Способ наведения стереотаксического инструмента на целевые точки головного мозга

Авторы патента:

A61B34/20 - Диагностика; хирургия; опознание личности (исследование биологического материала G01N, например G01N 33/48; получение записи с использованием волн иных, чем оптические, вообще G03B 42/00)

Владельцы патента RU 2638284:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой Российской Академии наук (ИМЧ РАН) (RU)

Изобретение относится к медицине, а именно к нейрохирургии головного мозга, и может быть использовано для диагностики и лечения внутримозговых новообразований, эпилепсии, гидроцефалии, паркинсонизма, глубинных абсцессов и других заболеваний центральной нервной системы. Способ заключается в том, что осуществляют закрепление головы пациента с помощью фиксирующего устройства. Закрепление относительно фиксирующего устройства референтной рамки с реперными точками. Осуществление электронной оптической привязки референтной рамки к полученному с помощью томографических данных внутримозговому пространству пациента. Референтную рамку переносят с головы пациента на копию фиксирующего устройства, расположенную вне операционного стола. На нем же закрепляют направляющее устройство. Получают виртуальную модель внутримозгового пространства. Осуществляют наведение стереотаксического инструмента на виртуальную внутримозговую мишень. Затем направляющее устройство переносят на устройство, фиксирующее голову пациента. Через фрезевое отверстие осуществляют подведение стереотаксического инструмента к внутримозговой мишени. Способ позволяет сократить продолжительность хирургического вмешательства, повысить точность нацеливания и улучшить результаты хирургического лечения пациентов. 4 ил.

В процессе нейрохирургической операции при таких состояниях производится наведение стереотаксического инструмента, имеющего форму канюли, на одну или несколько целевых точек в глубине головного мозга. По достижении канюлей целевой точки мозга в ней производится диагностическое (например, биопсия) или лечебное (деструкция опухоли, электростимуляция подкорковой структуры и т.д.) воздействие. Нацеливание на целевые точки производится на дооперационных томограммах (КТ или МРТ) головного мозга пациента. Введение канюли в мозг во время нейрохирургического вмешательства может производиться при помощи систем оптической безрамной нейронавигации, в оперативную память которой загружаются дооперационные данные КТ, МРТ или ПЭТ пациента в электронном формате (Савелло А.В. Комплексное дифференцированное применение методов пред- и интраоперационной визуализации, нейронавигации и рентгенохирургии на этапе хирургического лечения пациентов с внутричерепными опухолями: автореф. дис. … д-ра мед. наук / А.В. Савелло. - СПб., 2008. - 36 с.).

Известно множество систем для интраоперационной нейрохирургической нейронавигации (например, фирм Medtronic, Brainlab и других) (Pfisterer W.K., Papadopoulos S., Drumm D.A., Smith K., Preul M.C. Fiducial versus nonfiducial neuronavigation registration assessment and considerations of accuracy. Neurosurgery. 2008 Mar; 62 (3 Suppl 1):201-7. Pillai P., Sammet S., Ammirati M. Application accuracy of computed tomography-based, image-guided navigation of temporal bone. Neurosurgery. 2008 Oct; 63 (4 Suppl 2):326-32).

Все они основаны на том, что в оперативной памяти компьютера навигационной системы благодаря загруженным в него дооперационным томограммам создается виртуальная трехмерная модель головного мозга пациента. Все манипуляции производят, как правило, на обездвиженной с помощью фиксирующего устройства голове пациента. Благодаря специальной маркировке головы пациента и инструмента оптические датчики системы нейронавигации позволяют позиционировать стереотаксический инструмент относительно головы, отследить его перемещения в головном мозге и отобразить их на интраоперационном мониторе, на который выведена виртуальная модель головного мозга пациента. Основой для позиционирования инструмента в навигационных системах является референтная рамка, жестко фиксируемая к голове пациента, маркеры которой регистрируются датчиками системы нейронавигации. К этой рамке и производится пространственная «привязка» пространства головы пациента и положения инструмента. Кроме отслеживания перемещений стереотаксического инструмента, программное обеспечение систем нейронавигации позволяет сначала нацелить, а затем ввести инструмент в целевые точки, выбранные на виртуальной модели головного мозга пациента.

Однако способ нацеливания на запланированные точки головного мозга во время нейрохирургической операции средствами известных навигационных систем обладает рядом недостатков:

1. Нацеливание осложняется тем, что персонал, участвующий в операции, непроизвольно может перекрывать поле зрения оптических датчиков, что приводит к необходимости периодической коррекции взаимного положения датчиков с референтной рамкой и инструментом.

2. Нацеливание на внутримозговую мишень и обеспечение нейрохирургического доступа для введения стереотаксического инструмента (т.е. наложение фрезевого отверстия) не могут производиться одновременно, так как оба эти этапа должны выполняться в ограниченном пространстве операционного поля и вблизи него. Следовательно, эти этапы проводятся последовательно друг за другом, что удлиняет время операции.

3. Если во время операции необходимо выполнять воздействия последовательно на нескольких целевых точках мозга, то приходится после воздействия на одну точку (а воздействие может длиться достаточно длительное время) перенацеливать инструмент на операционном столе для его введения в следующую целевую точку и так далее, до проведения воздействий на всех запланированных точках. Для нацеливания на следующую точку тоже требуется определенное время, и выполнение нацеливания одновременно с воздействием на предыдущую целевую точку невозможно, что также увеличивает общую продолжительность операции.

