WO2022066054A1 - Способ позиционирования медицинского инструмента для инвазивной хирургии - Google Patents

Способ позиционирования медицинского инструмента для инвазивной хирургии Download PDF

Info

Publication number
WO2022066054A1
WO2022066054A1 PCT/RU2021/050292 RU2021050292W WO2022066054A1 WO 2022066054 A1 WO2022066054 A1 WO 2022066054A1 RU 2021050292 W RU2021050292 W RU 2021050292W WO 2022066054 A1 WO2022066054 A1 WO 2022066054A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
patient
medical instrument
displacement
ray contrast
cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2021/050292
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Вячеслав Валерьевич ЕВТЕЕВ
Ирина Александровна ЯГОДКИНА
Алексей Петрович ГРЕБЕННИКОВ
Михаил Анатольевич ЧЕРНЫХ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Obshchestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu <<interventsionnye Radiologicheskie Sistemy>>
Original Assignee
Obshchestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu <<interventsionnye Radiologicheskie Sistemy>>
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Obshchestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu <<interventsionnye Radiologicheskie Sistemy>> filed Critical Obshchestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu <<interventsionnye Radiologicheskie Sistemy>>
Priority to EP21873041.4A priority Critical patent/EP4218656A4/en
Priority to BR112023005153A priority patent/BR112023005153A2/pt
Publication of WO2022066054A1 publication Critical patent/WO2022066054A1/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/10—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/10—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis
    • A61B90/11—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis with guides for needles or instruments, e.g. arcuate slides or ball joints
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/10—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis
    • A61B90/11—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis with guides for needles or instruments, e.g. arcuate slides or ball joints
    • A61B90/13—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis with guides for needles or instruments, e.g. arcuate slides or ball joints guided by light, e.g. laser pointers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36—Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37—Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/376—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy
    • A61B2090/3762—Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy using computed tomography systems [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/39—Markers, e.g. radio-opaque or breast lesions markers
    • A61B2090/3966—Radiopaque markers visible in an X-ray image

