Fremgang i bruken av eksoskoper i nevrokirurgiske prosedyrer

 

Anvendelsen avkirurgiske mikroskoperog nevroendoskoper har forbedret effektiviteten av nevrokirurgiske prosedyrer betraktelig. På grunn av noen iboende egenskaper ved selve utstyret har de likevel fortsatt visse begrensninger i kliniske anvendelser. I lys av manglene vedoperasjonsmikroskoperog nevroendoskoper, kombinert med fremskrittene innen digital avbildning, Wi-Fi-nettverkstilkobling, skjermteknologi og optisk teknologi, har eksoskopsystemet blitt til som en bro mellom kirurgiske mikroskoper og nevroendoskoper. Eksoskopet har overlegen bildekvalitet og kirurgisk synsfelt, bedre ergonomisk holdning, undervisningseffektivitet samt mer effektivt kirurgisk teamengasjement, og anvendelseseffektiviteten er lik den for strenge mikroskoper. For tiden rapporterer litteraturen hovedsakelig forskjellene mellom eksoskoper og kirurgiske mikroskoper når det gjelder tekniske utstyrsaspekter som dybdeskarphet, synsfelt, brennvidde og drift, og mangler en oppsummering og analyse av den spesifikke anvendelsen og kirurgiske resultatene av eksoskoper i nevrokirurgi. Derfor oppsummerer vi anvendelsen av eksoskoper i nevrokirurgi de siste årene, analyserer deres fordeler og begrensninger i klinisk praksis, og tilbyr referanser for klinisk bruk.

Historien og utviklingen av eksoskoper

Kirurgiske mikroskoper har utmerket dyp belysning, kirurgisk synsfelt med høy oppløsning og stereoskopiske avbildningseffekter, noe som kan hjelpe kirurger med å observere den dype nevrale og vaskulære vevsstrukturen i det kirurgiske feltet tydeligere og forbedre nøyaktigheten av mikroskopiske operasjoner. Imidlertid er dybdeskarpheten tilkirurgisk mikroskoper grunt og synsfeltet er smalt, spesielt ved høy forstørrelse. Kirurgen må gjentatte ganger fokusere og justere vinkelen på målområdet, noe som har en betydelig innvirkning på den kirurgiske rytmen. På den annen side må kirurgen observere og operere gjennom et mikroskopokular, noe som krever at kirurgen opprettholder en fast holdning over lengre tid, noe som lett kan føre til tretthet. I løpet av de siste tiårene har minimalt invasiv kirurgi utviklet seg raskt, og nevroendoskopiske systemer har blitt mye brukt i nevrokirurgi på grunn av deres høykvalitetsbilder, bedre kliniske resultater og høyere pasienttilfredshet. På grunn av den smale kanalen til den endoskopiske tilnærmingen og tilstedeværelsen av viktige nevrovaskulære strukturer i nærheten av kanalen, kombinert med egenskapene til kraniekirurgi, som manglende evne til å utvide eller krympe kraniehulen, brukes imidlertid nevroendoskopi hovedsakelig til hodeskallebasekirurgi og ventrikulær kirurgi via nasale og orale tilnærminger.

Gitt manglene ved kirurgiske mikroskoper og nevroendoskoper, kombinert med fremskritt innen digital bildebehandling, WiFi-nettverkstilkobling, skjermteknologi og optisk teknologi, har det eksterne speilsystemet dukket opp som en bro mellom kirurgiske mikroskoper og nevroendoskoper. I likhet med nevroendoskopi består det eksterne speilsystemet vanligvis av et langsynthetsspeil, en lyskilde, et HD-kamera, en skjerm og en brakett. Hovedstrukturen som skiller eksterne speil fra nevroendoskopi er et langsynthetsspeil med en diameter på omtrent 10 mm og en lengde på omtrent 140 mm. Linsen er i en vinkel på 0 ° eller 90 ° i forhold til speilkroppens lengdeakse, med et brennviddeområde på 250–750 mm og en dybdeskarphet på 35–100 mm. Den lange brennvidden og den dype dybdeskarpheten er de viktigste fordelene med eksterne speilsystemer fremfor nevroendoskopi.

