УДК 616.711-007.55-089

© Коллектив авторов, 2011

Поступила 01.03.2012 г.

Н.С. НИКОЛАЕВ,

В.А. СОЛОВЬЕВ,

Д.В. ГУРЬЕВ,

А.В. МАЗУРЕНКО

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ РОБОТОАССИСТЕНЦИИ ПРИ ИДИОПАТИЧЕСКОМ СКОЛИОЗЕ 3-Й СТЕПЕНИ

(КЛИНИЧЕСКИЙ СЛУЧАЙ)

Федеральный Центр травматологии, ортопедии и эндопротезирования, Чебоксары

Описан опыт фиксации грудопоясничных позвонков при идиопатическом сколиозе 3-й степени с применением робота «Spine Assist». Выполнение стабилизации выбранного сегмента хирург может проводить как за персональным компьютером, так и на рабочей станции, которое занимает не более 20 минут. Задача робота заключается в позиционировании инструментария по предварительно заданной траектории, что является наиболее безопасным для пациента.

Ключевые слова: идиопатический сколиоз, роботоассистенция, транскорпоральная стабилизация позвоночных сегментов.

Введение. На современном этапе развития клинической медицины применение всевозможных стабилизирующих систем позвоночника при идиопатическом сколиозе стало повсеместным. При формировании спондилодеза применяют как транспедикулярные винты, так и межтеловые импланты из переднего и задних доступов [1]. Установка транспедикулярных винтов контролируется при помощи электронного оптического преобразователя (ЭОП), который позволяет получить двухмерное изображение [5]. Вместе с тем при использовании ЭОП частота некорректно проведенных винтов при проведении заднего спондилодеза с целью коррекции сколиотической деформации достигает 25% [3, 7]. При сколиотических деформациях (особенно при выраженной торсии) проведение транспедикулярных винтов значительно затруднено [2, 4, 8]. Такая ситуация вынуждает к выполнению большого количества рентгеновских снимков. При этом многократно увеличивается лучевая нагрузка как на пациента, так и на медицинский персонал.

В хирургическом лечении травматических повреждений и заболеваний позвоночника, требующих стабилизации позвоночных сегментов, метод роботоассистенции находится в стадии внедрения в клиническую практику [6].

Материалы и методы. Суть этого метода заключается в том, что робот «Spine Assist» автоматически позиционирует инструмент для проведения винта, чтобы все параметры погружения транспедикулярного винта совпадали с предварительно запланированными данными в 3 D изображении.

Предоперационное обследование включает: неврологический осмотр, спондилографию интересующего отдела позвоночника, электромиографию, компьютерную томографию (КТ) и магнитно-резонансную томографию (МРТ). Обязательное условие: КТ во всех случаях проводится по специальному протоколу (срезы с шагом 1 мм). Эти исследования необходимы для предоперационного планирования с целью виртуального проведения винтов на рабочей станции «Spine Assist». Для оценки неврологической симптоматики используют шкалу Неnсel.

Система робота «Spine Assist» состоит из четырех частей: рабочая станция (рис. 1), программа, которая позволяет выполнить предоперационное планирование (рис. 2), платформа (мост) для крепления на пациенте (рис. 3), робот, позиционирующее устройство (рис. 4). Проведение транспедикулярных винтов и имплантатов можно планировать на персональном компьютере врача.

Рис. 1. Рабочая станция. Вид спереди

Рис. 2. Предоперационное планирование. Коррекция положения осей L3 позвонка в боковой проекции. Определение траектории винтов

Рис. 3. Платформа для крепления робота на пациенте

Рис. 4. Робот, позиционирующее устройство с направляющей трубкой

В операционной под общим наркозом, лежа на животе, с помощью ЭОП выполняется рентгенологическое исследование интересующего позвоночного сегмента в 2 проекциях с дальнейшей синхронизацией данных на КТ. После завершения этапа регистрации робот устанавливается на платформе. Установленная система (мост, робот) отличается стабильностью и неподвижностью по отношению к позвоночнику (рис. 6). К роботу фиксируется направляющая «рука», при помощи которой определяется траектория введения винта или импланта (рис. 5). Далее врач выбирает позвонок и винт для введения, учитывая предварительно запланированные размеры. После этого робот самостоятельно выставляет направляющую «руку» согласно запланированной траектории. При помощи тубулярного расширителя формируется канал для дрели, метчика или отвертки с винтом.

Рис. 5. Установка робота по заданной траектории

Рис. 6. Установка троакара с канюлей в «руку» робота

В качестве примера приводим случай выполнения оперативного вмешательства с одномоментной установкой 8 транспедикулярных винтов при идиопатическом сколиозе 3-й степени.

