Využití CT navigace v chirurgii hlavy

The Use of CT Navigation in Head Surgery

CT navigation is an instrumental method for the determination of precise position of anatomical structures during surgery based on computer assisted preoperative CT images and consequent registration. In the course of surgery the surgeon is thereby provided with precisely localized anatomical points and also the position of the tool itself in 3D images and in 3 CT planes. The system of optical navigation Treon Plus of the Medtronic Company is used at the ORL Clinic of 3^rd Medical Faculty, Charles University and Central Military Hospital Prague. Since 1s^t January, 2007 till 31^st December, 2009, 141 patients have been operated on giving 257 interventions. These patients underwent 81 primary surgeries of paranasal sinuses, 46 revision surgeries of the same localization, seven surgical interventions after injuries and seven tumors. This kind of navigation was examined with MR fusion in order to determine the borders of extensive tumor of the tongue. In this cohort of patients the authors have not detected per- or postoperative complications. The advantage of the present CT navigation lies in the possibility of more extensive radicality, precision, but also higher consideration for the adjacent organs. The contribution is a part of project dealing with defense research of the Ministry of Defense 0801 8 8030.

Key words:
CT navigation, optical system, paranasal sinuses, anatomical points.

Autoři: D. Kovář ^1,2 ; P. Fundová ¹; M. Navara ¹; Z. Voldřich ¹
Působiště autorů: Klinika ORL 3. LF UK a ÚVN Praha, přednosta kliniky MUDr. M. Navara, Ph. D. ¹; Katedra válečné chirurgie FVZ UO, Hradec Králové, vedoucí katedry doc. MUDr. L. Klein, CSc. ²
Vyšlo v časopise: Otorinolaryngol Foniatr, 61, 2012, No. 2, pp. 100-103.
Kategorie: Původní práce

Souhrn

CT navigace je pomocná metoda k určení přesné polohy anatomických struktur během operace na základě počítačem zpracovaných předoperačních CT snímků a následné registrace. Umožňuje operatérovi v průběhu výkonu přesně lokalizovat jednotlivé anatomické body a také polohu vlastního nástroje ve 3 D obrazech a ve 3 CT rovinách. Na ORL klinice 3. LF UK a ÚVN Praha je používán systém optické navigace Treon Plus firmy Medtronic. Od 1. 1. 2007 do 31. 12. 2009 bylo operováno 141 nemocných (257 výkonů). U pacientů se jednalo o primární operace vedlejších nosních dutin (81), revizní operace na VND (46), chirurgická řešení úrazů (7) a nádorů (7). Bylo vyzkoušeno použití uvedené navigace s fúzí MR ke stanovení hranic rozsáhlého nádoru jazyka. U operované sestavy nemocných jsme nezaznamenali per- ani pooperační komplikace. Předností prezentované CT navigace je hlavně možnost větší radikality, přesnosti,ale zároveň šetrnosti k okolním tkáním. Práce je součástí projektu obranného výzkumu MO 0801 8 8030.

Klíčová slova:
CT navigace, optický systém, vedlejší nosní dutiny, anatomické body.

ÚVOD

CT navigace je pomocná metoda k určení přesné polohy anatomických struktur během operace na základě počítačem zpracovaných předoperačních CT snímků s 1-2mm řezy v axiální rovině a jejich následné registraci. Jinými slovy, CT navigace umožňuje operatérovi v průběhu výkonu přesně lokalizovat jednotlivé anatomické body a také polohu vlastního nástroje ve 3 D obrazech a ve 3 CT rovinách. Tato technologie dovoluje zkušenému chirurgovi přiblížit se k důležitým strukturám, jako jsou oční nerv, krkavice, lební baze, aniž by riskoval jejich poškození. Své uplatnění nachází hlavně při revizních výkonech v oblasti vedlejších nosních dutin (dále VND), rozsáhlé nosní polypóze, při poškozených nebo změněných anatomických strukturách nosní dutiny a VND, při vrozených vadách, morfologických anomáliích nosu a VND, při onemocněních lební baze, očnice, zrakového nervu, při nádorech nosní dutiny, VND, nosohltanu, lební baze a ucha, ale za určitých podmínek také u nádorů hlavy i krku, při komplikacích zánětů VND a ucha a v neposlední řadě při maxilofaciální traumatologii a úrazech lební baze.