4. Нацеливание производится путем изменения угла наклона стереотаксического инструмента перед его погружением в мозг через фрезевое отверстие (например, при использовании устройств Vertek Precision Aiming Device или Trajectory Guide Kit, которыми комплектуется нейронавигация Medtronic). При этом даже сравнительно небольшие угловые отклонения инструмента от оси нацеливания на внутримозговую мишень могут привести к заметному изменению положения конечной точки введения стереотаксического инструмента по отношению к запланированной целевой точке в глубине мозга. Расхождение между запланированной точкой и истинным положением активного конца стереотаксического инструмента в головном мозге пациента может привести к снижению эффективности операции и повышает риск нежелательных эффектов хирургического вмешательства.

5. Если после проведения нацеливания оказывается, что точку погружения стереотаксического инструмента в мозг нужно сместить в сторону (например, из-за препятствия в виде коркового сосуда), то возникает необходимость повторного нацеливания с перенастройкой всей траектории введения инструмента, которая должна соединять точку погружения и целевую точку.

Предлагаемый нами способ обеспечивает возможность нацеливания инструмента вне операционного стола, что создает предпосылки для преодоления вышеуказанных недостатков.

Технический результат настоящего изобретения заключается в том, что на время наложения фрезевого отверстия или других хирургических манипуляций вне операционного стола с помощью переноса референтной рамки на копию фиксирующего устройства создают виртуальную модель внутримозгового пространства и с помощью направляющего устройства на экране системы нейронавигации осуществляют наведение стереотаксического инструмента на виртуальную внутримозговую мишень, после чего направляющее устройство устанавливают на голову пациента на операционном столе и через фрезевое отверстие осуществляют наведение стереотаксического инструмента на физическую внутримозговую мишень.

Этот результат достигается благодаря тому, что голову пациента закрепляют на операционном столе с помощью фиксирующего устройства. На фиксирующее устройство через адаптер закрепляют референтную рамку и с помощью датчиков навигационной системы, в соответствии с принятым порядком ее использования, производят интраоперационную регистрацию головы пациента. Она заключается в осуществлении электронной привязки референтной рамки к голове и внутримозговому пространству пациента, воспроизведенному в оперативной памяти компьютера навигационной системы благодаря загрузке в нее дооперационных томограмм. В результате, положение референтной рамки однозначно определяет расположение внутримозгового пространства пациента в виртуальной модели его головного мозга. Где бы ни находилась референтная рамка, эта привязка сохраняется. После этого референтную рамку с адаптером переносят на копию фиксирующего устройства, расположенную отдельно от операционного стола. При этом копия фиксирующего устройства благодаря расположенной на ней референтной рамке становится физической основой виртуальной модели головного мозга пациента, созданной в оперативной памяти компьютера навигационной системы. С помощью направляющего устройства, укрепленного к копии фиксирующего устройства, осуществляют наведение стереотаксического инструмента на виртуальную внутримозговую мишень на мониторе экрана навигационной системы. После этого направляющее устройство закрепляют на фиксирующем устройстве, расположенном на голове пациента, и осуществляют наведение стереотаксического инструмента на физическую внутримозговую мишень. Сущность изобретения иллюстрируется следующими чертежами:

Фиг. 1 - два одинаковых основания фиксирующего устройства (а, б);

Фиг. 2 - устройство, фиксирующее голову пациента, на основании (а) которого укреплена референтная рамка навигационной системы;

Фиг. 3 - основание фиксирующего устройства (б) с закрепленными на нем референтной рамкой навигационной системы и наводящим устройством;

Фиг. 4 - устройство, фиксирующее голову пациента, на основание (а) которого перенесено направляющее устройство.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Пациенту за несколько дней перед операцией выполняют МРТ или КТ головного мозга с получением срезов толщиной 1 мм, и томограммы в электронном формате загружают в память компьютера нейронавигации. На экране навигационной системы на томограммах мозга пациента отмечают целевые точки, в которые планируется ввести стереотаксический инструмент во время операции.

При проведении операции используют две абсолютно идентичные детали, играющие роль фиксирующего устройства, к которым может крепиться направляющее устройство и референтная рамка навигационной системы. В качестве фиксирующих устройств нами были использованы два одинаковых основания стереотаксических манипуляторов «Ореол» (Фиг. 1) (Аничков А.Д., Полонский Ю.З., Низковолос В.Б. Стереотаксические системы. - СПб.: Наука, 2006. - 142 с.).

Оба основания имеют идентично расположенные места крепления (1) для фиксации направляющего устройства манипулятора и два дополнительных места, к которым можно укреплять различные конструкции (2). Одно из двух идентичных оснований (а) непосредственно участвует в операции, второе (б) располагается в операционной на отдельном стерильном столе.

Первое основание при помощи острых винтовых упоров в начале операции жестко фиксируют к голове (3) пациента и к операционному столу. Затем при помощи специального адаптера к основанию крепят референтную рамку навигационной системы (4) (Фиг. 2). Далее производят регистрацию головного мозга пациента в компьютере навигационной системы, направив оптические датчики системы нейронавигации в сторону головы пациента. Таким образом, производится геометрическая привязка пространства головного мозга пациента и основания стереотаксического манипулятора к меткам референтной рамки. Стереотаксический инструмент также регистрируют в навигационной системе.

Затем адаптер, посредством которого крепится референтная рамка к основанию, вместе с рамкой снимают с крепления и в том же положении укрепляют ко второму основанию. Идентичность положения референтной рамки относительно основания манипулятора, фиксирующего голову пациента и основания, расположенного на стерильном столе, играет ключевую роль в реализации предложенного способа и обеспечивается посадкой адаптера на геометрически одинаково расположенные шпонки на обоих основаниях.