Definitions

  • SUBSTANCE group of inventions relates to medicine, namely, to surgical operations under the control of X-ray computed tomography (XCT) and means for positioning and orienting surgical instruments, for example, in radiation diagnostics.
  • XCT X-ray computed tomography
  • the problem is a change in the spatial arrangement of a medical instrument inserted into the human body due to the movement of the human body, organs and tissues during a surgical operation (due to respiratory excursions of various depths, contraction of skeletal muscles, changes in posture, peristalsis of internal organs). Changes in the spatial position of the instrument reduce the accuracy of the operation, require additional control, increase the radiation exposure and operation time, increase the risk of complications, worsen the results of surgical operations, and require additional equipment for control.
  • X-ray real-time control tools that are not standard for a CT scanner (X-ray television fluoroscopic devices) have a lower resolution and worse visualization, which also does not allow you to see the picture in the operation area in detail, as in a CT scan. It is required to pair the data output by additional control tools to the user interfaces, which requires their rapid analysis and interpretation by a person (within a few seconds) for making a decision and subsequent correction of the position of the instrument and the human body.
  • This pairing at the present stage still needs to develop algorithms for the analysis of medical images, improve the hardware and element base of the medical equipment used, in the high computing power of workstations, in the use of artificial intelligence to help a person with quick pairing, analysis, interpretation of data received during the operation, which is an unresolved problem at the present stage of development of medicine and technology.
  • the so-called real-time control is conditional and means only control with a higher scan rate and a higher frame rate of the resulting medical imaging images.
  • Real-time controls based on other physical principles have all the same disadvantages that are characteristic of X-rays. Their use is limited to even more heterogeneous data entering the user interface. At the present stage, there is no possibility of fast and direct interaction when analyzing data coming from such tools, due to different manufacturers, property rights, interaction protocols, etc.
  • Some monitoring tools do not provide information about the pathological focus, internal organs, reflecting only the spatial relationship between their sensors (electromagnetic monitoring tools) or the position of the instrument on the surface of the human body (optical navigation tools).
  • Known passive means including stereotaxic control devices, perform the functions of marking and holding a medical instrument in the required spatial position, but are unable to control displacement during respiratory and other excursions of the human body.
  • a group of inventions is known for patient-specific positioning and orientation of surgical instruments when placing passages, in which the method for positioning medical instruments for invasive surgery contains the steps at which the position of the passage for the medical instrument is determined, data of a particular patient is collected, and the optimal position for placement of the orienting device is selected in the form stereotaxic holder of a medical instrument, including a trajectory indicator mounted in arcuate brackets fixed in an annular base with the possibility of rotation in two mutually perpendicular to vertical planes (RU 2 662 872 C2, IPC A61V 34/20 (2016.01), A61V 90/11 (2016.01)).
  • Known x-ray contrast mesh for marking the surgical field which contains a substrate of radiolucent material, x-ray contrast threads located on the substrate, forming a rectangular grid with rectangular cells, the side size of which is from 20 to 50 mm.
  • An adhesive base was applied along the perimeter of the substrate on one side to fix it on the patient's skin (RU 152847 U1, Published 06/20/2015 Bull. No. 17).
  • a stereotaxic holder of a medical instrument including a trajectory indicator mounted in arcuate brackets fixed in an annular base with the possibility of rotation in two mutually perpendicular vertical planes (description of the patent RU 2569720, IPC A61B 19/00 (2006.01), published: 27.11.2015) .
  • the objective of the invention is the development of control and navigation tools for performing operations under the control of CT in medicine, radiology, surgery, medical equipment.
  • EFFECT improved positioning accuracy of a medical instrument under conditions of various movements of the human body during surgery by visual and X-ray CT monitoring of the displacement of tissues, organs and parts of the human body during surgery, the possibility of accurately measuring the displacement and timely correction of respiratory movements during the operation.
  • the optimal position is selected for placing the orienting device in the form of a stereotaxic holder of a medical instrument, including a trajectory indicator mounted in arc-shaped brackets fixed in an annular base with the possibility of rotation in two mutually perpendicular vertical planes, which at the stage of data collection determine the amount of displacement of the patient's body surface during breathing and the corresponding amplitude of respiratory movements, placing on the table under the patient’s body is an X-ray contrast linear marker in the axial plane of the operation object, and on the surface of the patient’s body in the area of the intended operation, an X-ray contrast coordinate grid is placed in the form of a rectangular frame with transverse bridges forming internal rectangular cells, and two rows of external rectangular cells located on the transverse sides frames, while placing the grid so that the jumpers of the inner cells are oriented
  • X-ray contrast coordinate grid for marking the surgical field in the form of a rectangular frame with transverse jumpers forming internal rectangular cells
  • a number of external rectangular cells are placed on each of the transverse sides of the frame.
  • the stereotaxic holder of a medical instrument including a trajectory indicator mounted in arc-shaped brackets fixed in an annular base with the possibility of rotation in two mutually perpendicular vertical planes, is additionally provided with four pairs of X-ray contrast marks in the form of parallel protrusions, placed on the base on both sides of the bracket mounts.
  • Figure 1 shows schematically the stages of choosing a location for positioning a medical instrument for invasive surgery; figure 6 - x-ray contrast grid (RCS); in fig. 7 - stereotaxic holder; Fig.8 - a pair of X-ray contrast marks stereotaxic holder.
  • RCS x-ray contrast grid
  • Marking tool RCS for marking the surgical field (figure 6) is a rectangular frame with transverse parallel jumpers forming the inner rectangular cells. On each of the transverse sides of the frame there is a number of external rectangular cells, the walls of which are perpendicular to the transverse bridges and form external protrusions.
  • the elasticity and rigidity of the structural elements of the RCS marking tool can be different.
  • the distance between the outer ledges, between the inner jumpers can be different.
  • the distance between the protrusions on opposite sides of the frame can be different.