Клинический случай. Пациентка В., 19 лет. Диагноз: идиопатический правосторонний грудопоясничный сколиоз 3-й ст. Поступила с жалобами на боли в грудном и поясничном отделах позвоночника, усиливающиеся при физической нагрузке. Заболевание выявлено в марте 2006 г. Неоднократно лечилась стационарно в детском отделении, без положительной динамики. На рентгенограмме грудного и поясничного отделов позвоночника в двух проекциях от 15.07.2009 г. — правосторонний S-образный сколиоз грудного и поясничного отделов позвоночника. Пациентка ходит самостоятельно, не хромает, положение головы правильное. Туловище S-образно деформировано, больше в нижнегрудном отделе, грудная клетка и передняя брюшная стенка правильной формы, тип дыхания смешанный. Соотношение туловища и конечностей не нарушено.

При осмотре надплечья расположены на разном уровне (левое ниже правого на 1,5 см), длина надплечий одинаковая. Треугольники талии асимметричны, левый расположен ниже правого на 1,5 см, глубина его слева 3 см, справа значительно сглажен, отвес проходит вертикально, при этом пупок смещен влево на 1 см. Перекос таза влево на 1 см. Передний реберный горб нерезко выражен, реберно-подвздошный промежуток уменьшен справа. Грудной кифоз сглажен, поясничный лордоз усилен, положение крестца ближе к горизонтальному. Сзади углы лопаток расположены на разных уровнях (левая расположена ниже правой примерно на 1,5 см). Слева нижние углы лопаток отстоят от линии отвеса, опущенной от остистого отростка 7-го шейного позвонка, на 3 см, справа — на 7 см. Отвес проходит вертикально справа от межягодичной складки на 1 см. Определяется умеренно выраженный реберный горб, расположенный справа высотой около 3 см с захватом 8-12 ребер, пологий. Отмечается S-образная кифосколиотическая деформация позвоночника с основной дугой искривления, расположенной слева на уровне Th5-Th11, где отмечается формирование реберного горба, уменьшающегося при движениях. Вершина дуги расположена примерно на уровне 7-го грудного позвонка. Отмечается формирование мышечных валиков в области основной дуги и противодуги, расположенной в поясничном отделе позвоночника справа. Нарушений иннервации и кровообращения в дистальных отделах конечностей нет. Длина конечностей одинакова, движения в тазобедренных суставах в полном объёме, безболезненны.

На рентгенограмме грудопоясничного отдела позвоночника в двух проекциях от 19.04.2011 г. (рис. 7) величина правосторонней сколиотической дуги Th5-Th11 стоя составляет 49 градусов по Cobb, степень торсии на вершине сколиотической деформации позвоночника — 3. Величина правосторонней сколиотической дуги Th5-Th11 стоя при наклоне вправо составляет 41 градус по Cobb, при наклоне влево — 50 градусов. Отмечается клиновидность МПД Th5 — Th6, Th6-Th7, Th7 — Th8, Th8 — Th9, Th10 — Th11, Th12- L1, L1-L2, L2-L3. Заключение: Правосторонний сколиоз грудного отдела позвоночника 3-й степени.

Рис. 7. Рентгенограмма грудопоясничного отдела позвоночника в двух проекциях (до коррекции)

20.04.2011 г. выполнена операция: коррекция и стабилизация деформации позвоночника многоопорной системой «Legacy» (Medtronic Sofamor Danek, Inc., США.) с использованием «Spina Assist» (рис. 8).

Рис. 8. Рентгенограмма грудопоясничного отдела позвоночника в двух проекциях (планирование проведения транспедикулярных винтов)

Дорсальный спондилодез аутотрансплантатами (рис. 9). Послеоперационный период без особенностей. Степень послеоперационной коррекции составила 95%.

Рис. 9. Рентгенограмма грудопоясничного отдела позвоночника в двух проекциях (после коррекции и фиксации)

Выводы:

1. Способ роботоассистенции при стабилизации позвоночных сегментов способствует правильному проведению транспедикулярных винтов и является наиболее безопасным для пациента.

2. Применение роботоассистенции способствует значительному сокращению длительности оперативного вмешательства.

3. Использование метода роботоассистенции целесообразно в тех случаях, когда оперативное вмешательство выполняется при выраженной ротационной деформации позвонка, значительных тонких дугах позвонка и при установке специально разработанных стабилизирующих конструкций.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Анализ эффективности применения роботоассистенции для стабилизации позвоночных сегментов пояснично-крестцового отдела / Н.А. Коновалов, Шевелев И.Н., Корниенко В.Н. [и др.] // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. — 2010. — № 4. — С.23-29.