Затем камеру навигационной системы перенаправляют с головы пациента на стол, на котором располагается второе основание стереотаксического манипулятора (б). Навигационная система, датчики которой фиксируют референтную рамку, установленную на втором основании, «воспринимает» ее как рамку, зарегистрированную в начале операции в качестве установленной на голове пациента. Это значит, что теперь именно второе основание становится материальной основой для виртуальной модели головного мозга пациента, созданной в памяти компьютера навигационной системы.

Поэтому любые перемещения предметов, снабженных маркерами навигационной системы и зарегистрированных в навигационной системе, по отношению к референтной рамке на втором основании, будут отображаться на экране навигационной системы как перемещения по отношению к референтной рамке на голове пациента. Соответственно, на экране эти перемещения будут отслеживаться в качестве перемещений в «привязанном» к этой рамке пространстве головного мозга пациента. Это и обеспечивает возможность нацеливания стереотаксического инструмента на запланированные целевые точки мозга, перемещая его в пространстве по отношению к его референтной рамке.

После перенаправления датчиков навигационной системы в сторону второго основания на ее экране появляются изображения головного мозга пациента и зарегистрированных в системе инструментов, находящихся в пространстве второго основания. Перемещения стереотаксического инструмента осуществляют при помощи направляющего устройства манипулятора системы «Ореол» (Аничков А.Д., Полонский Ю.З., Низковолос В.Б. Стереотаксические системы. - СПб.: Наука, 2006. - 142 с.), который съемным образом крепится ко второму основанию (б) в строго определенном положении. При этом инструмент (5) устанавливают в направляющее устройство в положении введения инструмента до упора в ограничитель, что соответствует положению активного конца стереотаксического инструмента в центре изоцентрической дуги (6), которой снабжено направляющее устройство (7) (Фиг. 3). Благодаря тому, что направляющее устройство обеспечивает поступательные перемещения инструмента в трех взаимно перпендикулярных направлениях, их отслеживают на экране навигационной системы в трех плоскостях сечения изображения головного мозга пациента - горизонтальной, фронтальной и сагиттальной. Перемещения инструмента в трех плоскостях производят до совмещения на экране кончика изображения инструмента с запланированной целевой точкой мозга, отображенной на всех трех плоскостях сечения головного мозга пациента, выведенных на экран. Полученное положение направляющего устройства фиксируется.

Далее направляющее устройство (7), нацеленное на внутримозговую мишень, отделяют от второго основания (б), переносят на первое основание (а), установленное на голове пациента (3). После этого стереотаксический инструмент (5) устанавливают в направляющее устройство и погружают в мозг до упора в ограничитель через фрезевое отверстие, которое было создано ассистентом хирурга на своде черепа пациента одновременно с нацеливанием манипулятора на отдельном столе, производимым хирургом. Если траектория введения инструмента не совпадает с положением фрезевого отверстия на голове, ее корректируют изменением положения инструмента на изоцентрической дуге (6) (Фиг. 4) и поворотом самой дуги, при этом конечное положение активного конца инструмента при его упоре в ограничитель, соответствующее пространственному положению целевой точки, не меняется. После достижения активным концом стереотаксического инструмента целевой точки головного мозга пациента в ней производят запланированное воздействие. Во время осуществления воздействия с помощью второго направляющего устройства на фантоме осуществляется нацеливание на следующую целевую точку головного мозга пациента, запланированную для этой операции. При этом после окончания воздействия, сменив направляющие устройства на основании, укрепленном на голове пациента, возможно сразу производить воздействие на следующей целевой точке, поскольку нацеливание на нее уже произведено на втором основании. После окончания воздействий на всех целевых точках головного мозга пациента основание снимают с головы пациента, операционную рану на голове пациента ушивают в соответствии с общепринятой нейрохирургической методикой.

Сущность метода иллюстрируется клиническим примером.

Пациент X., 1974 г.р., поступил в нейрохирургическое отделение ИМЧ РАН с жалобами на головную боль и однократно случившийся генерализованный судорожный припадок с потерей сознания. В неврологическом статусе: сознание ясное, без очаговой и менингеальной неврологической симптоматики. По данным МРТ головного мозга, в глубинных отделах левой височной доли с примыканием к латеральной щели мозга отмечается наличие внутримозгового новообразования овоидной формы размерами 3,3×2,1×1,9 см, тесно прилегающее передним и верхним краями к стволу средней мозговой артерии, не накапливающее контрастное вещество, без признаков масс-эффекта. По данным ПЭТ головного мозга, новообразование интенсивно накапливает радиофармпрепарат ¹¹C-метионин, индекс накопления 2,1. Предварительный диагноз: астроцитома левой височной доли, судорожный синдром.

В связи с глубинным расположением новообразования, его тесным прилеганием к крупному церебральному сосуду - средней мозговой артерии, а также с нахождением в доминантном полушарии вблизи речевой зоны, у пациента имеются противопоказания к хирургическому удалению опухоли из-за высокого риска неврологических осложнений операции. Принято решение о проведении многопозиционной прицельной криодеструкции опухоли с доступом через фрезевое отверстие. МРТ пациента в электронном формате DICOM загружена в навигационную систему Medtronic StealthStationS7, средствами нейронавигации выполнено планирование четырех траекторий введения стереотаксического инструмента в целевые точки опухоли. 08.12.2015 г. выполнена операция - многопозиционная стереотаксическая криодеструкция опухоли левой височной доли с использованием нейронавигации, по вышеописанной методике. После регистрации головы пациента и второго основания стереотаксического манипулятора датчиками навигационной системы криозонд последовательно нацелен на четыре целевые точки в пределах опухоли и введен в целевые точки через фрезевое отверстие в левой височной области головы пациента. Под местной анестезией проведена последовательная криодеструкция в намеченных зонах опухоли. Продолжительность операции составила около полутора часов и определялась в основном длительностью криоэкспозиции в целевых точках, поскольку нацеливание на мишени осуществлялось вне операционного стола, одновременно с работой в операционном поле, и не увеличивало длительность хирургического вмешательства. После операции - пациент в ясном сознании, без очаговой неврологической симптоматики, на контрольной КТ головного мозга сразу после операции - состояние после криодеструкции опухоли, осложнений не выявлено. Отмечено гладкое течение послеоперационного периода, после снятия швов пациент выписан на амбулаторное лечение.

