Progressi nell'applicazione degli esoscopi nelle procedure neurochirurgiche

 

L'applicazione dimicroscopi chirurgicie i neuroendoscopi hanno notevolmente migliorato l'efficacia delle procedure neurochirurgiche. Tuttavia, a causa di alcune caratteristiche intrinseche delle apparecchiature stesse, presentano ancora alcuni limiti nelle applicazioni cliniche. Alla luce delle carenze dimicroscopi operativiGrazie ai progressi nell'imaging digitale, nella connettività di rete Wi-Fi, nella tecnologia degli schermi e nella tecnologia ottica, il sistema esoscopico si è affermato come ponte tra i microscopi chirurgici e i neuroendoscopi. L'esoscopio offre una qualità d'immagine e un campo visivo chirurgico superiori, una migliore postura ergonomica, una maggiore efficacia didattica e un coinvolgimento più efficiente del team chirurgico, e la sua efficacia applicativa è simile a quella dei microscopi chirurgici tradizionali. Attualmente, la letteratura riporta principalmente le differenze tra esoscopi e microscopi chirurgici in termini di aspetti tecnico-strumentali come profondità di campo, campo visivo, lunghezza focale e funzionamento, mancando una sintesi e un'analisi delle applicazioni specifiche e dei risultati chirurgici degli esoscopi in neurochirurgia. Pertanto, in questo articolo riassumiamo le applicazioni degli esoscopi in neurochirurgia negli ultimi anni, ne analizziamo i vantaggi e i limiti nella pratica clinica e offriamo riferimenti per il loro utilizzo clinico.

Storia e sviluppo degli esoscopi

I microscopi chirurgici hanno un'eccellente illuminazione profonda, un campo visivo chirurgico ad alta risoluzione ed effetti di imaging stereoscopico, che possono aiutare i chirurghi a osservare più chiaramente la struttura del tessuto nervoso e vascolare profondo del campo chirurgico e a migliorare la precisione delle operazioni microscopiche. Tuttavia, la profondità di campo delmicroscopio chirurgicoL'approccio endoscopico è poco profondo e il campo visivo è ristretto, soprattutto ad alti ingrandimenti. Il chirurgo deve ripetutamente mettere a fuoco e regolare l'angolazione dell'area bersaglio, il che ha un impatto significativo sul ritmo chirurgico; d'altra parte, il chirurgo deve osservare e operare attraverso l'oculare di un microscopio, il che richiede di mantenere una postura fissa per lungo tempo, con conseguente affaticamento. Negli ultimi decenni, la chirurgia mininvasiva si è sviluppata rapidamente e i sistemi neuroendoscopici sono stati ampiamente utilizzati in neurochirurgia grazie alle immagini di alta qualità, ai migliori risultati clinici e alla maggiore soddisfazione del paziente. Tuttavia, a causa del canale ristretto dell'approccio endoscopico e della presenza di importanti strutture neurovascolari in prossimità del canale, unitamente alle caratteristiche della chirurgia cranica come l'impossibilità di espandere o ridurre la cavità cranica, la neuroendoscopia è utilizzata principalmente per la chirurgia della base cranica e la chirurgia ventricolare tramite approcci nasali e orali.

Considerati i limiti dei microscopi chirurgici e dei neuroendoscopi, e grazie ai progressi nell'imaging digitale, nella connettività di rete Wi-Fi, nella tecnologia degli schermi e nella tecnologia ottica, il sistema a specchio esterno si è affermato come un ponte tra i microscopi chirurgici e i neuroendoscopi. Analogamente alla neuroendoscopia, il sistema a specchio esterno è generalmente composto da uno specchio per la correzione dell'ipermetropia, una sorgente luminosa, una telecamera ad alta definizione, uno schermo e un supporto. La struttura principale che distingue gli specchi esterni dalla neuroendoscopia è uno specchio per la correzione dell'ipermetropia con un diametro di circa 10 mm e una lunghezza di circa 140 mm. La sua lente è inclinata di 0° o 90° rispetto all'asse longitudinale del corpo dello specchio, con una lunghezza focale compresa tra 250 e 750 mm e una profondità di campo tra 35 e 100 mm. La lunga lunghezza focale e la grande profondità di campo rappresentano i principali vantaggi dei sistemi a specchio esterno rispetto alla neuroendoscopia.