Utviklingen av programvare- og maskinvareteknologi har fremmet utviklingen av utvendige speil, spesielt fremveksten av 3D-utvendige speil, samt de nyeste 3D 4K ultra HD-utvendige speilene. Utvendige speil oppdateres kontinuerlig hvert år. Når det gjelder programvare, kan det utvendige speilsystemet visualisere det kirurgiske området ved å integrere preoperativ magnetisk resonansdiffusjonstensoravbildning, intraoperativ navigasjon og annen informasjon, og dermed hjelpe leger med å utføre presise og trygge operasjoner. Når det gjelder maskinvare, kan det utvendige speilet integrere 5-aminolevulinsyre- og indocyaninfiltre for angiografi, pneumatisk arm, justerbart betjeningshåndtak, flerskjermsutgang, lengre fokusavstand og større forstørrelse, og dermed oppnå bedre bildeeffekter og driftsopplevelse.

Sammenligning mellom eksoskop og kirurgiske mikroskoper

Det eksterne speilsystemet kombinerer de eksterne egenskapene til nevroendoskopi med bildekvaliteten til kirurgiske mikroskoper, og komplementerer hverandres styrker og svakheter, og fyller hullene mellom kirurgiske mikroskoper og nevroendoskopi. Eksterne speil har egenskapene dyp dybdeskarphet og bredt synsfelt (kirurgisk feltdiameter på 50–150 mm, dybdeskarphet på 35–100 mm), noe som gir ekstremt praktiske forhold for dype kirurgiske operasjoner under høy forstørrelse. På den annen side kan brennvidden til det eksterne speilet nå 250–750 mm, noe som gir en lengre arbeidsavstand og letter kirurgiske operasjoner [7]. Når det gjelder visualisering av eksterne speil, fant Ricciardi et al. gjennom sammenligning mellom eksterne speil og kirurgiske mikroskoper at eksterne speil har sammenlignbar bildekvalitet, optisk styrke og forstørrelseseffekter med mikroskoper. Det eksterne speilet kan også raskt bytte fra et mikroskopisk perspektiv til et makroskopisk perspektiv, men når den kirurgiske kanalen er "smal øverst og bred nederst" eller blokkert av andre vevsstrukturer, er synsfeltet under mikroskopet vanligvis begrenset. Fordelen med det eksterne speilsystemet er at det kan utføre kirurgi i en mer ergonomisk stilling, noe som reduserer tiden brukt på å se på det kirurgiske feltet gjennom mikroskopets okular, og dermed reduserer legens kirurgiske tretthet. Det eksterne speilsystemet gir 3D-kirurgiske bilder av samme kvalitet til alle kirurgiske deltakere under den kirurgiske prosessen. Mikroskopet lar opptil to personer operere gjennom okularet, mens det eksterne speilet kan dele det samme bildet i sanntid, slik at flere kirurger kan utføre kirurgiske operasjoner samtidig og forbedrer den kirurgiske effektiviteten ved å dele informasjon med alt personell. Samtidig forstyrrer ikke det eksterne speilsystemet den gjensidige kommunikasjonen til det kirurgiske teamet, slik at alt kirurgisk personell kan delta i den kirurgiske prosessen.

eksoskop i nevrokirurgisk kirurgi

Gonen et al. rapporterte 56 tilfeller av endoskopisk kirurgi for gliomer, hvorav bare ett tilfelle hadde komplikasjoner (blødning i det kirurgiske området) i løpet av den perioperative perioden, med en insidensrate på bare 1,8 %. Rotermund et al. rapporterte 239 tilfeller av transnasal transsfenoidal kirurgi for hypofyseadenomer, og den endoskopiske operasjonen resulterte ikke i alvorlige komplikasjoner. Samtidig var det ingen signifikant forskjell i operasjonstid, komplikasjoner eller reseksjonsområde mellom endoskopisk kirurgi og mikroskopisk kirurgi. Chen et al. rapporterte at 81 tilfeller av svulster ble kirurgisk fjernet gjennom retrosigmoid sinus-tilnærmingen. Når det gjelder operasjonstid, grad av svulstreseksjon, postoperativ nevrologisk funksjon, hørsel osv., var endoskopisk kirurgi lik mikroskopisk kirurgi. Sammenlignet med fordeler og ulemper ved to kirurgiske teknikker, er det eksterne speilet likt eller bedre enn mikroskopet når det gjelder videobildekvalitet, kirurgisk synsfelt, operasjon, ergonomi og deltakelse fra det kirurgiske teamet, mens dybdeoppfattelsen er vurdert som lik eller dårligere enn mikroskopet.

