Под термином микро-инвазивная хирургия специалисты понимают операционные вмешательства с минимальным повреждением тканей.
Преимуществами микро-инвазивной хирургии являются сниженная нагрузка на пациента, а также уменьшение риска осложнений и побочных эффектов для пациента во время и после операции, а также незначительные болевые ощущения и быстрое последующее восстановление.
Проведение безопасной и успешной микро-инвазивной операции связано в первую очередь с высокой степенью сложности, которая предполагает решение конкретных технических задач.
За счет того, что операция проводится при минимальном надрезе, прямая видимость операционной поверхности и визуальный контроль очень ограничены.
Полное или частичное отсутствие прямой видимости операционной поверхности требует использование сложных технических устройств с возможностью визуализации, например таких как, рентген, ультразвук и эндоскоп, которые обеспечивают контроль на протяжении всей операции.
Но даже при использовании самых передовых технологий операционной визуализации во время микро-инвазивного вмешательства хирург может столкнуться с техническими проблемами, особенно при многократной корректировке оптического контроля.
Возникает необходимость в повторении некоторых последовательностей для воспроизведения оптического контроля, что значительно увеличивает время операции, оказывает большую нагрузку на пациента или повышает риск дополнительного повреждения. При возможном повреждении жизненноважных органов или сильном кровотечении, необходимо незамедлительно принимать дополнительные меры, что может привести к расширению операционной поверхности или необходимости нового операционного надреза.
С учётом современного уровня развития операционных технологий микро-инвазивное вмешательство предусматривает определенные шаги.
Предварительная визуализация операционной поверхности с применением вышеуказанного метода интраоперационного контроля, что обеспечит надежное планирование операционного доступа.
Во время операционного вмешательства необходим постоянный визуальный контроль, в процессе которого производится большое количество рентгеновских снимков операционной области.
Такие снимки, как правило, производятся с помощью моно- или биполярной рентгеновской системы С-дуга или аппарата КТ, в результате чего, пациент получает высокую дозу рентгеновского облучения.
Рентгеновские системы достаточно четко изображают костные структуры человека. В то же время, они не могут предоставить четкое изображение жизненно важных мягких структур, например, спинного мозга, магистральных сосудов или таких структур как, сухожилия, мышцы, хрящи и т.д.
Нечеткое изображение или неточное применение хирургического инструментария ведет к повтору операционных последовательностей, дополнительному массивному повреждению тканей пациента, удлинению процесса восстановления и дополнительному рентгеновскому облучению, за счет частого использования рентгеновского аппарата для визуального контроля операционной поверхности.
Для устранения вышеуказанных критических пунктов при проведении микроинвазивных операций профессор Бабаян разработал специальное устройство для целенаправленной навигации – Cyber-Navi-Hand™ -, а также дополнительный специальный инструментарий, облегчающий и оптимизирующий микро-инвазивное вмешательство.
КНК™ устройство (картирующее навигационное координирующее устройство) было разработано для оптического контроля при проведении высокоточных нейрохирургических, ортопедических и и других хирургических вмешательств.
Благодаря этому устройству, можно проводить не только минимально-, но и микроинвазивные операции. Размеры операционных входов и каналов могут быть сведены к минимуму, а использование специального инструментария позволяет проводить операция даже без минимальных надрезов. Благодаря микро-проколу с помощью зонда диаметром от 0.3 мм до 1.5 мм, операция становится максимально щадящей. При использовании таких тонких зондов, нет необходимости в травмирующих надрезах мягких тканей; они раздвигаются за счет аккуратного скользящего движения на минимальное расстояние, достаточного для прохождения микро-хирургического инструментария.
По завершении микро-инвазивной операции по методу профессора Бабаяна, операционный вход представляет собой привычный для всех укол от шприца.
Современные диагностические и радиологические технологии, такие как МРТ, КТ, ПЭТ-КТ, ПЭТ-МРТ и другие методы визуализации, предлагают широкий спектр предоставления изображений почти всех структур человеческого организма. К сожалению, до настоящего момента, не было технических возможностей применить эту объемную информацию при работе с точным хирургическим инструментарием во время операции.
Для решение этой проблемы профессор Бабаян разработал очень точный метод использования большого количества визуальной информации для прямого контроля до и во время проведения минимально и микроинвазивных вмешательств.
Благодаря совместной работе профессора Бабаяна с дипломированным инженером Арменом Мкрчаном, была разработана компьютерная программа, позволяющая уже имеющиеся снимки радиологической диагностики в формате DICOM совместить в реальном времени с изображениями, сделанными непосредственно во время операции.
Для этого, перед операцией, с помощью рентгеновского аппарата С-дуга создаются два изображения в двух различных измерениях, чтобы определить актуальное состояние пациента. Полученные изображения сохраняются в специальной компьютерной программе и являются основой для применения метода, разработанного профессором Бабаяном.
Применения метода профессора Бабаяна для проведения минимально- или микро-инвазивных операций осуществляется в три фазы:
- Планирование
- Фузионирование / слияние
- Механизация
Планирование операционного доступа и соответственно всех операции происходит с помощью специально разработанного, высокотехнологичного программного обеспечения.
Сначала в программу вносятся все радиологические снимки пациента в 3D-формате DICOM, таким образом в программе визуализируются все анатомические особенности пациента.
Вместе с этим, в память программы внесён весь возможный инструментарий, необходимый для проведения операции. Перед операцией хирург может виртуально выбрать подходящие инструменты и точно позиционировать их на 3D-снимках DICOM, учитывая область, угол и глубину входа, а затем провести предварительную виртуальную детализированную операцию с учетом всех особенностей тканей, органов и структур.
