Способ наведения стереотаксического инструмента на целевую точку

 

Изобретение относится к медицине, а именно к нейрохирургии и может найти применение при стереотаксических операциях на головном мозге человека. Способ включает фиксацию меток на альвеолярном отростке верхней челюсти, томографическое исследование головы пациента с этими метками, определение координат меток и целевой точки в системе координат томографа. Отображение меток, целевой точки и определение координат целевой точки осуществляют при совмещении координат меток с координатами соответствующих точек модели внутримозгового пространства. В модели внутримозгового пространства располагают направляющее устройство, с помощью которого наводят инструмент на модель целевой точки, а путем переноса его на голову пациента через фрезевое отверстие наводят инструмент на целевую внутримозговую точку. Способ позволяет осуществлять наведение инструмента непосредственно на изображение целевых точек, а применение фиксатора меток позволяет проводить исследование пациентов в любом томографе, при этом время и место проведения операции не зависят от места и времени проведения стереотаксической подготовки. 4 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к нейрохирургии, и может найти применение при стереотаксических операциях на головном мозге человека.

Стереотаксическая нейрохирургия - малотравматичный, наукоемкий, прецизионный метод локального воздействия на патологические или здоровые ткани мозга с целью получения планируемого клинического эффекта. Во многих случаях открытые нейрохирургические операции удается заменить намного более щадящими стереотаксическими. Важнейшим этапом в стереотаксическом процессе является локализация внутримозговых мишеней-целевых точек. От точности определения координат целевых точек зависит точность наведения на них стереотаксического инструмента, а следовательно, точность и надежность стереотаксического воздействия.

В известных стереотаксических системах применяются различные способы наведения стереотаксического инструмента на целевую точку. В таких распространенных в мире стереотаксических системах, как LSS (Leksell stereotactic sistem) (Leksell stereotactic sistem Elekta Instrument INC рекламный проспект 20 стр. S-114 52 Stocgolm, Sweden) и BRW, CRW (рекламные проспекты Radionics medical instruments INC) применят для локализации целевых точек современные интроскопические методы - рентгеновскую и магнитно-резонансную томографию. Используя эти системы, уже в самом начале стереотаксического процесса на голову пациента травматичным способом крепят стереотаксическую раму, после чего проводят томографические исследования с целью локализации целевой точки и в дальнейшем наведение на нее инструмента. В результате, использование этого способа подразумевает излишнюю травматизацию пациентов и обязательное нахождение в одной клинике операционной и дорогостоящих томографов, что экономически нецелесообразно.

Наиболее близким к предлагаемому является способ наведения стереотаксического инструмента на целевую точку путем фиксации меток на альвеолярном отростке верхней челюсти, определения по ним с помощью рентгенографии координат целевой точки, построения модели внутримозгового пространства с включением в нее точек, соответствующих этим меткам, и последующее совмещение точек и меток (Аничков А.Д., Полонский Ю.З., Усов В.В. "Способ наведения стереотаксического инструмента на целевую точку". Описание изобретения к авторскому свидетельству N 745505, опубл. 07.07.80. Бюллетень N 25).

Однако известный способ может быть использован только с применением промежуточной нейрохирургической операции-вентрикулографии, целью которой является контрастирование для рентгена желудочковой системы мозга с целью получения внутримозговых ориентиров - передней и задней комиссур. Кроме того, при расчетах координат целевых точек, невидимых на рентгеновских снимках, обязательно используется стереотаксический атлас и в результате наведение на целевую точку осуществляется без учета анатомических особенностей конкретного пациента, что в итоге может привести к погрешности наведения.

Технический результат настоящего изобретения состоит в использовании для обнаружения и локализации внутримозговых целевых точек магнитно-резонансных томографов (МРТ) в совокупности с контрастными для них метками, что позволяет повысить точность и надежность стереотаксического вмешательства.

Этот результат достигается тем, что в известном способе наведения стереотаксического инструмента на целевую точку, включающем фиксацию меток на альвеолярном отростке верхней челюсти, определение по ним координат целевой точки, построение модели внутримозгового пространства с включением в нее точек модели, соответствующих этим меткам, и последующее совмещение точек и меток, согласно изобретению предварительно на альвеолярном отростке фиксируют метки, проводят с ними томографическое исследование и используют его данные при построении модели внутримозгового пространства, а определение координат целевой точки проводят с учетом координат меток.

