Оптическая медицинская навигационная система

Описание

Зарубежные аналоги подобных систем производятся фирмами BrainLab, Medtronic, NDI, Zimmer, Stryker. Основным отличием разрабатываемой навигационной системы от зарубежных аналогов является использование отечественного программного обеспечения, использующего собственные разработанные, опробованные и внедренные компоненты и методы визуализации 3D медицинских изображений, что позволит значительно снизить стоимость готового изделия.

Для навигационной системы выбран оптический метод регистрации положения хирургического инструмента в области операционного интереса, построенной виртуально на основании обобщения 2D/3D данных диагностических КТ и МРТ исследований.

Навигационная система определяет координаты хирургического инструмента, используя оптическую информацию от пассивных маркеров, закрепленных на инструменте с помощью специальных зажимов-насадок. Пассивные маркеры представляют собой сферы из полимера, покрытые светоотражающим материалом. Конструкция зажимов-насадок позволяет закреплять маркеры для определения навигационной системой вида хирургического инструмента. Обеспечивается возможность одновременного слежения за несколькими хирургическими инструментами. Разработан инструмент “зонд-указатель”, применяемый для привязки реальных объектов к виртуальной модели. Инструмент “зонд-указатель” облегчает регистрацию пациента в системе.

Маркеры, связанные с пациентом, располагаются на специальных зажимах, фиксирующих пациента, или непосредственно на участках тела пациента, где проводится оперативное вмешательство. Обеспечивается возможность одновременного слежения за несколькими хирургическими инструментами.

Система навигации позволяет хирургу контролировать свои действия и получаемые результаты, наблюдая на экране монитора движение хирургических инструментов в оперируемой области.

Конструктивно навигационная система включает две передвижные вертикальные стойки. На одной стойке на высоте 1700-2000 мм расположен оптический блок с двумя видеокамерами и инфракрасным осветителем, при этом размер охватываемой области на расстоянии 1,5 м от осветителя не менее 1м3. Расстояние от оптического блока до пассивных маркеров — не менее 1,5-2м. На второй стойке расположена медицинская рабочая станция с двумя сенсорными мониторами для хирурга и его ассистента.

Специализированное программное обеспечение медицинской рабочей станции включает:
• модуль виртуального пространства, в котором происходит операция;
• модуль для проектирования и проигрывание сценариев операций;
• модуль информационной системы.

Рабочий цикл навигационной системы состоит из следующих этапов:
• загрузка данных КТ, МРТ, рентгеновских или УЗИ снимков пациента;
• выбор предпочтительных инструментов;
• планирование операции;
• регистрация пациента;
• персональная настройка модулей станции под конкретную операцию;
• проведение хирургического вмешательства;
• оформление протокола.