CÍL

Prokázání významu CT navigace pro umožnění větší radikality výkonu, jeho přesnosti a zároveň šetrnosti k okolním tkáním (menší invazivity). Potvrzení hypotézy, že CT navigace dovoluje sanovat i oblasti anatomicky nepříznivě utvářené, a tudíž rizikově přístupné, stejně jako spolehlivě zabezpečit endonazální endoskopické intervence na lební spodině.

Ověřit, zda s využitím CT navigace je možné docílit snížení počtu komplikací a revizí i lepších funkčních výsledků u maxilofaciálních úrazů.

METODIKA

Vlastnictví CT navigace, vybavení pro osteosyntézu, spád pro zajištění reprezentativní skupiny nemocných, spolupráce čelistního chirurga, oftalmologa, neurochirurga a radiodiagnostika jsou nutnými předpoklady pro úspěšnou operativu.

Na ORL klinice 3. LF UK a ÚVN Praha jsme měli možnost v letech 2005 a 2006 vyzkoušet si postupně oba současné typy navigačních systémů, tj. elektromagnetický a optický, i získat tak první zkušenosti s touto technologií. Od 1. 1. 2007 úspěšně používáme vlastní systém optické navigace Treon Plus firmy Medtronic. Ten využívá infračervenou kameru, lokalizovanou nad hlavou pacienta, která detekuje odraz infračerveného záření od speciálních diod, umístěných na nástrojích a na čelence pevně fixované k hlavě nemocného. S ní se nesmí v průběhu operace pohybovat. Pomocí trojice diod lze zaregistrovat, a tedy navigovat libovolný chirurgický nástroj. Přístroj umožňuje rovněž zaměření pomocí MR, popřípadě fúzi obou.

Od konce roku 2008 po nabytí patřičných návyků a základních poznatků jsme začali v rámci projektu obranného výzkumu MO 0801 8 8030 na téma - „Využití CT navigace v chirurgii vedlejších nosních dutin a obličejového skeletu, včetně úrazů“ prospektivně zpracovávat a vyhodnocovat nemocné, operované na vedlejších nosních dutinách bez a s použitím CT navigace.

SOUBOR NEMOCNÝCH

Celkově jsme provedli k 31. 12. 2009 u 141 nemocných 257 navigovaných operací. Nejčastějšími diagnózami u nich byly chronický zánět vedlejších nosních dutin (z větší části na alergickém podkladě) s recidivující polypózou a klinickými projevy na dolních dýchacích cestách, dále akutní záněty VND, úrazy a nádory. Podobné diagnostické spektrum bylo u operovaných klasicky endonazálně endoskopicky.

Studie probíhala prospektivně a ze začátku jsme zařazovali do navigovaných výkonů i jednodušší endonazální výkony, včetně supraturbinální antrostomie, a to z důvodů zácviku personálu, zkrácení doby nutné pro nastavení použití navigace, ale i z didaktického hlediska – výuka mediků a zaškolování mladých ORL lékařů. Standardně jsme pro registraci navigace používali 1,5mm CT řezy axiálních rovin a výsledný počítačový 3D-model kontrolovali pomocí navigovaných pracovních nástrojů s reálnými pacientovými strukturami (nosní špička, filtrum, glabela, vnitřní oční koutek, hlava střední lastury). V případě nesrovnalostí jsme provedli koregistraci. I při odpovídajícím nastavení je třeba počítat s existencí lokalizační chyby, která vzniká při sbíraní povrchových bodů registrační sondou a závisí též na peroperační stabilitě registrační čelenky. Z těchto důvodů je nutné během operace, a zvláště v nepřehledných a kritických situacích, ověřovat přesnost navigace. Maximální lokalizační chyba by se měla pohybovat v rozmezí 1–2 mm. Pokud se nám nepodařilo navigaci nastavit na odpovídající parametry, výkon jsme automaticky provedli jako nenavigovaný. Z výše uvedeného jasně vyplývá nutnost provádění výkonů pouze erudovaným personálem.