  • RKS can be calibrated with different divisions.
  • Stereotactic holder (figure 7) has four pairs of x-ray contrast marks in the form of parallel protrusions (figure 8) placed on the base on both sides of the bracket mounts in the area of attachment of the upper and lower segments to the base.
  • the protrusions are designed to be combined with the corresponding structural elements of the RCS and RLM.
  • the protrusions can be located on the outer and (or) on the inner the circumference of the base of the stereotaxic holder may have different contrast under the conditions of fluoroscopy, X-ray computed tomography, magnetic resonance imaging.
  • the stereotaxic holder can be equipped with means of fixation to the underlying surface (adhesive base, bandage, plaster, sewing holes, etc.)
  • the RLM marking tool can have graduations with different scale intervals.
  • the method for positioning a medical instrument for invasive surgery includes the following steps.
  • an X-ray contrast linear marker (RLM) is placed in the projection of the area of the proposed intervention.
  • the correspondence of the position of the RLM marking tool to the axial plane is controlled by the centering laser of the CT scanner in the axial plane (Fig. 1).
  • the RLM marking tool may have graduations.
  • the number of the required section is determined, in which the object of the operation is located and the place of insertion of the instrument on the surface of the human body.
  • the number of the slice is identified, in which the nearest (in relation to the number of the slice of the operation object and the place of insertion of the medical instrument into the human body) the RLM marking tool is located. In the case of placing a single RLM markup, the slice corresponding to it is selected.
  • the CT scanner table together with the patient located on it, is placed in a position in which the RLM coincides with the centering laser of the CT scanner (Fig. 1.). 5th.
  • the RCS On the surface of the patient's body in the area of the proposed operation, the RCS is located, so that the internal transverse bridges are oriented in the sagittal plane, the external projections in the axial one.
  • the slice of the selected (or the only) RLM marking tool together with the axial line of the centering laser, must be located inside the array of slices that include the RCS.
  • RKS covers RLM (Fig. 2).
  • the patient is asked to inhale and exhale several times, and the displacement of the outer protrusions of the RCM marking tool is assessed in relation to the line created by the laser illumination of the diagnostic equipment and in relation to the RLM marking tool located under the patient's body on the table of the diagnostic equipment.
  • the displacement is recorded by visual inspection with the naked eye of a person.
  • the displacements can be estimated approximately by counting the outer protrusions of the marking tool RKS located above or below in relation to the aligned with each other marking tool RLM and the axial line of the centering laser.
  • the displacement can be estimated more precisely in mm using appropriate measuring instruments with scale divisions in mm (Fig. 2, Fig. 3, Fig. 6 and Fig. 7).
  • the first intraoperative CT examination is performed in the volume limited by the operation area with the obligatory inclusion of the RLM, with taking into account their displacement amplitude.
  • the value of the displacement of the patient's body surface during breathing is estimated by the displacement of the jumpers of the outer cells in relation to the RLM linear marker on the table and in relation to the line created by the laser illumination of the diagnostic equipment; and sagittal planes, marking the place of insertion of the medical instrument, after which a stereotaxic holder is installed on the latter,
  • the data obtained as a result of the 7th stage are subjected to multiplanar reconstruction by means of a CT scanner.
  • An axial slice containing the insertion site of the instrument is selected.
  • the position of this slice can be obtained by moving the table to the desired slice number, followed by illumination by the axial line of the centering laser, or by counting in millimeters from the upper or lower edges of the frame of the PKC marking tool.
  • a marking line is applied on the skin with a marker in the axial plane, passing through the selected axial slice.
  • a sagittal slice containing the insertion site of the instrument is selected.
  • the position of this cut can be obtained by reading the nearest internal bridge of the RCM marking tool or by reading in millimeters from the left or right edges of the RCC marking tool frame.
  • a marking line is applied on the skin with a marker in the sagittal plane, passing through the selected sagittal section.
  • the RCS can be removed from the surface of the human body, according to indications, it can be left in the position as at the 5th stage.
  • a stereotaxic holder is installed at the marked insertion site of the instrument on the skin, so that the protrusions of the base of the stereotaxic holder coincide with the axial and sagittal marking lines.
  • the stereotaxic holder is fixed on the patient's skin, adjusted to the desired angle.
  • the introduction of a medical instrument into the human body is carried out with the control of the introduction by step-by-step actions at the 13th stage or simultaneously with additional control by means of real-time control.
  • the displacement of the protrusions of the base of the stereotaxic holder and the amplitude of respiratory movements are controlled as at the 13th stage. If the CT scanner table together with the patient was extended in any direction (for example, for more space and freedom of action for the operator) and the projection of the axial line of the centering laser does not coincide with the projection of the RLM marking tool, then the displacement of the protrusions of the base of the stereotaxic holder is visually assessed by in relation to the current position of the axial line of the centering laser (Fig. 4 and Fig. 5).
  • a control CT scan is performed, after which the medical instrument and stereotaxic holder are removed, and the operation is completed.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к медицине, а именно к хирургическим операциям под контролем рентгеновской компьютерной томографии и средствам позиционирования и ориентирования хирургических инструментов. Согласно способу, под тело пациента на поверхности стола диагностического оборудования в направлении, соответствующем коронарной плоскости, укладывается рентген контрастный линейный маркер (РЛМ). На поверхности тела пациента в зоне предполагаемой операции располагается рентген контрастная координатная сетка (РКС) так, чтобы внутренние перемычки были ориентированы в сагиттальной плоскости, а внешние выступы в коронарной. Пациенту предлагают вдохнуть и выдохнуть, и оценивают смещение внешних выступов РКС по отношению к линии, создаваемой лазерной подсветкой диагностического оборудования, и по отношению к расположенному под телом пациента на столе РЛМ. Маркируется место введения инструмента в тело человека стерильным маркером. В место введения инструмента устанавливается стереотаксический держатель. Проверяется положение контрастных выступов основания стереотаксического держателя и внешних выступов РКС. Изобретения решают задачу, направленную на повышение точности позиционирования медицинского инструмента в условиях различных движений тела человека во время операции.

