Коннектор фиксации трекеров для нейронавигации

Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано в различных областях хирургии и эндоскопии и нейронавигации. Коннектор фиксации трекеров для нейронавигации содержит фиксатор трекера, фиксирующую струбцину, крючок коннектора, фиксирующий винт, скрепленный со сферой. На сфере дополнительно установлена с возможностью перемещения и фиксации на сфере полусфера с отсеченным основанием на 2/5 радиуса. Первый трекер закреплен в центре полусферы, второй трекер закреплен на ее боковой поверхности таким образом, что образует с первым трекером угол 90 градусов. Использование изобретения обеспечивает максимально возможные углы обзора и положения трекера в поле работы излучателя. 2 ил.

 

Изобретение относится к области медицинской техники и может быть использовано в различных областях хирургии и эндоскопии и нейронавигации.

У компании Stryker для применения нестандартного инструментария имеется адаптер NavLock (https://nse.stryker.com/products/stryker-nav3i-platform/). Данное средство было разработано для использования при операциях на позвоночнике, но без учета его положения на инструменте, который находится непосредственно в операционном поле.

Недостатком этого адаптера является работа лишь в одной плоскости. Даже при незначительном изменении положения трекера в этой плоскости, он не попадают в угол обзора инфракрасных датчиков навигационной станции. При фиксации адаптера на нейрохирургическом инструментарии, положение его будет перпендикулярно по отношению к операционному полю и он выпадет из области приема инфракрасного излучателя и приемника. Также движение в единственной плоскости возможно, только когда адаптер не зафиксирован на зарегистрированном инструменте, в ином случае зубцы поворотного механизма невозможно сместить относительно друг друга.

В основу изобретения положена задача создания коннектора фиксации трекера для нейронавигации, который компенсирует все эти недостатки и даст возможность увеличить угол обзора трекеров. Главной технической задачей было обеспечить максимально возможные уголы обзора и положения трекера в поле работы излучателя.

Решение поставленной технической задачи обеспечивается тем, что в коннекторе фиксации трекеров для нейронавигации, содержащем фиксатор трекера, фиксирующую струбцину, крючок коннектора, фиксирующая гайка, штифт скрепленный со сферой. На сфере дополнительно установлена полусфера с возможностью ее перемещения и фиксации, с отсеченным основанием на 2/5 радиуса, при этом первый трекер закреплен в центре полусферы, второй трекер закреплен на ее боковой поверхности таким образом, что образует с первым трекером угол 90 градусов.

Предлагаемое устройство разработано на основе опыта применения в нейрохирургической практике при операциях на позвоночнике. Отсутствовала возможность использовать стандартный адаптер на инструментах различных моделей и фирм производителей.

У трекера, камеры приема и отражения инфракрасного излучения находятся на одной из небольших площадок, изменение их положения невозможно. Для работы с ним требуется большой диапазон поворота инструмента и самого трекера. Так как в стандартном крючке это невозможно, за основу была принята оптимальная форма - сфера.

Коннектор фиксации трекеров для нейронавигации в своей основе имеет сферу с фиксирующейся на ней полусферой с отсеченным основанием (2/5 радиуса), которые взаимодействуют друг с другом по принципу работы подшипника. Полный блок их взаимодействия осуществляется фиксирующим винтом, расположенным во внутренней резьбе полусферы. Сфера закреплена на центральном штифте. Данная конструкция крепится к инструментарию с помощью фиксирующей струбцины, и замыкается гайкой с центрального штифта.

Фиксаторы трекера расположены на полусфере следующим образом: один из них установлен точно в центре полусферы, второй на боковой ее поверхности образующий с первым фиксатором в перспективе угол 90 градусов.

Наличие полусферы, на которой установлены фиксаторы трекеров с возможностью их перемещения и фиксации во всех плоскостях, дает возможность проводить операции с различным положением инструментария в ране. В зависимости от сложности и объема операции, в силу отсутствия инструментария, большого потока оперативных вмешательств, да и просто из привычки или удобства, нейрохирурги вынуждены использовать различные инструменты (диаметр, фирма, длина и т.д.). Учитывая все вышеперечисленные причины, предлагаемое устройство оптимально вписывается в нейрохирургическую практику как незаменимое устройство при работе с безрамочной нейронавигацией.

Изобретение поясняется фиг. 1, на которой показан коннектор фиксации трекеров для нейронавигации. На фиг. 2 показан коннектор фиксации трекеров для нейронавигации, закрепленный на рабочем инструменте.

Коннектор фиксации трекеров для нейронавигации содержит:

1. Фиксатор трекера

2. Фиксирующая струбцина

3. Крючок коннектора

4. Фиксирующий винт

5. Сфера

6. Центральный штифт с резьбой

7. Замыкательная гайка

8. Полусфера с фиксаторами трекеров

Коннектор фиксации трекеров для нейронавигации используется следующим образом.