Chirurgické výkony jsme rozdělili podle druhu na primární a revizní operace VND, chirurgické řešení úrazů a nádorů. Operace na dutinách pak podle jejich rozsahu.

Ve skupině 92 nemocných (144 výkonů) operovaných klasicky endonazálně endoskopicky byly u 77 osob (126 výkonů) provedeny primární operace VND a u 15 pacientů (18 výkonů) se jednalo o revizní operace, z nichž 8 bylo po našich chirurgických intervencích.

V sestavě s CT navigací se podrobilo operaci 141 pacientů (257 výkonů), jak výše uvedeno. Jednalo se o primární operace vedlejších nosních dutin (81 nemocných, 158 výkonů), revizní operace na VND (46 pacientů, 85 výkonů), chirurgická řešení úrazů (7 nemocných) a nádorů (7 nemocných).

Z operovaných traumat šlo 6krát o zlomeninu spodiny očnice, z čehož 2 fraktury byly starého data s výrazným dvojitým viděním (u 1 pacienta se navíc jednalo o revizní výkon) a 1krát o zlomeninu střední obličejové etáže. V sestavě je 5 invertovaných papilomů nosní dutiny a VND, z nichž 4 byly operovány již opakovaně (zatím bez známek dalšího recidivování). 1krát umožnila CT navigace ošetřit zdroj silné epistaxe.

Bylo vyzkoušeno použití uvedené navigace s fúzí MR ke stanovení hranic rozsáhlého nádoru těla jazyka při určitých fázích operace v základním postavení hlavy a krku, díky čemuž jsme se vyhnuli nutnosti široké explorace. V těchto případech je k registraci vhodné použít primárně CT snímky a poté provést fúzi s MR obrazy nebo registrovat pomocí MR, což ale předpokládá sběr většího počtu povrchových, přesně lokalizovatelných anatomických bodů registrační sondou. Zmíněný postup bude vyžadovat další zdokonalování a rozpracování.

**Graf 1. Primární navigované výkony na VDN: 158**

**Graf 2. Revizní navigované výkony na VDN: 85**

VÝSLEDKY

Po klasické endoskopické endonazální chirurgii bylo nutné přistoupit k 8 revizím, tj. v 5,6 %. Ze závažných komplikací se vyskytlo 1krát krvácení do očnice a 1krát likvorea. Obě však byly vyřešeny bez trvalých následků pro nemocného. Ve skupině s CT navigací byly zatím provedeny pouze 2 revizní operace, tj. v 0,8 %. Nevyskytly se žádné komplikace závažnějšího charakteru.

Pro velký stupeň jizvení v oblasti nazofrontálního recesu při revizních výkonech bylo nutné 5krát zvolit kombinovaný (endonazální endoskopický a zevní) operační přístup (z toho 3krát při klasické chirurgii a 2krát při chirurgickém výkonu s CT navigací).

U všech primárně řešených zlomenin spodiny očnice jsme dosáhli návratu plné hybnosti očních bulbů a vymizení diplopie. U revizní operace a u operovaného se zlomeninou zygomatikomaxilárního komplexu jsme dosáhli uspokojivého výsledku, přetrvává lehce omezená pohyblivost očního bulbu s diplopií nad 30 stupňů. Sociální uplatnění nemocných tudíž není narušeno.