Description

Способ позиционирования медицинского инструмента для инвазивной хирургии
Группа изобретений относится к медицине, а именно, к хирургическим операциям под контролем рентгеновской компьютерной томографии (РКТ) и средствам позиционирования и ориентирования хирургических инструментов, например, при лучевой диагностике.
Проблема - изменение пространственного расположения вводимого в тело человека медицинского инструмента из-за движения тела человека, органов и тканей во время выполнения хирургической операции (вследствие дыхательных экскурсий различной глубины, сокращения скелетных мышц, изменения позы, перистальтики внутренних органов). Изменения пространственного положения инструмента снижают точность проводимой операции, требуют дополнительного контроля, увеличивают лучевую нагрузку и время операции, повышают риск осложнений, ухудшают результаты хирургических операций, требуют дополнительного оборудования для контроля.
Решение данной проблемы осуществляется по нескольким направлениям - применение технических средств и режима контроля за продвижением инструмента в реальном времени, применение стереотаксических устройств, применение повторных диагностических исследований и этапного введения медицинского инструмента в тело человека, применение роботов для проведения операции под контролем КТ. Однако на современном этапе развития медицины и техники еще не получено универсального и эффективного средства решения выше описанной проблемы.
Так, штатные средства контроля в реальном времени производителей сканеров КТ на современном тапе не позволяют применять блоки сканирования нужных размеров, чтобы в полной мере контролировать смещение инструмента из-за различных углов, амплитуды и сложности движения. Блоки сканирования современных томографов могут включать от нескольких срезов до десятков срезов с протяженностью блока от 3 мм до 20- 30 мм. При этом подвижность отдельных участков тела человека при дыхательных экскурсиях может быть более 5-6 см и никакое средство контроля в реальном времени не позволяет в полной мере учитывать и контролировать данные изменения. Следует отметить, что применение режима контроля в реальном времени ограничено по длительности из-за дополнительного лучевого воздействия на медицинский персонал и пациента и у некоторых производителей сканеров КТ составляет всего лишь 60-90 секунд, что может быть недостаточно для проведения хирургической операции под контролем КТ.
Рентгеновские средства контроля в реальном времени не являющиеся штатными для сканера КТ (рентген телевизионные рентгеноскопические аппараты) обладают меньшей разрешающей способностью и худшей визуализацией, что не позволяет также детально видеть картину в зоне операции как при КТ исследовании. Требуется сопряжение данных, выводимых дополнительными средствами контроля на интерфейсы пользователя, что требует их быстрого анализа и интерпретации человеком (в течение нескольких секунд) для принятия решения и последующей коррекции положения инструмента и тела человека. Данное сопряжение на современном этапе еще нуждается в разработке алгоритмов анализа медицинских изображений, совершенствовании аппаратной и элементной базы применяемого медицинского оборудования, в высокой вычислительной мощности рабочих станций, в применении искусственного интеллекта в помощь человеку при быстром сопряжении, анализе, интерпретации поступающих во время операции данных, что является еще не решенной проблемой на современном этапе развития медицины и техники. Следует отметить, что так называемый контроль в реальном времени условный и означает лишь контроль с большей частотой сканирования и большей частотой кадров получаемых изображений медицинской визуализации.
Средства контроля в реальном времени, основанные на иных физических принципах (отличные от рентгеновского излучения, например ультразвуковые аппараты, электромагнитные и оптические системы контроля) имеют все те же недостатки, характерные для рентгеновских. Их применение ограничивается еще более разнородными данными, поступающими на интерфейс пользователя. Отсутствует на современном этапе возможность быстрого и прямого взаимодействия при анализе данных, поступающих с подобных средств, из-за разных производителей, прав собственности, протоколов взаимодействия и т.п. Некоторые средства контроля не дают информации о патологическом очаге, внутренних органах, отражая лишь пространственные взаимоотношения между своими датчиками (электромагнитные средства контроля) или положение инструмента на поверхности тела человека (оптические средства навигации).
Известные пассивные средства, в том числе стереотаксические устройства, контроля выполняют функции разметки и удержания медицинского инструмента в необходимом пространственном положении, но лишены возможности контролировать смещение при дыхательных и иных экскурсиях тела человека.
Известена группа изобретений индивидуализированного для пациента позиционирования и ориентирование хирургических инструментов при размещении проходов, в которой способ позиционирования медицинских инструментов для инвазивной хирургии содержит этапы, на которых определяют положение прохода для медицинского инструмента, собирают данные конкретного пациента, выбирают оптимальное положение для размещения ориентирующего устройства в виде стереотаксического держателя медицинского инструмента, включающего траекторный указатель, установленный в дугообразных кронштейнах, закрепленных в кольцеобразном основании с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях (RU 2 662 872 С2 , МПК А61В 34/20 (2016.01), А61В 90/11 (2016.01)).
Известна рентген контрастная сетка для маркировки операционного поля, которая содержит подложку из рентгенопрозрачного материала, рентген контрастные нити, расположенные на подложке, образующие прямоугольную сетку с прямоугольными ячейками, размер сторон которых составляет от 20 до 50 мм. По периметру подложки с одной стороны нанесена клейкая основа для фиксации ее на коже пациента (RU 152847 U1, Опубл. 20.06.2015 Бюл. №17).