2. Comparative results between conventional and computer-assisted pedicle screw installation in the thoracic, lumbar, and sacral spine / L.P. Amiot, K. Lang, M. Putzier [et al.] // Spine. — 2000. — Vol. 25. — P. 606-614.

3. Burch S. Surgical complications of spinal deformity surgery // Neurosurg Clin N Am. — 2007. -Vol. 18. — P. 385-392.

4. Davne S.H., Myers D.L. Complications of lumbar spinal fusion with transpedicular instrumentation // Spine. — 1992. — Vol. 17. — S. 184-189.

5. Perioperative complications of primary posterior lumbar interbody fusion for nonisthmic spondylolisthesis: analysis of risk factors / N. Hosono, N. Namekata, T. Makino [et al.] // J Neurosurg Spine. — 2008. -Vol. 9. — P. 403-407.

6. Radiation exposure using miniature robotic guidance for spinal surgery / I.H. Lieberman, M.Hardenbrook, J.Wang [et al.] // Spine J. — 2007. — Vol. 7. — P. 1525-1535.

7. Robotic assisted spinal surgery — from concept to clinical practice / M. Shoham, I.H. Lieberman, E.C. Benzel [et al.] // Comput Aided Surg. — 2007. -Vol. 12.- P. 105-115.

8. Sukovich W., Brink-Danan S., Hardenbrook M. Miniature robotic guidancefor pedicle screw placement in posterior spinal fusion: early clinical experience with the spine assist // Int J Med Robot. — 2006. — Vol. 2. — P. 114-122.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ

Николаев Николай Станиславович

главный врач ФГБУ «Федеральный Центр травматологии, ортопедии и эндопротезирования» Минздравсоцразвития России (г. Чебоксары), кандидат медицинских наук

Соловьев Валерий Александрович

врач-нейрохирург ФГБУ «Федеральный Центр травматологии, ортопедии и эндопротезирования» Минздравсоцразвития России (г. Чебоксары), кандидат медицинских наук

Гурьев Дмитрий Витальевич

врач травматолог-ортопед ФГБУ «Федеральный Центр травматологии, ортопедии и эндопротезирования» Минздравсоцразвития России (г. Чебоксары)

Мазуренко Андрей Васильевич

врач травматолог-ортопед, зав. травматолого-ортопедическим отделением №3 ФГБУ «Федеральный Центр травматологии, ортопедии и эндопротезирования» Минздравсоцразвития России (г. Чебоксары)

Адрес для переписки:

428020, Чувашская Республика, г. Чебоксары, ул. Ф. Гладкова, д. 33

Тел.: +7 (8352) 30-56-65

Е-mail: fc@orthoscheb.com

INFORMATION ABOUT AUTHORS:

Nikolayev Nikolay Stanislavovich

Chief doctor of FSBI «the Federal Centre of Traumatology, Orthopedics and Prosthetics» of HCSD of RF (Cheboksary)

, Ph.D. in medical sciences

Solovyev Valeriy Aleksandrovich

Neurosurgeon of FSBI «the Federal Centre of Traumatology, Orthopedics and Prosthetics» of HCSD of RF (Cheboksary), Ph.D. in medical sciences

Guryev Dmitriy Vitalyevich

Traumatologist — orthopedist of FSBI «the Federal Centre of Traumatology, Orthopedics and Prosthetics» of HCSD of RF (Cheboksary)

Mazurenko Andrey Vasilyevich

Traumatologist — orthopedist, head of traumatological and orthopedic department of FSBI » the Federal Centre of Traumatology, Orthopedics and Prosthetics» of HCSD of RF (Cheboksary)

Correspondence address:

F.Gladkov str.33, Cheboksary, the Chuvash Republic, 428020

Теl.: +7 (8352) 30-56-65

Е-mail: fc@orthoscheb.com

N.S. NIKOLAYEV,

V.A. SOLOVYEV,

D.V. GURYEV,

A.V. MAZURENKO

EXPERIENCE OF ROBOT ASSISTANCE IN IDIOPATHIC SCOLIOSIS OF THE 3-D DEGREE

( CLINICAL CASE )

the Federal Centre of Traumatology, Orthopedics and Prosthetics , Cheboksary

Here is the experience of thoracolumbar vertebra stabilization with the help of robot «Spine Assist» in case of 3-d idiopathic scoliosis in the article. Stabilization of the chosen segment may be done by the doctor through personal computer as well as at the working station. It takes 20 minutes to finish it. The task of the robot is place the instrumentation according to the preliminary given path that is the safest method for the patient.

Key words: idiopathic scoliosis, robot assistance, transcorporal thoracolumbar vertebra stabilization.