Использование меток с фиксацией их на альвеолярном отростке пациента позволяет провести исследование на МРТ, получить координаты внутримозговых целевых точек и этих меток в одной системе координат. Полученные координаты затем используют для построения модели внутримозгового пространства и наведения стереотаксического инструмента на целевые точки мозга. Такая совокупность действий позволяет исключить проведение промежуточной нейрохирургической операции (вентрикулографии) для получения внутримозговых ориентиров, а непосредственно проводить локализацию целевых точек по их внешнему виду на томограммах, координаты целевых точек получать не с помощью атласа, а непосредственно с помощью МРТ на томограммах, что позволяет учитывать анатомические особенности конкретного пациента и повышает точность наведения инструмента на целевые внутримозговые точки.

Для лучшего понимания способа наведения приводим фиг. 1 4.

На фиг. 1 изображен пациент с закрепленным на зубах МРТ - локализатором с контрастными для ядерно-магнитного резонанса метками (1, 2, 3).

На фиг. 2 - пациент с закрепленными на зубах точками (4, 5, 6), по которым в дальнейшем строится модель внутримозгового пространства и зафиксированной на голове стереотаксической рамой (7).

На фиг. 3 - наведение стереотаксического инструмента (9^*) на целевую точку (0^*) в модели внутримозгового пространства с точками (4^*, 5^*, 6^*).

На фиг. 4 - наведение стереотаксического инструмента (9) на внутримозговую точку (0).

Сущность способа заключается в следующем.

С помощью зубоврачебной оттискной массы, размещенной в специальном лотке, изготавливают оттиск зубов и альвеолярного отростка пациента. Затем лоток закрепляют на МРТ-локализаторе, имеющем в своей конструкции контрастные для магнитного резонанса метки (1, 2, 3 - фиг. 1). После этого голову пациента с закрепленным на ней МРТ-локализатором помещают в головную катушку томографа и проводят исследование, в результате которого получают изображения меток и целевой точки (0 - фиг. 1) и определяют координаты меток и целевой точки в системе координат томографа. Полученные координаты целевой точки и меток переводят в систему координат устройства, которое крепят на зубах пациента посредством того же оттиска. Это устройство крепится относительно головы пациента одновременно со стереотаксической рамой (7 - фиг. 2) и содержит в своей конструкции точки (4, 5, 6 -фиг. 2), которые используют для построения модели внутримозгового пространства по их координатам. При этом эти точки реализуют точками модели (4^*, 5^*, 6^* - фиг. 3) путем совмещения. Аналогично реализуют целевую точку (0^* - фиг. 3) и стереотаксическую раму (7^* - фиг. 3). Вместе с этими точками в модели внутримозгового пространства располагают устройство (8^* - фиг. 3) (направляющее устройство), с помощью которого наводят инструмент (^* - фиг. 3) на модель целевой точки (0^* - фиг. 3). Направляющее устройство переносят на голову пациента (фиг. 4) и через фрезевое отверстие наводят инструмент (9 - фиг. 4) на целевую внутримозговую точку (0 - фиг. 4) аналогично наведению его на модели внутримозгового пространства.

Сущность способа поясняется примером.

Больному с диагнозом паркинсонизм осуществлена операция на бледном шаре - палидотомия.

Изготовления оттиск зубов пациента на лотке с оттискной массой. Лоток закрепили на МРТ-локализаторе, имеющем три контрастных для магнитного резонанса метки 1, 2, 3 (фиг. 1), который затем зафиксирован на зубах пациента путем прикуса. Голову пациента с МРТ-локализатором поместили в головную катушку томографа и получили серию томограмм в сагитальных плоскостях, причем одна из томограмм проходит через межполушарную щель - срединную сагитальную плоскость. На томограммах нашли изображения всех меток МРТ-локализатора. Исходя из данных стереотаксического атласа, наиболее информативными плоскостями для диагностики бледного шара и близлежащих структур являются сагитальные плоскости, отстоящие от срединной на 17 мм. Получили томограмму в сагитальной плоскости, отстоящую от срединной на 17 мм в сторону полушария, на котором решено проводить стереотаксическую операцию. На томограмме получили достаточно четкое изображение бледного шара и окружающих структур, из которых наиболее важной является оптический тракт. В качестве наиболее эффективной стереотаксической мишени-целевой точки выбирается точка, отстоящая от оптического тракта на 3 мм.