Il progresso della tecnologia software e hardware ha favorito lo sviluppo di specchi esterni, in particolare l'avvento degli specchi esterni 3D e dei più recenti specchi esterni 3D 4K ad altissima definizione. Il sistema di specchi esterni viene costantemente aggiornato ogni anno. Dal punto di vista software, il sistema di specchi esterni è in grado di visualizzare l'area chirurgica integrando immagini di risonanza magnetica con tensore di diffusione preoperatoria, navigazione intraoperatoria e altre informazioni, aiutando così i medici a eseguire interventi chirurgici precisi e sicuri. Dal punto di vista hardware, lo specchio esterno può integrare filtri per angiografia a base di acido 5-aminolevulinico e indocianina, braccio pneumatico, maniglia operatoria regolabile, uscita multischermo, maggiore distanza di messa a fuoco e ingrandimento, ottenendo così migliori effetti di immagine ed esperienza operatoria.

Confronto tra esoscopi e microscopi chirurgici

Il sistema di specchi esterni combina le caratteristiche esterne della neuroendoscopia con la qualità dell'immagine dei microscopi chirurgici, completando i rispettivi punti di forza e di debolezza e colmando le lacune tra microscopi chirurgici e neuroendoscopia. Gli specchi esterni presentano le caratteristiche di una profonda profondità di campo e di un ampio campo visivo (diametro del campo chirurgico di 50-150 mm, profondità di campo di 35-100 mm), offrendo condizioni estremamente convenienti per operazioni chirurgiche profonde ad alto ingrandimento; d'altra parte, la lunghezza focale dello specchio esterno può raggiungere 250-750 mm, fornendo una maggiore distanza di lavoro e facilitando le operazioni chirurgiche [7]. Per quanto riguarda la visualizzazione degli specchi esterni, Ricciardi et al. hanno scoperto, attraverso un confronto tra specchi esterni e microscopi chirurgici, che gli specchi esterni hanno una qualità dell'immagine, una potenza ottica e un effetto di ingrandimento paragonabili a quelli dei microscopi. Lo specchio esterno consente di passare rapidamente da una prospettiva microscopica a una macroscopica, ma quando il canale chirurgico è "stretto in alto e largo in basso" o ostruito da altre strutture tissutali, il campo visivo al microscopio risulta solitamente limitato. Il vantaggio del sistema a specchio esterno è quello di consentire interventi chirurgici in una postura più ergonomica, riducendo il tempo trascorso a osservare il campo operatorio attraverso l'oculare del microscopio e, di conseguenza, l'affaticamento del chirurgo. Il sistema a specchio esterno fornisce immagini chirurgiche 3D di qualità uniforme a tutti i partecipanti all'intervento. Mentre il microscopio permette a un massimo di due persone di operare attraverso l'oculare, lo specchio esterno consente di visualizzare la stessa immagine in tempo reale, permettendo a più chirurghi di eseguire interventi contemporaneamente e migliorando l'efficienza chirurgica grazie alla condivisione delle informazioni con tutto il personale. Allo stesso tempo, il sistema a specchio esterno non interferisce con la comunicazione tra i membri dell'équipe chirurgica, consentendo a tutto il personale di partecipare attivamente all'intervento.

esosopi in neurochirurgia

Gonen et al. hanno riportato 56 casi di chirurgia endoscopica del glioma, di cui solo 1 caso ha presentato complicanze (sanguinamento nell'area chirurgica) durante il periodo perioperatorio, con un tasso di incidenza di solo l'1,8%. Rotermund et al. hanno riportato 239 casi di chirurgia transnasale transsfenoidale per adenomi ipofisari e la chirurgia endoscopica non ha comportato gravi complicanze; inoltre, non vi era alcuna differenza significativa in termini di tempo chirurgico, complicanze o estensione della resezione tra chirurgia endoscopica e chirurgia microscopica. Chen et al. hanno riportato che 81 casi di tumori sono stati rimossi chirurgicamente attraverso l'approccio retrosigmoideo del seno. In termini di tempo chirurgico, grado di resezione del tumore, funzione neurologica postoperatoria, udito, ecc., la chirurgia endoscopica è risultata simile alla chirurgia microscopica. Confrontando i vantaggi e gli svantaggi delle due tecniche chirurgiche, lo specchio esterno risulta simile o superiore al microscopio in termini di qualità dell'immagine video, campo visivo chirurgico, facilità d'uso, ergonomia e coinvolgimento dell'équipe chirurgica, mentre la percezione della profondità è considerata simile o inferiore a quella del microscopio.