Предлагаемый способ по сравнению с известными способами имеет следующие преимущества:

1. Существенно сокращается суммарное время операции, особенно при большом количестве внутримозговых мишеней, за счет возможности выполнения нацеливания на виртуальной модели, вне операционного стола, при наличии второго направляющего устройства, одновременно с другими манипуляциями в области операционного поля (сокращение времени).

2. Фиксирующее устройство, на основании которого строится виртуальная модель вне операционного стола, представляет собой сравнительно компактную деталь без дополнительных объектов, поэтому нацеливание на нем с использованием оптической нейронавигации выполняется без помех. Тогда как нацеливание оптической нейронавигации в пределах операционного поля зачастую сталкивается с тем, что целый ряд объектов (головы хирурга и операционной сестры, нейрохирургические инструменты, операционные простыни, огораживающие операционное поле) могут препятствовать одновременной визуализации референтной рамки и маркеров инструментов датчиками навигационной системы, что вынуждает периодически менять положение датчиков (повышение удобства при работе).

3. Возможность задействовать для нацеливания инструмента направляющее устройство с изоцентрической дугой позволяет при работе в операционном поле легко менять направление траектории введения стереотаксического инструмента к целевой точке мозга без необходимости перенацеливания (удобство и сокращение времени).

4. Нацеливание инструмента на целевые точки перемещением его в трех взаимно перпендикулярных направлениях, предлагаемое в данном методе, позволяет более точно нацелить инструмент на целевую точку по изображениям головного мозга пациента в трех плоскостях сечения, отображаемым на экране нейронавигации (повышение точности).

Предлагаемый способ апробирован при выполнении 34 операций биопсии и многопозиционной криодеструкции опухолей головного мозга в клинике ИМЧ РАН в 2015 г. Предварительно точность нацеливания на мишени, обеспечивающаяся предлагаемым методом, подтверждена при помощи фантомных испытаний на точечных объектах, моделирующих целевые точки головного мозга. Метод может быть реализован с использованием разного нейрохирургического оборудования, например навигационных систем MedtronicStealthStationS7 и BrainlabKick, рамных стереотаксических манипуляторов ОРЕОЛ, CRW и так далее. В нейрохирургической клинике метод может быть использован при проведении операций при внутримозговых опухолях, эпилепсии, гидроцефалии, абсцессах головного мозга, внутримозговых гематомах и другой патологии, требующей быстрого прицельного введения инструмента в целевые точки головного мозга.

Литература

1. Савелло А.В. Комплексное дифференцированное применение методов пред- и интраоперационной визуализации, нейронавигации и рентгенохирургии на этапе хирургического лечения пациентов с внутричерепными опухолями: автореф. дис. … д-ра мед. наук / А.В. Савелло. - СПб., 2008. - 36 с.

2. Pfisterer W.K., Papadopoulos S., Drumm D.A., Smith K., Preul M.C. Fiducial versus nonfiducial neuronavigation registration assessment and considerations of accuracy. Neurosurgery. 2008 Mar; 62 (3 Suppl 1):201-7.

3. Pillai P., Sammet S., Ammirati M. Application accuracy of computed tomography-based, image-guided navigation of temporal bone. Neurosurgery. 2008 Oct; 63 (4 Suppl 2):326-32.

4. Аничков А.Д., Полонский Ю.З., Низковолос В.Б. Стереотаксические системы. - СПб.: Наука, 2006. - 142 с.

Способ наведения стереотаксического инструмента на внутримозговую мишень, включающий закрепление головы пациента с помощью фиксирующего устройства, закрепление относительно фиксирующего устройства референтной рамки с реперными точками, осуществление электронной оптической привязки референтной рамки к полученному с помощью томографических данных внутримозговому пространству пациента, отличающийся тем, что референтную рамку переносят с головы пациента на копию фиксирующего устройства, расположенную вне операционного стола, на нем же закрепляют направляющее устройство, получают виртуальную модель внутримозгового пространства, осуществляют наведение стереотаксического инструмента на виртуальную внутримозговую мишень, затем направляющее устройство переносят на устройство, фиксирующее голову пациента, и через фрезевое отверстие осуществляют подведение стереотаксического инструмента к внутримозговой мишени.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к держателю инструмента для крепления медицинского инструмента к шарнирному рукаву. Держатель инструмента для крепления медицинского инструмента к шарнирному рукаву включает в себя корпус, выполненное на корпусе крепление для удерживания медицинского инструмента и выполненное на корпусе соединительное устройство для установки корпуса на шарнирном рукаве.

Устройство для роботизированной хирургии // 2635321

Изобретения относятся к медицинской технике, а именно к телеманипуляторным системам, которые также называются роботоассистирующими системами, и могут быть использованы в минимально инвазивной хирургии.