Отыскали плоскости томограмм, на которых видны изображения меток и программно определили координаты меток 1, 2, 3 в системе координат томографа, после чего таким же образом определили координаты целевой точки 0 (фиг. 1). Таким образом получили пространственно-геометрическую информацию о взаимном расположении целевой точки и внешних ориентиров, каковыми являются метки МРТ-локализатора.

Полученную информацию пересчитали в систему координат устройства, на котором располагаются точки 4, 5, 6 (фиг. 2). Затем расчетным путем определили координаты этих меток и целевой точки в системе координат устройства (в данном случае стереотаксического фантома), на котором строят модель внутримозгового пространства (фиг. 3) с точками 4^*, 5^*, 6^*, соответствующие точками 4, 5, 6 и точкой 0^*, моделирующей целевую точку 0.

Непосредственно перед операцией лоток с оттиском зубов пациента закрепили на устройство с метками 4, 5, 6, и пациент прикусил его, при этом метки однозначно расположились относительно черепа пациента, а следовательно, и относительно целевой точки. На голову пациента закрепили стереотаксическую раму 7 (фиг. 2), положение которой относительно внешних ориентиров-точек 4, 5, 6 перенесли на моделирующее устройство (фиг. 3), одинаково располагая модель этой рамы 7^* относительно точек 4^*, 5^*, 6^*, моделирующих точки 4, 5, 6. После этого на модель рамы установили направляющее устройство 8^* со стереотаксическим инструментом 9^*, который навели на точку 0^*, моделирующую целевую точку. Найденное положение стереотаксического инструмента зафиксировали и направляющее устройство перенесли на стереотаксическую раму 7, закрепленную на голове пациента. Затем в черепе пациента сделали фрезевое отверстие, в него ввели инструмент до совмещения его активного конца с точкой внутримозгового пространства, соответствующей целевой точке 0 бледного шара, и выполнили локальное замораживание с помощью криоинструмента. В результате у пациента сразу пропал паркинсонический тремор в конечностях на стороне тела, противоположной воздействию, что подтвердило точность стереотаксического воздействия. Послеоперационное обследование показало наличие крионекроза точно в планируемой точке.

К настоящему времени с использованием предлагаемого способа наведения стереотаксического инструмента было проведено 10 операций у 8 пациентов, из которых 2 с болезнью Паркинсона, 2 с заболеванием Жиля де ля Туретта, 1 с психическими расстройствами и 3 с эпилепсией. Послеоперационные обследования с помощью МРТ были проведены всем пациентом. Эти обследования показали высокую точность наведения, а клинические наблюдения за пациентами показали высокую эффективность проведенных операций.

Предлагаемый способ по сравнению с известным имеет ряд существенных преимуществ: 1. Использование МРТ для подготовки стереотаксических операций предлагаемым способом позволяет осуществлять наведение инструмента непосредственно на изображение целевых точек, в то время как в способе-прототипе наведение возможно только с помощью атласа после предварительного контрастирования внутримозговых ориентиров (что возможно осуществить путем дополнительной нейрохирургической операции-вентрикулографии).

Это делает предлагаемый способ более точным и надежным.

2. Предлагаемая конструкция МРТ-локализатора дает возможность проводить исследования пациентов в головной катушке любого МР томографа, максимально используя при этом его разрешающую способность и получая высококачественные томограммы, чего не допускают конструкции большинства применяемых стереотаксических систем.

3. Благодаря использованию фиксируемого на зубах МРТ-локализатора время и место проведения операции не зависит от времени и места проведения стереотаксической подготовки, что позволяет пользоваться одним томографом нескольким нейрохирургическим учреждениям, не имеющим своего томографа, это не позволяет делать ни один из известных в настоящее время способов.

Способ разработан авторами на основе многолетних исследований в области стереотаксиса. К настоящему времени он опробован в клинической практике двух научно-исследовательских институтов нейрохирургической направленности и получили высокую оценку.

Формула изобретения

Способ наведения стереотаксического инструмента на целевую точку, включающий фиксацию меток на альвеолярном отростке верхней челюсти, отображение их и целевой точки на носителе информации, определение координат целевой точки и построение модели внутримозгового пространства с возможностью установки относительно него направляющего устройства, отличающийся тем, что отображение меток, целевой точки и определение координат целевой точки осуществляют посредством томографического исследования при совмещении координат меток с координатами соответствующих точек модели внутримозгового пространства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4