Известен стереотаксический держатель медицинского инструмента, включающий траекторный указатель, установленный в дугообразных кронштейнах, закрепленных в кольцеобразном основании с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях (описание к патенту RU 2569720, МПК А61В 19/00 (2006.01), опубликовано: 27.11.2015).
Задача изобретения - разработка средств контроля и навигации для проведения операций под контролем КТ в медицине, рентгенологии, хирургии, медицинской технике.
Технический результат - повышение точности позиционирования медицинского инструмента в условиях различных движений тела человека во время операции путем визуального и рентгеновского КТ контроля за смещением тканей, органов и частей тела человека во время операции, возможность точного измерения смещения и своевременной коррекции дыхательных движений по ходу операции.
Технический результат достигается тем, что в способе позиционирования медицинского инструмента для инвазивной хирургии, содержащем этапы, на которых определяют положение прохода для медицинского инструмента, собирают данные конкретного пациента, выбирают оптимальное положение для размещения ориентирующего устройства в виде стереотаксического держателя медицинского инструмента, включающего траекторный указатель, установленный в дугообразных кронштейнах, закрепленных в кольцеобразном основании с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях, что на этапе сбора данных определяют величину смещения поверхности тела пациента в процессе дыхания и соответствующую ей амплитуду дыхательных движений, располагая на столе под телом пациента рентген контрастный линейный маркер в аксиальной плоскости объекта операции, а на поверхности тела пациента в зоне предполагаемой операции размещают рентген контрастную координатную сетку в виде прямоугольной рамки с поперечными перемычками, образующими внутренние прямоугольные ячейки, и два ряда внешних прямоугольных ячеек, размещенных на поперечных сторонах рамки, при этом размещают сетку так, чтобы так чтобы перемычки внутренних ячеек были ориентированы в сагиттальной плоскости, перемычки внешних ячеек ориентированы в аксиальной плоскости, при этом величину смещения поверхности тела пациента в процессе дыхания оценивают по смещению перемычек внешних ячеек по отношению линейного маркера на столе и отношению к линии, создаваемой лазерной подсветкой диагностического оборудования, при смещении поверхности тела на 15-30 мм и менее на коже маркером наносят линии в аксиальной и сагиттальной плоскостях, размечая место введения медицинского инструмента, после чего на последнее устанавливают стереотаксический держатель, снабженный четырьмя парами рентген контрастных меток в виде параллельных выступов, размещенных на основании по обе стороны креплений кронштейнов, причем устанавливают так, чтобы аксиальная и сагиттальная линии разметки проходили между выступами.
В рентген контрастной координатной сетке (РКС) для маркировки операционного поля в виде прямоугольной рамки с поперечными перемычками, образующими внутренние прямоугольные ячейки, на каждой из поперечных сторон рамки размещен ряд внешних прямоугольных ячеек. Стереотаксический держатель медицинского инструмента, включающий траекторный указатель, установленный в дугообразных кронштейнах, закрепленных в кольцеобразном основании с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях, дополниетельно снабжен четырьмя парами рентген контрастных меток в виде параллельных выступов, размещенных на основании по обе стороны креплений кронштейнов.
На фиг.1, фиг.2, фиг.З, фиг.4, фиг.5 - изображены схематично этапы выбора места позиционирования медицинского инструмента для инвазивной хирургии; на фиг.6 - рентген контрастная координатная сетка (РКС); на фиг. 7 - стереотаксический держатель; фиг.8 - пара рентген контрастных меток стереотаксического держателя.
Инструмент разметки РКС для маркировки операционного поля (фиг.6) представляет собой виде прямоугольную рамку с поперечными параллельными перемычками, образующими внутренние прямоугольные ячейки. На каждой из поперечных сторон рамки размещен ряд внешних прямоугольных ячеек, стенки которых перпендикулярны поперечным перемычкам и образуют внешние выступы.
Упругость и жесткость конструктивных элементов инструмента разметки РКС могут быть различными.
Расстояние между внешними выступами, между внутренними перемычками может быть различным. Расстояние между выступами на противоположных сторонах рамки может быть различным.
РКС может иметь градуировку с различной ценой деления.
Стереотаксический держатель (фиг.7) имеет в области креплений верхнего и нижнего сегментов к основанию четыре пары рентген контрастных меток в виде параллельных выступов (фиг.8), размещенных на основании по обе стороны креплений кронштейнов. Выступы предназначены для совмещения с соответствующими конструктивными элементами РКС и РЛМ. Выступы могут располагаться по наружной и (или) по внутренней окружности основания стереотаксического держателя, могут иметь различную контрастность в условиях рентгеноскопии, рентгеновской компьютерной томографии, магнитно-резонансной томографии.
Стереотаксический держатель может быть оснащен средствами фиксации к нижележащей поверхности (клеевая основа, повязка, пластырь, отверстия для пришивания и т.д.)
Инструмент разметки РЛМ может иметь градуировку с различной ценой деления.
Способ позиционирования медицинского инструмента для инвазивной хирургии включает следующие этапы.
1-й. Под тело пациента на поверхности стола диагностического оборудования в направлении, соответствующем аксиальной плоскости, укладывается рентген контрастный линейный маркер (РЛМ) в проекции зоны предполагаемого вмешательства. Соответствие положения инструмента разметки РЛМ аксиальной плоскости контролируется по центрующему лазеру сканера КТ в аксиальной плоскости (фиг. 1). Инструмент разметки РЛМ может иметь градуировку.
2-ой. Выполняется предоперационное диагностическое исследование:
- определяется зона операции,
- выявляется объект для операции,
- определяется номер нужного среза, в котором находится объект операции и место введения инструмента на поверхности тела человека.