Манипулятор и подвижное устройство // 2634995

Изобретение относится к области медицинской техники для контактного или инвазивного исследования или лечения при воздействии ускорения. Подвижное устройство содержит фиксирующее устройство для вмещения и/или фиксации тела человека или животного, которое предусмотрено на первом несущем элементе, установленном свободно вращающимся вокруг первой главной оси.

Устройство для определения положения // 2634296

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам для определения положения интервенционного инструмента внутри субъекта. Устройство содержит первую часть, подлежащую введению субъекту, и вторую часть, которая должна быть снаружи субъекта, когда первую часть вводят субъекту, причем устройство содержит блок обеспечения набора данных изображения внутренней области субъекта, причем обеспечиваемый набор данных изображения соответствует внутренней области субъекта перед выполнением интервенционной процедуры, блок обеспечения положения инструмента, выполненный с возможностью определения положения второй части интервенционного инструмента, блок обеспечения фактического изображения, выполненный с возможностью обеспечения фактического изображения интервенционного инструмента, причем фактическое изображение обеспечивается во время интервенционной процедуры, блок определения относительного расположения в пространстве между положениями второй части снаружи субъекта и первой части внутри субъекта на основании фактического изображения и положения второй части, и блок определения положения первой части в обеспеченном наборе данных изображения в зависимости от положения второй части и относительного расположения в пространстве между первой частью и второй частью.

Отбор изображений для оптического исследования шейки матки // 2633320

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к оптическим исследованиям шейки матки. Система медицинской визуализации содержит процессор для управления системой медицинской визуализации, память, при этом исполнение инструкций побуждает процессор принимать данные изображения, которые содержат множество изображений шейки, отбирать диагностическое изображение из данных изображения, идентифицировать каждую из по меньшей мере двух последовательностей изображений и отбирать диагностическое изображение из каждой по меньшей мере двух последовательностей изображений, при этом по меньшей мере одно диагностическое изображение содержит две последовательности изображений, представляющие собой одно из следующего: последовательность очистки, последовательность с зеленым фильтром, последовательность с уксусно-белой кислотой, последовательность с йодом, последовательность для детализированных областей и их сочетания.

Сменный магнитоуправляемый каркас для активной эндоскопической капсулы для проведения обследования желудочно-кишечного тракта // 2632780

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к устройствам для автономного эндоскопического зондирования желудочно-кишечного тракта, а именно к магнитоуправляемым эндоскопическим видеокапсулам.

Способ эндоскопической остановки желудочно-кишечного кровотечения // 2632771

Изобретение относится к медицине, ургентной хирургии и касается возможности остановки желудочно-кишечного кровотечения через эндоскоп. Производят нанесение на кровоточащий дефект биологически активного дренирующего (БАД) сорбента и активированной обогащенной тромбоцитами аутоплазмы больного.

Способ совместного ангиографического обследования коронарных артерий и магистральных артерий головы билатеральным коронарным катетером // 2631478

Изобретение относится к медицине, преимущественно к кардиологии. Выполняют пункцию правой лучевой артерии в типичном месте.

Хранение и поиск информации, характерной для конкретного устройства измерения формы // 2631193

Изобретения относятся к медицине. Способ калибровки интервенционного медицинского инструмента осуществляют с помощью системы калибровки интервенционного медицинского инструмента.

Формирование виртуальных эндоскопических изображений с выделением структур высокого риска // 2631191

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к диагностике. Для выделения структур высокого риска в виртуальной визуализации во время интервенционной процедуры в полости тела выполняют КТ сканирование полости тела, сегментируют просвет тела и структуру высокого риска.

Система для адресного контроля нейронов мозга живых свободноподвижных животных на основе размыкаемого волоконно-оптического зонда с многоканальными волокнами // 2639790

Группа изобретений относится к медицине, биологии и включает систему и способ ее использования для адресного контроля нейронов мозга живых, свободноподвижных животных на основе размыкаемого волоконно-оптического зонда с многоканальными волокнами. Система включает лазерную систему возбуждения, систему регистрации оптического отклика, размыкаемый волоконно-оптический зонд (ВОЗ) на основе многоканального оптического волокна (МОВ) со световодами микронного размера, содержащий модуль, закрепляемый на черепе животного, и ответную размыкаемую часть, обеспечивающую его связь с оптическими системами возбуждения и регистрации оптического отклика, в соответствии с тем, как изложено в формуле изобретения. ВОЗ состоит из двух частей, где первая выполнена с возможностью закрепления на черепе животного и содержит керамическую цилиндрическую ферулу с закрепленным в ней коротким отрезком МОВ. Вторая часть зонда содержит коннектор с другой цилиндрической керамической ферулой и закрепленным в ней длинным отрезком МОВ. Вторая часть зонда соединена с лазерной системой оптического возбуждения и системой регистрации и контроля. Отрезки МОВ содержат не менее одной тысячи соосно расположенных световодов микронного размера. Дистальный конец первого отрезка оптического волокна имеет плоскую поверхность, скошенную на угол от 30 до 60 градусов относительно оси МОВ, а диаметр МОВ – от 250 мкм до 600 мкм. При реализации способа генерируют лазерное излучение выбранной длины волны и мощности, позволяющее достигнуть порога фотоактивации клеток, содержащих генетически встроенные светочувствительные белки. Фокусируют лазерное излучение посредством системы сканирования и модуля фокусировки в выбранные световоды длинного отрезка МОВ, находящегося внутри коннектора в оптическом контакте с коротким отрезком МОВ, закрепленным на черепе животного так, что его дистальный конец расположен в выбранной области мозга животного. Излучение генерирует измеряемый сигнал флуоресценции, его передают через зонд в оптическую систему регистрации и контроля с компьютером, где полученные сигналы подвергают соответствующему анализу. Группа изобретений позволяет получать информацию о функционировании отдельных клеток мозга и адресно воздействовать на них, проводя долговременный ряд экспериментов на одном и том же животном в любой структуре мозга, обеспечивая при этом получение оптического сигнала от одной и той же группы клеток. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Узлы поворотных приводных стержней для хирургических инструментов с шарнирно поворачиваемыми концевыми эффекторами // 2639998