Такой виртуальный операционный план можно составить и сохранить независимо от времени и места фактического проведения операции.
Данное программное обеспечение можно использовать в следующих областях:
- программа обеспечивает визуальное изображение глубины входа с точностью до 1 мм и угла входа с точностью до 1 градуса, а также дает возможность провести предварительную детализированную операцию в виртуальном формате. Если выбранный инструментарий или виртуальная манипуляция не соответствуют желаемой точности или противоречат анатомическим особенностям пациента, программа вносит автоматическую корректировку и предлагает другие возможные варианты;
- программы позволяет симуляцию таких хирургических манипуляция как, разрез, прокол, дилатирование, аппликация жидких препаратов, а также другие хирургические манипуляции;
- при виртуальной аппликации жидких препаратов программа предоставляет расчеты соответствующих объемов применяемой жидкости и, соответственно, их оптимизирует;
- также программа содержит виртуальный гибкий эндоскоп, что позволяет воспроизвести полноценную симуляцию движения реального эндоскопа в спинномозговом канале или эпидуральном пространстве.
Слияние изображений происходит за счет накладывания предоперационных снимков (в формате DICOM) на снимки сделанные сразу перед началом операции, а также рентгеновские снимки, сделанные, например, с помощью аппарата С-дуга непосредственно во время операции, которые однако предоставляют изображения только костных структур.
Слияние изображений, сделанных непосредственно во время операции, необходимо для моментальной адаптации операционного плана к актуальному состоянию и позе пациента в реальном времени.
Основой для слияния снимков являются, как правило, два рентгеновских изображения, представляющих реальное положение пациента во время операции под разными углами, полученные перед началом операции с помощью моно- и биполярного аппарата С-дуга.
При фузионировании изображений программа определяет положение оперируемого пациента во всех деталях в трёхмерной перспективе, что позволяет различать отдельные костные структуры. Программа сравнивает предварительные изображения с изображениями, полученными в реальном времени, после чего, рассчитывает оптимальное позиционирование пациента и необходимый набор хирургического инструментария.
Квалифицированный и точный результат, полученный от слияния снимков, даёт актуализированный, четкий план операции и избавляет от необходимости делать дополнительные многочисленные рентгеновские изображения во время операции.
На третьем этапе операционного процесса, после фузионирования рентгеновских снимком и программной обработки информации, компьютер активирует Cyber Navi Hand™, в результате чего, тубус, через который обеспечивается операционный вход, позиционируется над операционной поверхностью.
Cyber Navi Hand™ представляет собой максимально гибкое и подвижное устройство, управляемое компьютером, на конце которого, закреплен тубус, который, в свою очередь, обеспечивает позиционирование инструментария с точностью до угла в 1 градус и позволяет вводить зонд в операционную область на необходимую глубину с точностью до миллиметра.
После того, как компьютер закончил позиционирование тубуса, оптимальное для проведения операции, сенсорное устройство, встроенное в Cyber Navi Hand™, издаёт подтверждающий сигнал.
С помощью этой техники хирург способен оптимально использовать расчеты для обеспечения безопасного операционного входа, а затем, шаг за шагом, осуществлять намеченный операционный план.
Основными преимуществами использования Cyber Navi Hand™ при минимально или микроинвазивном вмешательстве являются:
- точность
- предотвращение повреждений жизненно важных тканей, органов и структур во время операции
- предотвращение получения пациентом значительной дозы рентгеновского облучения
- сокращение операционного времени
Разнообразие способов применения Cyber Navi Hand™ открывает широкий спектр для новых операционных методов и является революционным устройством в современной хирургии.
Данное программное обеспечение может быть полезно не только для оптимального планирования операций, но и при проведении диагностики, например с помощью визуализации различный патологий позвоночника. Программа предоставляет подвижные, трёхмерные изображения, а также точную визуализацию отдельных сегментов. Это может быть как травма или дегенеративные изменения позвонка, так и сдвиг межпозвоночного диска / нарушение сагиттального баланса или кифозная деформация.
С очень высокой точностью программа предоставляет информацию о размере патологии, рассчитывает каждый сегмент позвоночника и предоставляет соответствующий детальный план полной реконструкции позвоночника.
Также данная программа рассчитана не только на эффективное планирование микро-инвазивных операций, но и – после соответствующего виртуального планирования – на большие операции / реконструкции с использованием искусственных материалов, таких как протезы, болты, цементирующие вещества и т.п.
Программное обеспечение для Cyber Navi Hand™ может, например, определить наиболее оптимальное крепление болта относительно угла, глубины и диаметра крепления.
Кроме этого, программа может рассчитать необходимую форму и размер протеза, с учетом сагиттального баланса и правильного вертикального положения с точки зрения нагрузки на сердце для оптимального угла сколиоза.
Эта система может не только эффективно использоваться при операционных вмешательствах на позвоночнике, но и в других отделах опорно-двигательного аппарата в целом, в ортопедии и травматологии.
Эта инновационная система значительно увеличивает уровень безопасности и эффективности работы хирурга, она также позволяет ему планировать, визуализировать и детализировать ход операции на более высоком уровне.
Преимущества данного программного обеспечения и его широкие возможности визуализации при операционном моделирование можно дополнительно использовать в следующих сферах:
- для индивидуальных разъяснений пациенту во время личного приёма
- для индивидуальных разъяснений пациенту во время удаленной видеоконференции
- для презентации на научных конгрессах и в рабочих группах
Профессор Бабаян разработал перспективный метод диагностического и терапевтического применения, благодаря высокотехнологичному программному обеспечению и связанному с ним устройству Cyber Navi Hand™, открыл новые горизонты в нейрохирургии, ортопедии, травматологии и во многих других областях хирургии.