3-й. Выявляется номер среза, в котором находится ближайший (по отношению к определенному на предыдущем этапе номеру среза объекта операции и места введения медицинского инструмента в тело человека) инструмент разметки РЛМ. В случае размещения единственной разметки РЛМ выбирается соответствующий ему срез.
4-й. Стол сканера КТ вместе с расположенным на нем пациентом устанавливается в положение, в котором РЛМ совпадает с центрующим лазером сканера КТ (фиг. 1.). 5-й. На поверхности тела пациента в зоне предполагаемой операции располагается РКС, так чтобы внутренние поперечные перемычки были ориентированы в сагиттальной плоскости, внешние выступы в аксиальной. При этом срез выбранного (или единственного) инструмента разметки РЛМ вместе с аксиальной линией центрующего лазера должен находиться внутри массива срезов, которые включают РКС. РКС накрывает РЛМ ( фиг. 2).
6-й. Пациенту предлагают вдохнуть и выдохнуть несколько раз и оценивают смещение внешних выступов инструмента разметки РКС по отношению к линии, создаваемой лазерной подсветкой диагностического оборудования, и по отношению к расположенному под телом пациента на столе диагностического оборудования инструменту разметки РЛМ. Смещение регистрируется путем визуального осмотра невооруженным глазом человека. Смещения может быть оценено приблизительно путем отсчета внешних выступов инструмента разметки РКС находящихся выше или ниже по отношению к совмещенным друг с другом инструмента разметки РЛМ и аксиальной линии центрующего лазера. Смещение может быть оценено более точно в мм с применением соответствующих средств измерения с ценой деления шкалы в мм (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 6 и фиг. 7).
В результате выполнения 6-го этапа появляются сведения об амплитуде смещения поверхности тела человека с расположенным инструментом разметки сетка по отношению к неподвижным маркерам (инструмент разметки РЛМ, совмещенный с аксиальной линией центрующего лазера. Выбирается наиболее комфортная для пациента величина смещения и соответствующая ей амплитуда дыхательных движений. Пациенту разъясняется необходимость дыхательных движений с определенной глубиной. Пациент обучается дыханию с нужной глубиной на примере нескольких дыхательных движений до достижения нужного результата в виде смещения с выбранной амплитудой.
7-ой. Выполняется первое интраоперационное КТ исследование в объеме, ограниченном зоной операции с обязательным включением РЛМ, с учетом их амплитуды смещения. Величину смещения поверхности тела пациента в процессе дыхания оценивают по смещению перемычек внешних ячеек по отношению линейного маркера РЛМ на столе и отношению к линии, создаваемой лазерной подсветкой диагностического оборудования, при смещении поверхности тела на 15-30 мм и менее на коже маркером наносят линии в аксиальной и сагиттальной плоскостях, размечая место введения медицинского инструмента, после чего на последнее устанавливают стереотаксический держатель,
8-ой. Данные, полученные в результате 7-го этапа подвергаются мульти планарной реконструкции средствами сканера КТ. Выбирается аксиальный срез, содержащий место введения инструмента. На коже пациента позиция данного среза может быть получена путем выдвижения стола в нужный номер среза с последующей подсветкой аксиальной линией центрующего лазера или путем отсчета в миллиметрах от верхнего или нижнего краев рамки инструмента разметки РКС. На коже маркером наносится линия разметки в аксиальной плоскости, проходящая через выбранный аксиальный срез. Выбирается сагиттальный срез, содержащий место введения инструмента. На коже позиция данного среза может быть получена путем отсчета ближайшей внутренней перемычки инструмента разметки РКС или отсчета в миллиметрах от левого или правого краев рамки инструмента разметки РКС. На коже маркером наносится линия разметки в сагиттальной плоскости, проходящая через выбранный сагиттальный срез. Таким образом, место введения инструмента на коже пациента находится на перекрестии двух вышеуказанных линий - аксиальной и сагиттальной.
На 9-том этапе РКС может быть удалена с поверхности тела человека, по показаниям может быть оставлена в положении как на 5 -ом этапе.
10-й. В маркированное место введения инструмента на коже устанавливается стереотаксический держатель, так, чтобы выступы основания стереотаксического держателя совпадали с аксиальной и сагиттальной линиями разметки. 11-й. Стереотаксический держатель фиксируется на коже пациента, регулируется с нужным углом наклона.
12-й. Проверяется смещение выступов основания стереотаксического держателя в аксиальной плоскости также как на 6-ом этапе путем визуальной регистрации смещения по отношению к РЛМ, совмещенному с аксиальной линией центрующего лазера.
13-й. Осуществляется следующее интраоперационноое КТ исследование зоны операции и определяется расположение объекта операции, инструмента разметки РЛМ, выступов основания стереотаксического держателя. Оценивается соответствие выбранной траектории. При необходимости осуществляется регулировка угла наклона стереотаксического держателя и коррекция амплитуды дыхательных движений пациента.
14-й. Осуществляется введение медицинского инструмента в тело человека с контролем введения путем поэтапных действий на 13 -ом этапе или одномоментно с дополнительным контролем средствами контроля в реальном времени. Во время введения смещение выступов основания стереотаксического держателя и амплитуда дыхательных движений контролируется как на 13 -ом этапе. В случае если стол сканера КТ вместе с пациентом был выдвинут в каком- либо направлении (например, для большего простора и свободы действий оператора) и проекция аксиальной линии центрующего лазера не совпадает с проекцией инструмента разметки РЛМ, то смещение выступов основания стереотаксического держателя оценивается визуально по отношению к текущему положению аксиальной линии центрующего лазера (фиг. 4 и фиг. 5).
15-й. Осуществляется оперативный прием, достигается цель операции.
16-й. Осуществляется контрольное КТ исследование, после чего медицинский инструмент, стереотаксический держатель удаляются, операция завершается.