Изобретения относятся к медицинской технике, а именно к хирургическим инструментам, и в частности к узлу приводного стержня для хирургического инструмента и способу формирования гибкого узла приводного стержня для хирургического инструмента. Узел приводного стержня для хирургического инструмента содержит множество сцепленных с возможностью перемещения соединительных сегментов, соединенных друг с другом с образованием гибкой полой трубки, включающей проксимальный конец и дистальный конец; и гибкий вторичный ограничительный элемент, находящийся в гибком ограничительном зацеплении с множеством сцепленных с возможностью перемещения соединительных сегментов, для удержания сцепленных соединительных сегментов в сцепленном зацеплении с возможностью перемещения и с одновременным обеспечением изгибания узла приводного стержня. Вторичный ограничительный элемент представляет собой спирально извитый элемент, проходящий вокруг периметра полой трубки. Спирально извитый элемент включает центральную часть, проксимальную торцевую часть и дистальную торцевую часть. Проксимальная и дистальная торцевые части имеют более плотную намотку, чем центральная часть. Способ формирования гибкого узла приводного стержня для хирургического инструмента включает в себя: обеспечение полого стержня; вырезание множества соединенных друг с другом с возможностью перемещения соединительных сегментов в полом стержне при помощи лазера и установку на полый стержень вторичного ограничительного элемента для удержания соединенных друг с другом с возможностью перемещения соединительных сегментов в соединенном зацеплении с возможностью перемещения и с одновременным обеспечением изгибания узла приводного стержня. Установка представляет собой установку спирально извитого элемента вокруг периметра полого стержня. Спирально извитый элемент включает центральную часть, проксимальную торцевую часть и дистальную торцевую часть, и причем проксимальная и дистальная торцевые части имеют более плотную намотку, чем центральная часть. Изобретения обеспечивают получение хирургического устройства, способного развивать диапазон усилий, необходимых для эффективного разрезания и сшивания ткани, и имеющего возможность использования с различными роботизированными хирургическими системами. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 178 ил.

Поворотные приводные конструкции для хирургических инструментов // 2640002

Изобретения относятся к медицинской технике, а именно к хирургическим инструментам, в том числе применяемым с роботизированной системой, и, в частности, к поворотной приводной конструкции для хирургического инструмента. Хирургический инструмент для применения с роботизированной системой, которая включает в себя узел привода инструмента, функционально соединенный с блоком управления роботизированной системы, управление которым осуществляется по входным командам оператора и который выполнен с возможностью генерировать выходные движения, содержит монтажную часть для инструмента, поворотную приводную систему, узел удлиненного стержня, хирургический концевой эффектор и поворотную трансмиссию. Монтажная часть для инструмента выполнена с возможностью функционального взаимодействия с частью роботизированной системы. Поворотная приводная система функционально поддерживается монтажной частью для инструмента и взаимодействует с узлом привода инструмента роботизированной системы, принимая от него выходные движения. Узел удлиненного стержня функционально проходит от монтажной части для инструмента и включает в себя узел приводного стержня, который функционально взаимодействует с поворотной приводной системой. Узел приводного стержня выполнен с возможностью избирательного перемещения по оси между первым положением и вторым положением. Хирургический концевой эффектор соединен с возможностью поворота с узлом удлиненного стержня для избирательного поворота относительно него. Поворотная трансмиссия функционально взаимодействует с узлом приводного стержня и хирургическим концевым эффектором таким образом, что, когда узел приводного стержня находится в первом осевом положении, сообщение одного из поворотных приводных движений узлу приводного стержня поворотной приводной системой в ответ на одно из выходных движений, сообщенных узлом привода инструмента, воздействует на поворотную трансмиссию таким образом, что она сообщает первое поворотное управляющее движение хирургическому концевому эффектору, а когда узел приводного стержня находится во втором осевом положении, сообщение поворотного приводного движения узлу приводного стержня поворотной приводной системой воздействует на поворотную трансмиссию таким образом, что она сообщает второе поворотное управляющее движение хирургическому концевому эффектору. Хирургический инструмент содержит: узел рукоятки; приводной двигатель, функционально поддерживаемый узлом рукоятки; узел удлиненного стержня, функционально проходящий от узла рукоятки и включающий в себя узел приводного стержня, функционально взаимодействующий с приводным двигателем и выполненный с возможностью избирательного перемещения по оси между первым положением и вторым положением; хирургический концевой эффектор, соединенный с возможностью поворота с узлом удлиненного стержня для избирательного поворота относительно него; и аналогичную ранее упомянутой поворотную трансмиссию. Поворотная приводная конструкция для хирургического инструмента, включающего в себя хирургический концевой эффектор, содержит поворотную приводную систему, выполненную с возможностью генерирования поворотных приводных движений; узел приводного стержня, функционально взаимодействующий с поворотной приводной системой и выполненный с возможностью избирательного перемещения по оси между первым положением и вторым положением; и аналогичную ранее упомянутой поворотную трансмиссию. Изобретения обеспечивают получение хирургического устройства, способного развивать диапазон усилий, необходимых для эффективного разрезания и сшивания ткани, и имеющего возможность использования с различными роботизированными хирургическими системами. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 178 ил.

