассмотрим наиболее общие способы создания спондилодеза позвоночного столба.

    • Техника свободной руки. Методика установки винтов, основанная на определении точек и углов введения по анатомическим ориентирам в режиме реального времени. Для проведения операции хирург полагается исключительно на свой личный опыт и навыки, поэтому качество вмешательства полностью зависит от уровня профессионализма врача. Кроме того, длительность такой операции сложно спрогнозировать, поскольку анатомия каждого позвоночника очень вариабельна. В каждом конкретном случае необходимо подбирать индивидуальные углы и точки введения, что увеличивает время операции, а значит и длительность пребывания пациента под наркозом, что никак нельзя назвать полезным.
    • Рентгеноскопическая ассистенция. Способ проведения операции, при котором хирургическое вмешательство разбивается на этапы, между ними выполняется рентген-исследование оперируемого участка позвоночника для своевременного контроля траектории введения винтов и предотвращения их неправильной установки. Очевидно, что за время операции необходимо выполнить несколько рентген-снимков, что увеличивает лучевую нагрузку на пациента и персонал. Необходимость прерывать хирургическое вмешательство для выполнения снимка также создаёт риск нарушения режима стерильности.
    • Современные технологии. Использование различных роботизированных и навигационных инструментов, интраоперационных систем контроля, позволяют значительно повысить точность установки винтов, сократить длительность операции. Основной недостаток подобных методик – это их традиционно высокая стоимость.

    Наличие озвученных сложностей, необходимость повышения точности установки транспедикулярных винтов, уменьшения стоимости и длительности операции, вынуждают разрабатывать новые методики эффективного создания спондилодеза позвоночника.

    Альтернативный метод


    С целью достижения высокой точности установки транспедикулярных винтов более простыми методами врачом-нейрохирургом отделения нейрохирургии ФГБУ «Клиническая больница №1» Управления делами Президента РФ Калюжным Василием Геннадьевичем был предложен альтернативный способ проведения операции, который предполагает предоперационное планирование на основе обработки исследований, полученных с помощью компьютерной томографии (КТ). Суть этого метода заключается в нахождении оптимальной траектории введения винтов при помощи компьютерного моделирования операции. Для обработки снимков требуется специальное ПО, которое мы согласились разработать конкретно под эту задачу. Благо был большой опыт в подобной разработке для медицины.



    На сегодняшний день общепринятым стандартом для хранения, передачи и визуализации медицинских исследований является DICOM. С такими DICOM-данными как раз и работает наша программа. Полученные в результате КТ-обследования снимки, как правило, располагаются в аксиальной плоскости параллельно друг другу. Однако врачу в целях предоперационного контроля также важно видеть общую картину особенностей позвоночника и в других плоскостях. Для решения этой задачи используется мультипланарная реконструкция (МПР) — специальная обработка исходных данных, в ходе которой можно получать изображения в сагиттальной, фронтальной или любой произвольной плоскости.



    В ходе планирования операции врач выбирает проблемный позвонок и подбирает срез в аксиальной плоскости. Также отображается дополнительно срез во фронтальной плоскости и трёх сагиттальных. Кроме того, для более детальной оценки, коррекции точек и траектории введения винтов делается набор из девяти срезов в горизонтальной плоскости с интервалом 2 мм по вертикали. Такая методика помогает всесторонне учесть анатомические особенности конкретного позвонка, чтобы исключить хирургические ошибки во время проведения операции.



    Далее пользователь прочерчивает на проблемном позвонке линии траектории введения винтов AC и DF. Точки B и E – это точки ввода винтов в позвонок, а получившиеся отрезки A-B и D-E определяют их будущее положение. Во всех плоскостях отображается проекция винтов, что позволяет дополнительно скорректировать траектории их введения, которые в одной плоскости могут быть оптимальными, но в других – оказаться нежелательными или даже опасными.

    Определившись с положением обоих винтов, врач размечает на снимке точку H на остистом отростке, которая нужна для определения точек C и F. Программа автоматически определяет длины нужных отрезков, которые выводятся в миллиметрах. Зная точки введения винтов (B и E), а также нужные расстояния от остистого отростка (отрезки C-H и H-F), врач во время операции может определить траектории, по которым необходимо сверлить штифт-канал, чтобы установить винты в нужном положении.

    Выполнив в ходе мультипланарной реконструкции коррекцию с учётом трёхмерности позвонка, врач получает разметочные карты предстоящей операции, которые можно распечатать на обычном принтере. Таким образом, непосредственно в операционную хирург попадает с подробным планом, что и как необходимо делать.