L'esoscopio nell'insegnamento della neurochirurgia

Uno dei principali vantaggi degli specchi esterni è che consentono a tutto il personale chirurgico di condividere immagini chirurgiche 3D di alta qualità, favorendo una maggiore partecipazione al processo chirurgico, la comunicazione e la trasmissione di informazioni, facilitando l'insegnamento e la guida delle operazioni chirurgiche, aumentando la partecipazione all'apprendimento e migliorando l'efficacia della formazione. La ricerca ha dimostrato che, rispetto ai microscopi chirurgici, la curva di apprendimento degli specchi esterni è relativamente più breve. Nell'addestramento in laboratorio per la sutura, quando studenti e medici specializzandi ricevono una formazione sia sull'endoscopio che sul microscopio, la maggior parte degli studenti trova più facile operare con l'endoscopio. Nell'insegnamento della chirurgia delle malformazioni cranio-cervicali, tutti gli studenti hanno osservato strutture anatomiche tridimensionali attraverso occhiali 3D, migliorando la loro comprensione dell'anatomia delle malformazioni cranio-cervicali, aumentando il loro entusiasmo per le operazioni chirurgiche e riducendo la durata del periodo di formazione.

Veduta

Sebbene il sistema di specchi esterni abbia compiuto progressi significativi nelle applicazioni rispetto a microscopi e neuroendoscopi, presenta anche dei limiti. Il principale svantaggio dei primi specchi esterni 2D era la mancanza di visione stereoscopica nell'ingrandimento di strutture profonde, che influiva sulle operazioni chirurgiche e sul giudizio del chirurgo. Il nuovo specchio esterno 3D ha migliorato il problema della mancanza di visione stereoscopica, ma in rari casi, indossare occhiali polarizzati per lungo tempo può causare fastidi come mal di testa e nausea al chirurgo, aspetto su cui si concentreranno i futuri miglioramenti tecnici. Inoltre, nella chirurgia cranica endoscopica, a volte è necessario passare a un microscopio durante l'intervento perché alcuni tumori richiedono una resezione visiva guidata dalla fluorescenza o perché la profondità di illuminazione del campo operatorio è insufficiente. A causa dell'elevato costo delle apparecchiature con filtri speciali, gli endoscopi a fluorescenza non sono ancora ampiamente utilizzati per la resezione dei tumori. Durante l'intervento chirurgico, l'assistente si posiziona di fronte al chirurgo principale e talvolta visualizza un'immagine rotante. Utilizzando due o più schermi 3D, le informazioni relative all'immagine chirurgica vengono elaborate da un software e visualizzate sullo schermo dell'assistente ruotato di 180°, risolvendo efficacemente il problema della rotazione dell'immagine e consentendo all'assistente di partecipare al processo chirurgico in modo più agevole.

In sintesi, il crescente utilizzo di sistemi endoscopici in neurochirurgia rappresenta l'inizio di una nuova era per la visualizzazione intraoperatoria in questo campo. Rispetto ai microscopi chirurgici, gli endoscopi offrono una migliore qualità dell'immagine e un campo visivo più ampio, consentono una postura più ergonomica durante l'intervento, una maggiore efficacia didattica e una partecipazione più efficiente dell'équipe chirurgica, con risultati chirurgici simili. Pertanto, per la maggior parte degli interventi di chirurgia cranica e spinale più comuni, l'endoscopio rappresenta una nuova opzione sicura ed efficace. Con il progresso e lo sviluppo della tecnologia, un numero sempre maggiore di strumenti di visualizzazione intraoperatoria potrà supportare gli interventi chirurgici, riducendo le complicanze e migliorando la prognosi.