Claims

Формула изобретения
1. Способ позиционирования медицинского инструмента для инвазивной хирургии, содержащий этапы, на которых определяют положение прохода для медицинского инструмента, собирают данные конкретного пациента, выбирают оптимальное положение для размещения ориентирующего устройства в виде стереотаксического держателя медицинского инструмента, включающего траекторный указатель, установленный в дугообразных кронштейнах, закрепленных в кольцеобразном основании с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях, отличающийся тем, что на этапе сбора данных определяют величину смещения поверхности тела пациента в процессе дыхания и соответствующую ей амплитуду дыхательных движений, располагая на столе под телом пациента рентген контрастный линейный маркер в аксиальной плоскости объекта операции, а на поверхности тела пациента в зоне предполагаемой операции размещают рентген контрастную координатную сетку в виде прямоугольной рамки с поперечными перемычками, образующими внутренние прямоугольные ячейки, и два ряда внешних прямоугольных ячеек, размещенных на поперечных сторонах рамки, при этом размещают сетку так, чтобы так чтобы перемычки внутренних ячеек были ориентированы в сагиттальной плоскости, перемычки внешних ячеек ориентированы в аксиальной плоскости, при этом величину смещения поверхности тела пациента в процессе дыхания оценивают по смещению перемычек внешних ячеек по отношению линейного маркера на столе и отношению к линии, создаваемой лазерной подсветкой диагностического оборудования, при смещении поверхности тела на 15-30 мм и менее на коже маркером наносят линии в аксиальной и сагиттальной плоскостях, размечая место введения медицинского инструмента, после чего на последнее устанавливают стереотаксический держатель, снабженный четырьмя парами рентген
И контрастных меток в виде параллельных выступов, размещенных на основании по обе стороны креплений кронштейнов, причем устанавливают так, чтобы аксиальная и сагиттальная линии разметки проходили между выступами.
2. Рентген контрастная координатная сетка для маркировки операционного поля в виде прямоугольной рамки с поперечными перемычками, образующими внутренние прямоугольные ячейки, отличающаяся тем, что на каждой из поперечных сторон рамки размещен ряд внешних прямоугольных ячеек.
3. Стереотаксический держатель медицинского инструмента, включающий траекторный указатель, установленный в дугообразных кронштейнах, закрепленных в кольцеобразном основании с возможностью поворота в двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях, отличающийся тем, что он снабжен четырьмя парами рентген контрастных меток в виде параллельных выступов, размещенных на основании по обе стороны креплений кронштейнов.
PCT/RU2021/050292 2020-09-22 2021-09-10 Способ позиционирования медицинского инструмента для инвазивной хирургии Ceased WO2022066054A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21873041.4A EP4218656A4 (en) 2020-09-22 2021-09-10 Method for positioning a medical instrument for invasive surgery
BR112023005153A BR112023005153A2 (pt) 2020-09-22 2021-09-10 Método de posicionamento de instrumento médico para cirurgia invasiva por meio de grade radiopaca coordenada e suporte estereotáxico

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020131294A RU2766975C1 (ru) 2020-09-22 2020-09-22 Способ позиционирования медицинского инструмента для инвазивной хирургии и рентген контрастная координатная сетка и стереотаксический держатель для его осуществления
RU2020131294 2020-09-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022066054A1 true WO2022066054A1 (ru) 2022-03-31

Family

ID=80736858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/050292 Ceased WO2022066054A1 (ru) 2020-09-22 2021-09-10 Способ позиционирования медицинского инструмента для инвазивной хирургии