    В процессе операции происходит рассечение подкожной клетчатки в области проблемного участка и осуществляется доступ к позвонку. Далее происходит разметка: в соответствии со снимком при помощи штангенциркуля по обе стороны от остистого отростка определяются точки, которые вместе с известными точками введения винтов образуют траектории, по которым контролируется положение инструмента для формирования штифт-канала. Далее происходит сверление и непосредственное введение транспедикулярных винтов.

    Фото из операционной

    Измерение расстояния между инструментом для формирования штифт-канала и верхушкой остистого отростка для контроля угла вхождения в аксиальной плоскости

    Еще одно фото из операционной


    Для уточнения качества проведённой операции и создания картины реабилитационного прогноза всем пациентам в обязательном порядке выполняется послеоперационный КТ-контроль.

    Преимущества альтернативного метода ТПФ


    По сравнению с существующими методами восстановления функций позвоночника при помощи транспедикулярных винтов предлагаемый метод показывает сразу несколько важных преимуществ.

    • Высокая точность установки винтов – около 97,1 % корректного введения, что сопоставимо с навигационными способами проведения подобных операций.
    • Сокращение длительности операции за счёт предварительного планирования и разметки при помощи эффективных компьютерных технологий.
    • Существенное сокращение лучевой нагрузки на пациента и персонала за счёт отсутствия необходимости постоянного рентген-контроля, характерного для других методик.
    • Возможность дополнительного выявления анатомических и патологических образований благодаря предоперационному КТ-контролю.

    Таким образом, предлагаемый метод транспедикулярной фиксации позвоночника позволяет относительно простыми средствами выполнить операцию по восстановлению функций опорно-двигательного аппарата с хорошей точностью, сопоставимой с аналогичными показателями более сложных методик. В 2017 г. получен патент RU2620355C1 — Способ установки винтов для транспедикулярной стабилизации позвоночника.

    Несмотря на развитие технологий в области медицины, не стоит полагаться на то, что любая проблема может быть решена на операционном столе. Лучше заранее побеспокоиться о собственном здоровье и не доводить дело до критического состояния. И тогда не придется, например, укреплять позвоночник сверх того, чем это было предусмотрено природой.
    Inobitec
    Расширяем границы видимого и возможного для врачей

    Похожие публикации

    Комментарии 14

      +5
      Здравствуйте. А нет в задумках генерирования STL-моделей для направляющих, которые бы использовались потом интраоперационно? Это намного удобнее и точнее рук и штангенциркуля, сейчас вполне доступно и активно используется при сложных остеосинтезах и корригирующих вмешательствах.
      Вроде вот таких:
      image


      P.S. Мне кажется, или на КДПВ два краниальных винта таки раскололи позвонки? )
        0
        Предложение стоящие и в принципе реализуемое. В работе, описанной в статье, мы выступили как реализаторы программы, поэтому сделали как просили.
        P.S. По поводу трещины на КДПВ так и есть. В очередной раз убеждаюсь во внимательности хаброчитателя
          0
          Поэтому этот пациент уже учебное пособие…
          0
          Не придирки ради, но «штангеНциркуль».
            +2
            Моё друг ходил с такими винтами как на кдпв в позвоночнике. Позле извлечения их ему отдали. Теперь у него на кухне в ящике со столовыми приборами есть уникальный, я бы даже сказал артефактный, штопор)
              0
              Как будто бывают не артефактные штопоры?
              +1

              Один мой знакомый для местных хирургов по результатам КТ печатает 3D модели переломанных костей. Чтобы на этих моделях подобрать подходящие штифты/винты и заранее потренироваться их устанавливать.

                +4

                Двойственное ощущение.


                С одной стороны — очень крутая технология, позволяющая заранее спланировать операцию и уменьшить рентген-нагрузку (пациентам-то, думаю, особого вреда нет, а вот близко находящемуся персоналу, который получает часть дозы по несколько раз в день — не факт).


                С другой — хочется громко материться. Это ведь даже не технология, а просто немного здравого смысла + несложный софт. ПОЧЕМУ у хирургов нет подобных вещей в массовом использовании???
                Аппаратов КТ/МРТ наставили на каждом шагу, а те же штифты ставят по старинке "берём в руки дрель, и сверлим… заранее перекрестившись"?