Зная заранее используемый инструментарий, определяются с размерностью крючка (предложено 2 варианта: 20 мм. и 30 мм.) коннектора. На центральном штифте 6 имеется фиксирующая струбцина 2, с помощью крючка 3 и струбцины 6 устройство фиксируется к используемому инструменту. Замыкательной гайкой 7 прекращается обратный ход струбцины 2 по резьбе центрального штифта 6. На полусфере 8 закрепляется с помощью фиксатора 1 трекер (не показан) и определяется его положение в пределах операционного поля. Фиксирующим винтом 4 закрепляется это положение на сфере 5. Движение замыкательной гайки 7 и внутреннего винта осуществляется с помощью отвертки-ключа (не показана). При необходимости интраоперационно возможно изменять положение полусферы 8 в зависимости от этапа операции, тем самым меняем положение трекера.

Пример использования

При поступлении пострадавшего с тяжелой сочетанной травмой, при наличии повреждений позвоночника, требующих неотложного нейрохирургического лечения, по протоколу выполняется компьютерная томография (КТ) поврежденного отдела (также допустимо выполнение МРТ-исследования, серия рентгеновских снимков). После выполнения исследования необходимая информация (3D-реконструкция и сопоставленные срезы поврежденного отдела позвоночника) загружается на диск.

Следующим шагом производим импорт данных КТ, которые являются сканированным изображением пациента, это первое действие при процедуре планирования. Далее выбираем изображения, необходимые для проведения оперативного вмешательства. Затем формируем необходимое нам изображение, удаляем ненужные срезы мягких тканей, выделяя только кость позвоночника и его связочного аппарата.

Далее на выбранных изображениях производим планирование установки винтов фиксирующей системы. Здесь необходимо подобрать диаметр, длину винтов и место их позиции и фиксации.

После осуществления доступа и скелетирования позвонков поврежденного отдела начинаем работу с навигацией. Устанавливаем спинальный трекер, который жестко фиксируется к остистому отростку в основании раны с помощью специального устройства. Здесь нам необходимо с помощью зарегистрированного пойнтера нанести дополнительные ориентиры на позвонках.

Точность проведения винтов и объем оперативного вмешательства будет во многом зависеть от жесткости фиксации инструментария, правильно выбранных дополнительных точек и ориентиров, и локации трекера, который должен быть жестко фиксирован к инструменту, используемому при операции.

Для того, чтобы в полном объеме использовать инструменты в пределах операционного поля, а также в зоне контакта камеры и датчиков инфракрасного излучения навигационной стойки, необходимо средство, которое будет выполнять все эти действия.

Разработанный коннектор фиксации трекеров будет фиксироваться к выбранному нами инструментарию, регистрировать и выполнять все необходимые действия в пределах операционного поля. Так как сфера данного коннектора подразумевает перемещение трекера и его фиксацию во всех плоскостях и углах наклона (что невозможно сделать с коннектором предложенным фирмой Stryker), использование его будет оптимальным.

После прикрепления спинального трекера к остистому отростку и его обнаружения, в поле работы инфракрасного излучателя начинаем регистрировать и валидировать инструменты. После проведенной векторной калибровки наносим дополнительные костные ориентиры с помощью пойнтера.

Приступаем к установке винтов стабилизирующей конструкции. Шилом выполняем прокол кортикального слоя корня дуги позвонка в месте установки винта. Затем с помощью педикулярного зонда, на который установлен разработанный нами коннектор с фиксированным к нему трекером, определив с помощью навигационной стойки угол, направление и глубину, выполняем прокол губчатого вещества дуги, и тела позвонка на необходимую глубину. Следующим этапом с помощью коннектора, модульным метчиком нарезаем резьбу. Заключительным этапом будет установка винта с помощью полиаксиальной отвертки (на которой также фиксирован коннектор фиксации трекеров).

На каждом этапе операции работа с хирургическим инструментом осуществляется с помощью коннектора фиксации трекера и привязкой его к системе координат и векторной разметки навигационной стойки.

Изобретение поясняется фиг. 2, на которой показан коннектор фиксации трекеров для нейронавигации, закрепленный на рабочем инструменте (на данном рисунке направляющий метчик), к которому фиксирован трекер. Инструмент подведен к месту последующей установки винта фиксирующей конструкции.

Коннектор фиксации трекеров для нейронавигации, содержащий фиксатор трекера, фиксирующую струбцину, крючок коннектора, фиксирующий винт, скрепленный со сферой, при этом на сфере дополнительно установлена с возможностью перемещения и фиксации на сфере полусфера с отсеченным основанием на 2/5 радиуса, при этом первый трекер закреплен в центре полусферы, второй трекер закреплен на ее боковой поверхности таким образом, что образует с первым трекером угол 90 градусов.