DISKUSE

Využití CT navigace při chirurgických výkonech v otorinolaryngologii je poměrně nová operační metoda, která se neustále rozvíjí. Ve světovém písemnictví jsou první zmínky, zabývající se využitím CT navigace v našem oboru, práce Gunkela a spol. z r. 1995. V České a Slovenské republice se interesovali touto problematikou jako první Vokurka z Hradce Králové a Sičák z Ružomberoka (5, 6, 10, 18).

Kolegové z ORL kliniky v Saudské Arábii zaznamenali, ve shodě s našimi výsledky, pokles pooperačních komplikací z 3.3 % na 0 % i recidivu onemocnění z 37 % na 17 % (1).

Chiu a Vaughan (USA) poukazují na výhody CT – asistované chirurgie při endonazálních endoskopických revizích frontálních dutin, což je taktéž v souladu s našimi závěry (8).

Někteří autoři (USA, Švýcarsko) však naopak neprokázali žádné lepší klinické výsledky závislé na použití CT navigace, poukazují jen na redukci pooperačních komplikací při jejím použití (13, 17, 18).

Z 95 pacientů v dotazníku kvality života (RSOM), v publikaci od Javera (USA), udává signifikantní většina její výraznější zlepšení na rozdíl od skupiny nemocných operovaných bez navigace (10).

Práce dvou amerických týmů využívají CT navigaci při zlomeninách maxilofaciálního skeletu pro minimalizaci poúrazového enoftalmu a docílení větší symetričnosti obličeje (2, 15). Collyer (Anglie) navíc podtrhuje její velký přínos při sekundárních rekonstrukcích orbity. S těmito zjištěními se rovněž ztotožňujeme (4).

Potvrdil se nám význam CT navigace pro radikalitu výkonu, jeho přesnost a současně šetrnost. Ověřili jsme si také, že její použití zmenšuje množství komplikací a revizí z anatomických důvodů, mimo jiné u alergiků, což je významné zejména u frontální sinotomie. Nutností je však dobrá erudice a zkušenost chirurga.

U zlomenin umožňuje dokonalou repozici, a tím i patřičný funkční efekt. Námi dosažené anatomické a funkční výsledky při léčení zlomenin spodiny očnice jsou minimálně srovnatelné s údaji v domácí i světové literatuře (4, 7, 14, 16, 20, 21).

ZÁVĚR

Nepříliš velké množství publikací v zahraniční a zvláště v domácí literatuře svědčí o tom, že je zapotřebí aplikace CT navigace v otorinolaryngologii dále rozšiřovat a získávat nové poznatky, pochopitelně ve spolupráci se styčnými obory. K tomu je samozřejmě nutné i dokonalé materiální a personální zázemí i dostatečný příliv nemocných.

Na našem pracovišti je výhodou při řešení traumat obličejového skeletu, zvláště zlomenin očnic, stálá přítomnost obličejového chirurga.

Avšak i s využitím CT navigace jsme se nevyhnuli u 5 nemocných, pro výrazné pooperační jizvení v nazofrontálním přechodu, přistoupit k zevnímu přístupu. Je třeba si uvědomit, že CT navigovaná chirurgie není jako každá metoda univerzální a taktéž ani u ní nelze vyloučit komplikace.

Práce byla částečně podpořena projektem obranného výzkumu MO 0801 8 8030.

MUDr. Daniel Kovář

ORL klinika 3. LF a ÚVN Praha

U Vojenské nemocnice 1200

169 02 Praha 6

e-mail: daniel.kovar@uvn.cz

Zdroje

1. Al-Swiahb, J. N., Al Dousary, S. H.: Computer-aided endoscopic sinus surgery: a retrospective comparative study. Ann. Saudi Med., 30, 2010, 2, s.149-152.

2. Beumer, H. W., Puscas, L.: Computer modeling and navigation in maxillofacial surgery. Curr. Opin. Otolaryngol. Head Neck Surg., 17, 2009, 4, s. 270-273.