Устройство для пластики задней стенки пахового канала // 2640560

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для аллопластики при паховых грыжах. Устройство для пластики задней стенки пахового канала выполнено в виде синтетического сетчатого протеза с прикрепленным к нему для придания плоской формы в ране съемным каркасом. Съемный каркас представлен эластичной струной в форме кольца, толщина которой соответствует размерам пор синтетического сетчатого протеза и не выходит за границы синтетического сетчатого протеза и не заходит на его бранши. Концы каркаса могут быть соединены и разъединены. Съемный каркас прикрепляют, проводя конец его струны сквозь синтетический сетчатый протез, на который нанесены ориентиры для фиксации съемного каркаса. Ориентиры выполнены в форме обозначений точек фиксации в количестве четырех на равном расстоянии друг от друга и представлены круглыми отверстиями размером 2-3 мм, фиксированными контрастными по цвету нитями, прикрепленными металлическими скобками. Ориентиры для фиксации съемного каркаса выполнены в виде вплетенных в сетчатый протез контрастных по цвету волокон, которые образуют квадрат со стороной, равной диаметру съемного каркаса. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Специализированный пользовательский интерфейс для интерстициальных вмешательств с магнитно-резонансным наведением // 2641374

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к медицинским диагностическим магнитно-резонансным системам. Магнитно-резонансная система для наведения трубки или иглы на цель субъекта содержит пользовательский интерфейс, включающий в себя рамку, выполненную с возможностью размещения на поверхности субъекта, которая содержит отверстие поверх точки ввода запланированной траектории для трубки или иглы, один или более визуальных индикаторов, размещенных на рамке вокруг отверстия, которые предназначены для визуальной индикации отклонения трубки или иглы от запланированной траектории или визуальной индикации текущей позиции среза в реальном времени MP-изображений, один или более устройств пользовательского ввода, размещенных на рамке вокруг отверстия. Способ наведения трубки или иглы на цель субъекта, осуществляемый посредством магнитно-резонансной системы. Устройство для наведения трубки или иглы на цель субъекта функционирует совместно с интервенционным инструментом, обеспечивающим формирование изображения в реальном времени для наведения трубки или иглы на цель субъекта. Использование группы изобретений обеспечивает упрощение работы с интерфейсом для интерстициальных вмешательств с магнитно-резонансным наведением. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

Гальванический элемент для эндоскопической капсулы // 2641547

Изобретение относится к области электротехники, в частности к первичным гальваническим элементам, и может быть использовано, например, в медицинской технике, в частности в эндоскопических капсулах. Гальванический элемент для эндоскопической капсулы содержит корпус 1 с расположенными в нем свернутыми по спирали положительным и отрицательным электродами, разделенными сепараторным материалом со связанным электролитом. Электроды снабжены гибкими токоотводами в виде металлических лент, при этом положительный электрод соединен с дном корпуса 1, а отрицательный - с крышкой круглой формы 2. Дно корпуса 1 выполнено полусферической формы. Пластины электродов выполнены с нижним краем криволинейной формы, образующим при сворачивании электродов поверхность полусферической формы, проходящей через нижний край электродов. Увеличение энергоемкости элемента за счет увеличения площади электродов и рационального использования объема, занимаемого гальваническим элементом в эндоскопической капсуле, а также повышение срока его службы являются техническим результатом изобретения. 3 ил.

Опознавание характерных признаков дисторсии для компенсации, обнаружения и коррекции ошибок при электромагнитном слежении // 2641835

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам опознавания характерных признаков дисторсии. Система для учета электромагнитной (ЭМ) дисторсии с использованием системы ЭМ слежения содержит матрицу датчиков, сконфигурированную с возможностью измерения ЭМ энергии в заданном объеме, и модуль коррекции ЭМ измерений, сконфигурированный с возможностью анализа данных из матрицы датчиков для обнаружения и идентификации вызывающих ЭМ дисторсию объектов, в том числе неотслеживаемых вызывающих ЭМ дисторсию объектов, в заданном объеме, причем модуль коррекции ЭМ измерений дополнительно сконфигурирован с возможностью сравнения характерных признаков дисторсии, хранящихся в базе данных, для идентификации источника дисторсии. Во втором варианте выполнения система содержит базу данных, сформированную посредством сохранения множества охарактеризованных дисторсионных морфологий в виде характерных признаков, соответствующих инструментам, устройствам и их сочетаниям, которые вызывают дисторсии ЭМ поля, матрицу датчиков, сконфигурированную с возможностью интраоперационного измерения ЭМ энергии в заданном объеме, и модуль коррекции ЭМ измерений, сконфигурированный с возможностью анализа данных из матрицы датчиков для обнаружения и идентификации вызывающих ЭМ дисторсию объектов, в том числе неотслеживаемых вызывающих ЭМ дисторсию объектов, в заданном объеме, причем модуль коррекции ЭМ измерений дополнительно сконфигурирован с возможностью сравнения характерных признаков дисторсии, хранящихся в базе данных, для идентификации источника дисторсии, причем модуль коррекции ЭМ измерений сконфигурирован с возможностью выдачи одного или более из позиции и ориентации вызывающего дисторсию объекта, карты ошибок, показывающей ошибку, внесенную вызывающим дисторсию объектом, или идентификационной информации неизвестного вызывающего дисторсию объекта. Способ учета электромагнитной (ЭМ) дисторсии осуществляется посредством системы для учета. Использование изобретений позволяет повысить качество интраоперационного контроля. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Хирургическое устройство с роботизированным приводом и активируемой вручную реверсирующей системой // 2641977

