"Диалог" роботов в операционной: опыт спинальных хирургов Хадассы

В последние два десятилетия переломы грудного, поясничного и крестцового отделов позвоночника, вызванные высокоэнергетической травмой, обычно лечат с помощью малоинвазивных хирургических методов. Для стабилизации позвоночника в случаях, не требующих декомпрессии, как правило, выполняется имплантация чрескожных транспедикулярных винтов.

За последние три десятилетия были разработаны новые технологии, повышающие безопасность и точность процедур чрескожной фиксации транспедикулярными винтами в поясничном отделе позвоночника. К ним относятся различные навигационные методы, такие как флюороскопическая, компьютерная томографическая (КТ) навигация и роботизированная навигация. Более того, было обнаружено, что эти новые системы снижают частоту неправильного размещения винтов и нарушений целостности ножки дуги позвонка, связанных с риском неврологических и сосудистых осложнений.

Команда спинальных хирургов и ортопедов клиники Хадасса стремилась усовершенствовать процесс операций на позвоночнике. Для этого они решили объединить две роботизированные системы:

• роботизированный 3D-рентген, который позволяет получать трехмерные изображения во время операции. Он дает возможность хирургам видеть результаты своих действий в режиме реального времени.
• роботизированная навигационная платформа Renaissance. Она помогает точно планировать и осуществлять установку винтов в позвонки по заранее определенным траекториям.

Цель объединения этих двух систем - обеспечить всесторонний контроль во время операции. Это позволит хирургам:

• Получать 3D-изображения операционного поля в реальном времени
• Отслеживать положение хирургических инструментов и анатомических структур
• Использовать предварительно спланированную навигацию для точной установки винтов
• Проверять корректность установки винтов непосредственно во время операции

Для достижения этой цели необходимо было обеспечить взаимодействие и обмен данными между двумя роботизированными системами.

Врачи провели ретроспективный обзор медицинских карт всех пациентов с переломами грудного, поясничного или крестцового отделов позвоночника, которым была выполнена хирургическая фиксация с использованием роботизированной системы для установки чрескожных транспедикулярных винтов в специализированной гибридной операционной.

В гибридной операционной командой использовались две роботизированные системы:

1. Роботизированная 3D C-дуга ArtisZeego (Siemens AG, Forchheim, Germany) - многоосевая система для интервенционной визуализации, способная выполнять 3D сканы высокого разрешения большого объема.
2. Renaissance (Mazor Robotics Ltd., Caesarea, Israel) - миниатюрная роботизированная навигационная система, крепящаяся к кости, клинически протестированная для операций на позвоночнике. Она соединена с рабочей станцией, на которой работает специально разработанное программное обеспечение с графическим интерфейсом пользователя, позволяющее управлять движением в реальном времени.

Для осуществления диалога между этими двумя роботами командой потребовалась оптимизация обеих систем. Были изменены настройки сканера и выходные данные, чтобы соответствовать требованиям системы навигации. Кроме того, возможности робота визуализации были расширены для совместимости с роботом-навигатором.

Фото 1: Позвонки были идентифицированы и сегментированы с использованием роботизированной системы Renaissance; траектории ввинчивания винтов были спланированы в соответствии с анатомией позвонков

Фото 2: Используя роботизированную систему визуализации Artis Zeego, был выполнен еще один 3D-флюороскопический скан для проверки траекторий 

Ход процедуры:

1. Пациента укладывают на операционный стол в положении на животе, голова обращена в сторону C-дуги ArtisZeego.
2. После позиционирования пациента и/или репозиции перелома над позвоночником устанавливается роботизированный маркер.
3. С помощью ArtisZeego выполняется 3D сканирование, изображения в формате DICOM передаются на станцию роботизированной навигации Renaissance.
4. С помощью специального программного обеспечения Renaissance сегментируются позвонки. Траектории введения винтов планируются в соответствии с анатомией позвонков.
5. Введение винтов выполняется в соответствии с индивидуальным планом каждого пациента и проверяются с помощью повторного 3D-сканирования.
6. Провера всех сигналов нейромониторинга.

В исследование было включено 28 операций у 27 пациентов (16 мужчин, 12 женщин) со средним возрастом 49 лет. У 23 пациентов были травматические переломы позвоночника, у 4 - множественные компрессионные переломы на фоне тяжелого остеопороза.

Всего было выполнено 235 траекторий введения винтов на уровнях от T5 до S2. Все траектории были точными, винты установлены корректно без нарушения целостности ножки дуги позвонка во всех случаях. Среднее время облучения - 41 секунда, средняя доза облучения - 11584 uGym2. Средняя продолжительность операции - 276 минут.

На контрольных рентгенограммах отмечалось адекватное восстановление перелома у всех пациентов. Серьезных осложнений не было, у одного пациента развилась поверхностная раневая инфекция, купированная пероральными антибиотиками.

Команда спинальных хирургов и ортопедов клиники Хадасса обнаружила, что "диалог", между этими двумя роботизированными системами, повышает безопасность пациентов и улучшает хирургические результаты. Возможность многократной интраоперационной визуализации в режиме реального времени при травмах позвоночника позволила им расширить спектр случаев, которые можно лечить чрескожно, с улучшенной навигацией при введении винтов и подтвержденным позиционированием имплантов.

Хотя вкручивание винтов выполнялось вручную, эти операции являются еще одним шагом к автоматизации хирургии. Высокая точность была достигнута благодаря визуализации траектории введения винтов в режиме реального времени на фиксированном столе, что снижало подвижность позвонков.

По мнению врачей, сочетание хирургических роботов увеличивает безопасность пациентов при чрескожных процедурах на позвоночнике при травмах. Они считают, что это слияние технологий является небольшим шагом вперед, который приносит пользу их пациентам.

Случай 1: 65-летний мужчина был госпитализирован после аварии на электровелосипеде с переломом позвонка T8.

МРТ не показало повреждений спинного мозга. Пациенту было выполнено перкутанное закрепление позвонков T6-T10 с использованием роботизированного наведения и 3D внутриоперационной визуализации. Осложнений не было.

Случай 2: 48-летняя женщина с болезнью Бехчета была госпитализирована с многоуровневыми остеопоротическими переломами из-за длительного использования стероидов.

Пациентке было выполнено перкутанное укрепление позвонков L4*2, L3, T9-12 с использованием роботизированного наведения и 3D внутриоперационной визуализации. После процедуры у пациентки были минимальные цементные эмболии.