3. Cigánek, L., Voldřich, Z., Lešták, J.: Diplopie u zlomenin spodiny očnice. Čs. Oftal., 46, 1990, 2, 139-144.

4. Collyer, J.: Stereotactic navigation in oral and maxillofacial surgery. Br. J. Oral Maxillofac. Surg., 48, 2010, 2, s. 79-83.

5. Gunkel, A. R., Freysinger, W., Thumfart, W. F., Pototschnig, C.: Complete sphenoethmoidectomy and computer-assisted surgery. Acta Otorhinolaryngol Belg., 49, 1995, 3, s. 257-261.

6. Gunkel, A. R., Freysinger, W., Thumfart, W. F.: Experience with various 3-dimensional navigation systems in head and neck surgery. Arch. Otolaryngol Head Neck Surg., 126, 2000, 3, s. 390-395.

7. Hrušák, D., Jambura, J., Hauer, L.: Zlomeniny spodiny očnice (Statistika). Čes. Stomat., 110, 2010, 5, s. 104-108.

8. Chiu, A. G., Vaughan, W. C.: Revision endoscopic frontal sinus Sumery with surgical navigation. Otolaryngol. Head Neck Surg., 130, 2004, 3, s. 312-318.

9. Chrobok, V., Vokurka, J., Čelakovský, P., Růžička, J., Juran, J.: Zlomeniny očnice a jejich vliv na postavení, polohu a pohyblivost očního bulbu. Choroby hlavy a krku, 7, 1998, 1, s. 5-12.

10. Javer, A. R., Genoway, K. A.: Patient quality of life improvements with and without computer assistance in sinus surgery: outcomes study. J. Otolaryngol., 35, 2006, 6, s. 373-379.

11. Kulich, R., Sičák, M., Rác, P.: Využitie CT a MRI navigácie v otorinolaryngológii. 2. Slovensko-český otorinolaryngologický kongres, 27.-30. 6. 2007, Piešťany, kniha súhrnov, s. 30.

12. Lukáš, J., Diblík, P., Voska, P.: Poranění obličeje z pohledu otorinolaryngologa, oftalmologa a maxilofaciálního chirurga. Grada Publishing, 2001.

13. Mueller, S. A., Caversaccio, M.: Outcome of computer-assisted surgery in patiens with chronic rhinosinusitis. J. Laryngál. Otol., 124, 2010, 5, s. 500-504.

14. Otradovec, J., Šafář, S., Frengl, Z.: Hydraulické zlomeniny očnice. Čs. Oftal, 39, 1983, 4, s. 223-225.

15. Pham, A. M., Rafii, A. A., Metzger, M. C., Jamali, A., Strong, E. B.: Computer modeling and intraoperative navigation in maxillofacial surgery. Otolaryngol. Head Neck Surg., 137, 2007, 4, s. 624-631.

16. Švec, V., Jirava, E.: K výskytu a chirurgické léčbě zlomenin očnice. Čs. Oftal., 39, 1983, 4, s. 220-222.

17. Tabaee, A., Hsu, A. K., Shrime, M. G., Rickert, S., Close, L. G.: Quality of life and complications following image-guided endoscopic sinus surgery. Otolaryngol. Head Neck Surg., 135, 2006, 1, s. 76-80.

18. Tschopp, K. P., Thomaser, E. G.: Outcome of functional endonasal sinus surgery with and without CT-navigation. Rhinology, 46, 2008, 2, s. 116-120.

19. Vokurka, J.: Počítačem navigované operace v rinochirurgii. Otorinolaryng. a Foniat. /Prague/, 53, 2004, 3, s. 127-131.

20. Voldřich, Z.: Použití některých polymerů v otolaryngologii. Doktorská dizertační práce, Praha, 1987.

21. Voldřich, Z., Cigánek, L., Kozák, J., Sobota, J.: Chirurgické řešení zlomenin spodiny očnice pomocí polymerních materiálů. Čs. Otolaryng., 32, 1983, 6, s. 332-339.