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4218656A4 (ru)
BR (1) BR112023005153A2 (ru)
RU (1) RU2766975C1 (ru)
WO (1) WO2022066054A1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140350572A1 (en) * 2011-12-05 2014-11-27 Koninklijke Philips N.V. Positioning and orientation of surgical tools during patient specific port placement
RU152847U1 (ru) 2015-02-25 2015-06-20 Армен Сисакович Бенян Рентгеноконтрастная сетка для маркировки операционного поля
FR3019983A1 (fr) * 2014-04-22 2015-10-23 Iin Medical Dispositif chirurgical exocentrique
RU2569720C1 (ru) 2014-05-19 2015-11-27 Михаил Анатольевич Черных Устройство для пассивной навигации медицинского инструмента

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3547121A (en) * 1968-03-04 1970-12-15 Mount Sinai Hospital Research Abdominal grid for intrauterine fetal transfusion
US4805615A (en) * 1985-07-02 1989-02-21 Carol Mark P Method and apparatus for performing stereotactic surgery
US9492241B2 (en) * 2005-01-13 2016-11-15 Mazor Robotics Ltd. Image guided robotic system for keyhole neurosurgery
CN101389284B (zh) * 2005-01-28 2012-07-04 马萨诸塞总医院 引导插入系统
US20130066232A1 (en) * 2011-09-08 2013-03-14 Stryker Leibinger Gmbh & Co., Kg Axial Surgical Trajectory Guide
RU2670657C9 (ru) * 2017-03-14 2018-12-12 Общество с ограниченной ответственностью "Автом-2" Стереотаксический держатель медицинского инструмента, адаптеры для него

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140350572A1 (en) * 2011-12-05 2014-11-27 Koninklijke Philips N.V. Positioning and orientation of surgical tools during patient specific port placement
RU2662872C2 (ru) 2011-12-05 2018-07-31 Конинклейке Филипс Н.В. Индивидуализированное для пациента позиционирование и ориентирование хирургических инструментов при размещении проходов
FR3019983A1 (fr) * 2014-04-22 2015-10-23 Iin Medical Dispositif chirurgical exocentrique
RU2569720C1 (ru) 2014-05-19 2015-11-27 Михаил Анатольевич Черных Устройство для пассивной навигации медицинского инструмента
RU152847U1 (ru) 2015-02-25 2015-06-20 Армен Сисакович Бенян Рентгеноконтрастная сетка для маркировки операционного поля

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4218656A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP4218656A4 (en) 2025-02-26
BR112023005153A2 (pt) 2023-04-18
EP4218656A1 (en) 2023-08-02
RU2766975C1 (ru) 2022-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11596367B2 (en) Electromagnetic tracking system and methods of using same
DE10108547B4 (de) Operationssystem zur Steuerung chirurgischer Instrumente auf Basis von intra-operativen Röngtenbildern
US6359959B1 (en) System for determining target positions in the body observed in CT image data
US5943719A (en) Method and device for precise invasive procedures
US6851855B2 (en) Registration method for navigation-guided medical interventions
Leksell et al. Stereotaxis and tomography a technical note
US6533794B2 (en) Simplified stereotactic apparatus and methods
JP4340345B2 (ja) フレームレス定位手術装置
US5618288A (en) Stereotactic system for surgical procedures
EP3072472B1 (en) Stereotactic whole-body guide system for precisely positioning surgical instruments inside the body
DE69515288T2 (de) Stereotaxie Systeme
US7677801B2 (en) Non-invasive method and apparatus to locate incision site for spinal surgery
US20040015176A1 (en) Stereotactic localizer system with dental impression
US20160296293A1 (en) Apparatus for robotic surgery
DE102006024540A1 (de) Verfahren und System zum Akquirieren von Bildern mit einer medizinischen Bildgebungsvorrichtung
WO2021007803A1 (zh) 骨折复位闭合手术定位导航方法和用于该方法的定位装置
JP2003509108A (ja) 定位装置及び方法
RU2766975C1 (ru) Способ позиционирования медицинского инструмента для инвазивной хирургии и рентген контрастная координатная сетка и стереотаксический держатель для его осуществления
CN107595406B (zh) 骨折闭合复位治疗的电磁导视系统
US12229984B2 (en) Positioning of a patient carrier
CN112237477B (zh) 骨折复位闭合手术定位导航装置
EP4197475A1 (en) Technique of determining a scan region to be imaged by a medical image acquisition device
Lee et al. CT intracranial localization with a new marker system
CN116019571A (zh) 用于在手术期间定位患者身体并跟踪患者位置的装置和方法
RU2177722C2 (ru) Способ послойной съемки височно-нижнечелюстного сустава

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21873041

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 140150140003009138

Country of ref document: IR

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112023005153

Country of ref document: BR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202317027204

Country of ref document: IN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112023005153

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20230320

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021873041

Country of ref document: EP

Effective date: 20230424