eksoskop i nevrokirurgiundervisning

En av hovedfordelene med eksterne speil er at de lar alt kirurgisk personell dele de samme 3D-kirurgiske bildene av samme kvalitet, slik at alt kirurgisk personell kan delta mer i den kirurgiske prosessen, kommunisere og overføre kirurgisk informasjon, legge til rette for undervisning og veiledning av kirurgiske operasjoner, øke undervisningsdeltakelsen og forbedre effektiviteten av undervisningen. Forskning har funnet at læringskurven for eksterne speil er relativt kortere sammenlignet med kirurgiske mikroskoper. I laboratorieopplæring for suturering, når studenter og spesialistleger får opplæring i både endoskopet og mikroskopet, synes de fleste studentene det er lettere å bruke endoskopet. I undervisningen i kraniocervikal misdannelseskirurgi observerte alle studentene tredimensjonale anatomiske strukturer gjennom 3D-briller, noe som forbedret deres forståelse av kraniocervikal misdannelsesanatomi, økte deres entusiasme for kirurgiske operasjoner og forkortet opplæringsperioden.

Utsikter

Selv om det eksterne speilsystemet har gjort betydelige fremskritt i anvendelse sammenlignet med mikroskoper og nevroendoskoper, har det også sine begrensninger. Den største ulempen med tidlige 2D eksterne speil var mangelen på stereoskopisk syn ved forstørrelse av dype strukturer, noe som påvirket kirurgiske operasjoner og kirurgens vurderingsevne. Det nye 3D eksterne speilet har forbedret problemet med mangel på stereoskopisk syn, men i sjeldne tilfeller kan bruk av polariserte briller over lengre tid forårsake ubehag som hodepine og kvalme for kirurgen, noe som er fokus for teknisk forbedring i neste trinn. I tillegg er det i endoskopisk kraniekirurgi noen ganger nødvendig å bytte til et mikroskop under operasjonen fordi noen svulster krever fluorescensstyrt visuell reseksjon, eller dybden av belysningen av det kirurgiske feltet er utilstrekkelig. I tillegg er det i endoskopisk kraniekirurgi noen ganger nødvendig å bytte til et mikroskop under operasjonen fordi noen svulster krever fluorescensstyrt visuell reseksjon, eller dybden av belysningen av det kirurgiske feltet er utilstrekkelig. På grunn av de høye kostnadene for utstyr med spesielle filtre, har fluorescensendoskoper ennå ikke blitt mye brukt til svulstreseksjon. Under operasjonen står assistenten i motsatt posisjon av sjefskirurgen, og noen ganger ser han et roterende bilde. Ved hjelp av to eller flere 3D-skjermer behandles den kirurgiske bildeinformasjonen av programvare og vises på assistentens skjerm i en 180°-vendt form, noe som effektivt kan løse problemet med bilderotasjon og gjøre det mulig for assistenten å delta i den kirurgiske prosessen mer praktisk.

Oppsummert representerer den økende bruken av endoskopiske systemer i nevrokirurgi begynnelsen på en ny æra innen intraoperativ visualisering. Sammenlignet med kirurgiske mikroskoper har eksterne speil bedre bildekvalitet og kirurgisk synsfelt, bedre ergonomisk holdning under operasjonen, bedre undervisningseffektivitet og mer effektiv deltakelse i det kirurgiske teamet, med lignende kirurgiske resultater. Derfor er et endoskop et trygt og effektivt nytt alternativ for de fleste vanlige kraniale og spinale operasjoner. Med fremskritt og utvikling av teknologi kan flere intraoperative visualiseringsverktøy hjelpe til i kirurgiske operasjoner for å oppnå færre kirurgiske komplikasjoner og bedre prognose.