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к хирургическому устройству с роботизированным приводом и активируемой вручную реверсирующей системой. Хирургический инструмент для применения с роботизированной системой, включающей в себя узел привода инструмента, функционально соединенный с блоком управления роботизированной системы, управление которым осуществляется по входным командам оператора, и который выполнен с возможностью роботизированно генерировать выходные движения, причем хирургический инструмент содержит приводную систему, узел приводного стержня и активируемую вручную систему управления. Приводная система выполнена с возможностью взаимодействия с соответствующей частью узла привода инструмента роботизированной системы для приема от нее роботизированно сгенерированных выходных движений. Узел приводного стержня функционально взаимодействует с приводной системой и выполнен с возможностью приема роботизированно сгенерированных выходных движений от приводной системы и сообщения управляющих движений хирургическому концевому эффектору, функционально взаимодействующему с узлом приводного стержня. Активируемая вручную система управления функционально взаимодействует с узлом приводного стержня для избирательного расцепления приводной системы от узла приводного стержня и для сообщения поворотных генерируемых вручную управляющих движений узлу приводного стержня. Во втором варианте выполнения вышеуказанный хирургический инструмент содержит хирургический концевой эффектор, узел удлиненного стержня, монтажную часть для инструмента и активируемую вручную реверсирующую систему. Хирургический концевой эффектор содержит по меньшей мере одну компонентную часть, выполненную с возможностью избирательного перемещения между первым и вторым положениями относительно по меньшей мере одной другой его компонентной части в ответ на сообщение управляющих движений составной части, выполненной с возможностью избирательного перемещения. Узел удлиненного стержня функционально соединен с хирургическим концевым эффектором. Узел удлиненного стержня содержит по меньшей мере одну часть, приводимую в движение шестернями, которая находится в функциональной связи по меньшей мере с одной компонентной частью хирургического концевого эффектора, выполненной с возможностью избирательного перемещения. Монтажная часть для инструмента функционально соединена с узлом удлиненного стержня. Монтажная часть для инструмента выполнена с возможностью функционального взаимодействия с узлом привода инструмента при соединении с ним. Монтажная часть для инструмента содержит ведомый элемент и приводную систему. Ведомый элемент поддерживается с возможностью поворота на монтажной части для инструмента и выполнен с возможностью приводного зацепления с соответствующей одной из по меньшей мере одной поворачиваемой корпусной части узла привода инструмента для приема от нее соответствующих поворотных выходных движений. Приводная система в функциональном зацеплении с по меньшей мере одной частью, приводимой в движение шестернями, для сообщения ему роботизированно сгенерированных пусковых движений, в результате чего соответствующая одна из по меньшей мере одной части, приводимой в движение шестернями, сообщает по меньшей мере одно управляющее движение компоненту, выполненному с возможностью избирательного перемещения. Активируемая вручную реверсирующая система функционально взаимодействует с узлом удлиненного стержня для избирательного расцепления приводной системы от по меньшей мере одной части, приводимой в движение шестернями, и для сообщения генерируемых вручную поворотных управляющих движений этой по меньшей мере одной части, приводимой в движение шестернями. В третьем варианте выполнения вышеуказанный хирургический инструмент содержит поворотную приводную систему, узел поворотного приводного стержня и активируемую вручную реверсирующую систему. Поворотная приводная система выполнена с возможностью взаимодействия с соответствующей частью узла привода инструмента роботизированной системы для приема от нее роботизированно сгенерированных поворотных выходных движений. Узел поворотного приводного стержня функционально взаимодействует с поворотной приводной системой и выполнен с возможностью приема роботизированно сгенерированных поворотных выходных движений от поворотной приводной системы и сообщения поворотных приводных движений хирургическому концевому эффектору, функционально взаимодействующему с узлом поворотного приводного стержня. Активируемая вручную реверсирующая система функционально взаимодействует с узлом поворотного приводного стержня для избирательного расцепления приводной системы от узла поворотного приводного стержня и для сообщения генерируемых вручную поворотных приводных движений узлу поворотного приводного стержня. Использование группы изобретений позволит развить диапазон усилий, необходимых для эффективного разрезания и сшивания ткани. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 178 ил.

Конфигурации браншей и электродов хирургического концевого эффектора // 2642219

Изобретение относится к медицинской технике. Хирургический концевой эффектор содержит первый и второй элементы бранши. Второй элемент бранши содержит смещенный проксимальный подающий электрод, расположенный так, чтобы контактировать с противоположным элементом первого элемента бранши, когда первый и второй элементы бранши находятся в закрытом положении. Второй элемент бранши содержит дистальный подающий электрод, расположенный дистально относительно смещенного проксимального электрода и выровненный с проводящей поверхностью первого элемента бранши, когда первый и второй элементы бранши находятся в закрытом положении. Когда первый и второй элементы бранши находятся в закрытом положении, проксимальный подающий электрод может контактировать с противоположным элементом. В закрытом положении первого и второго элементов дистальный подающий электрод не контактирует с проводящей поверхностью первого элемента бранши. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 168 ил.

Устройство для одномоментной бескровной аденомэктомии // 2642741

Устройство относится к медицине и может быть использовано для бескровного радикального удаления аденомы с минимальными повреждениями анатомических структур и тканей области. Устройство содержит трубчатое сверло, которое соединено задним концом с электродрелью и является электрокоагулятором. Срезанные сверлом ткани с коагулированными массами засасываются по просвету трубки и по отводу попадают в сетчатую корзину с объемными делениями в вакуумном баллоне, где и определяется полнота удаления аденомных тканей путем сравнения с дооперационным объемом аденомы. 1 ил.