                И ещё — я верно понимаю, что точка сверления определяется точно по расчётам, а угол захода сверла зависит от глазомера хирурга и от того, насколько у него дрожат руки (сверлилка весить должна далеко не 100 грамм, да длинный рычаг, да операция может оказаться далеко не первой за день. это не говоря уже про возраст самого хирурга — в 70 лет не так просто держать железку, как в 25)?
                Разве нет недорогой (по медицинским меркам) направляющей, в которую можно как в сверлильный станок заправить сверло, выставить угол и глубину сверления, а потом спокойно просверлить не беспокоясь о смещении по углу/глубине? И по той же направляющей завернуть штифт?

                  0
                  Все верно. Человеческий фактор остается, но на практике метод подтвердил свою состоятельность. По поводу почему не внедряют повсеместно — хороший вопрос, достойный отдельной статьи. Вопрос и в финансировании и в инертности самих медицинских учреждений (не умоляя их заслуг в целом). Радует то, что ситуация меняется в этом вопросе в лучшую сторону
                    +1
                    Вы даже не представляете КАК их вкручивает большинство, ибо надо всё делать быстро, чем больше прооперируешь, тем больше денег, показания и результаты — мало кого интересуют. Но это по секрету между нами. Последний раз я учился в Москве, и один профессор рассказывал, как они кинулись всем выполнять декомпрессии и ставить ТПСы, а через пару лет практически все пациенты возвращались с вернувшимся болевым синдромом. И сейчас отбор они стали делать более жёсткий, но это в частной клинике, где люди спрашивают за свои бабки, а в Федеральных центрах, да и во всех других клиниках эти ТПСы крутят направо и налево. Винты потом ломаются, расшатываются, компримируют корешки, рвут аорты, загнивают. Зато ВМП и квоты отбиты.
                    +1
                    Повсеместно — внедряют. Но идет медленно. У буржуев получше, у нас система более инертная, но понемногу продвигается. Сменится 2-3-4 поколения хирургов, и будет планирование и работа по гайдам уже стандартом лечения.

                    На данный момент считается наиболее правильным:
                    1. Предварительное планирование
                    2. Не печать фрагментов костей и совмещение вручную, а планирование операций в специализированном софте, который умеет:
                    — по КТ строить модель каждого из костных фрагментов
                    — позволяет их совместить, подогнав правильные углы при каждом из суставов и оси приложения сил (причем при одной поврежденной конечности эталоном является вторая, здоровая, а при травме обеих — «усредненные» значения из справочника)
                    — позволяет спланировать всю операцию с требуемой стабильностью, в том числе подобрать необходимое для нее «железо» по каталогу производителей (да-да, так же, как и при проектировании печатных плат)
                    — выдает модели для печати гайдов (направляющих), которые однозначным образом прикладываются к имеющимся костным ориентирам и в которых есть в нужных местах щели (вставь пилу и прорежь) и отверстия (вставь сверло диаметра N и просверли)
                    3. Предварительная подготовка всего материала, включая предизогнутые по 3D-моделям пластины (вот тут уже нужна печать костей)
                    4. Во время операции все проходит красиво, быстро, и минимально инвазивно — доступ, наложение гайдов, пиление и сверление отверстий по гайдам, крепление железа, ушивание раны, контрольный рентген/КТ

                    Для этого всего требуется опыт врача, наличие определенного количества оборудования и запаса расходников, и софт, который с учетом сертификации для использования в медицине стоит как железный мост с заклепками… Клиник, которые могут себе это позволить, мало, а пациентов на операции много. Поэтому собирать «на глаз» будут еще долго.
                      0
                      Алаверды, если позволите. Тема планирования операции и подбора «железа» неплохо раскрыта в документальном сериале «Суперветеринар», в котором показана работа ветеринарной клиники и её основателя хирурга, «бионического доктора», Ноэля Фитцпатрика.

                      Рассматривается множество сложных случаев, и во многих животным удаётся помочь. Тот факт, что работа ведётся с животными, а не людьми, с одной стороны упрощает работу над сериалом, а с другой даёт возможность продемонстрировать сложность решаемых вопросов, когда, скажем, размер протеза коленного сустава для кошки составляет несколько сантиметров, не говоря о размере крепежа.
                        0
                        Ладно кошка, Вы представьте себе всю прелесть накостного остеосинтеза предплечья той-терьеру весом 1.5-2 кг… )
                          0
                          Но было бы желание, как говорится, ну и пара нелишних копеек.
                          Подсаживаем что-то быстрорастущее, потом прибиваем цементом, в итоге вся семья довольна.
                          Хотя инки, преследовавшие в разведении собак скорее кулинарные интересы, несмотря на всю свою свою продвинутость в хирургии, наверняка не поняли бы всей этой шумихи вокруг лечения собак.

                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                    Самое читаемое