Background.

С середины 80-х годов эндоназальная хирургия околоносовых пазух приобрела большое значение в лечении хронических воспалительных заболеваний околоносовых пазух. В последние годы эндоскопическая функциональная хирургия носа и околоносовых пазух (FESS) продолжает активно развиваться, существенно улучшая качество жизни пациентов. Развитие современных технологических возможностей предопределило возможность применения систем навигации при FESS-хирургии в качестве одной из надежных технологий оптимизации контроля выполняемых хирургических вмешательств [1–4].

Первые наработки применения интраоперационной навигации в области оториноларингологии были выполнены в одной из университетских клиник Германии в 1986 году [5].

В 1995 году M. Roth и соавторы предложили схему навигации, основанную на оптическом принципе, при которой регистрация осуществляется на основании положения отражающих сфер (излучающих диодов), находящихся в поле зрения парной инфракрасной камеры, закрепленных на пациенте и инструментах [6].

Концепция электромагнитной навигации впервые была предложена A. Kato (1991) и вскоре стала активно применяться в эндоназальной эндоскопической хирургии [7,8]. В отличие от оптических навигационных систем, позиционирование инструментов происходит в постоянном магнитном поле на основании положения магнитных меток, расположенных на теле пациента и инструментах.

Учитывая, что навигация должна применяться при наличии определенных показаний, так как используется дорогостоящее оборудование, а время операции увеличивается, в 2002 г. Американская ассоциация отоларингологии и хирургии головы и шеи разработала показания к применению навигации в эндоскопической эндоназальной хирургии [9]. Среди них:

• повторные эндоскопические эндоназальные вмешательства;
• нарушение анатомии околоносовых пазух, вызванное аномалиями развития, травмой или предшествующими операциями;
• распространенный синоназальный полипоз;
• процессы, затрагивающие лобную, клиновидную пазухи и задние отделы лабиринтов решетчатой кости;
• патология с вовлечением основания черепа, глазницы, зрительного нерва и сонной артерии;
• назальная ликворея или наличие дефекта основания черепа;
• доброкачественные и злокачественные синоназальные опухоли.

Поскольку основную сложность в проведении хирургического вмешательства представляет сама операционная зона, применение навигации значительно улучшает безопасность проведения операции, помогая хирургу обходить критические структуры и определять минимально инвазивные подходы. В качестве ключевого фактора, определяющего точность навигационной системы, рассматривают путь наведения на анатомические ориентиры. Идентификация анатомических структур основана на анализе результатов компьютерной, магнитно-резонансной томографии или ангиографии с учетом проводимого хирургического вмешательства. Современные навигационные системы, обеспечивая пространственное изображение анатомических структур пациента в реальном времени, позволяют беспрепятственно интраоперационно перемещать инструменты в хирургическом поле, значительно повышая точность работы хирурга [10, 11].

В то же время при выборе метода регистрации по анатомическим ориентирам спорным остается вопрос об их необходимом количестве. P.A. Woerdemann и соавт. (2007) рекомендуют при интракраниальных вмешательствах использовать для регистрации от 5 до 8 анатомических точек, Z.M. Samarakkody и cоавт. (2016) считают, что для трансназальных вмешательств на околоносовых пазухах и основании черепа достаточно регистрации по 3–4 анатомическим ориентирам: перегородке преддверия носа (columella), надпереносью (glabella), латеральным углам глаз – по типу буквы «Т» [12,13].

Для количественного определения точности навигации и объективной оценки погрешности навигационной системы применяется показатель величины ошибки регистрации точки. В сравнительном исследовании разных типов навигационных систем, используемых в хирургии околоносовых пазух и носоглотки, убедительно доказана их субмиллиметровая точность [14].

В качестве некоторых преимуществ электромагнитной навигационной системы отмечены средняя измеренная точность анатомической локализации в начале операции и время настройки системы [15, 16].

Возможность виртуального моделирования операции и отслеживание движения инструментов в ходе операции является важным этапом планирования хирургического вмешательства. Загрузка результатов компьютерной томографии в навигационную станцию позволяет получить точную копию в режиме 3D-реконструируемых анатомических структур пациента. После завершения моделирования проводится калибровка хирургического инструмента для отслеживания его местоположения в режиме реального времени. Использование навигации при эндоскопической эндоназальной хирургии позволяет расширить спектр доступных для манипуляций областей, включая глазницу, крылонебную и подвисочную ямки[17, 18].

Совместное использование функциональной эндоскопической хирургии (FESS) и навигационных систем значительно повышает точность хирургических вмешательств [19–21].

В целом, по данным литературы, можно отметить позитивную оценку хирургами систем навигации. В ряде публикаций отмечено статистически значимое меньшее количество повторных операций у пациентов группы применения навигации (16,5%) по сравнению с пациентами группы, в которой навигация не применялась (43,2%) [22]. Незначительное количество исследований посвящены использованию навигации в ринохирургии у детей [23–25].

В качестве показаний к применению навигации исследователи отмечают оправданность применения навигации при эндоскопических эндоназальных вмешательствах у детей в связи с узостью носовых ходов и анатомической вариабельностью полости носа и околоносовых пазух. В то же время появляются публикации по внедрению интраоперационной компьютерной навигации в хирургию доброкачественных образований околоносовых пазух (ОНП) [26, 27].

Описанным преимуществом использования интраоперационной компьютерной навигации в эндоскопической хирургии околоносовых пазух является повышение эффективности и безопасности хирургического вмешательства, а именно: повышение его радикальности, снижение частоты ревизионных операций и сокращение частоты периоперационных осложнений [28–30].

Одной из новейших навигационных систем российского производства для проведения комплекса автоматизированного планирования хирургического лечения является аппаратно-программный комплекс «AUTOPLAN». Работа системы основывается на принципах инфракрасного трекинга, при использовании которого отсутствует негативное влияние на медицинский персонал и на пациента. К достоинствам системы относится удобный интерфейс программы на русском языке, возможность интеграции в операционную с различным хирургическим медицинским оборудованием (рис. 1).

Цель работы

Целью данного исследования стало изучение возможности применения навигационной системы «AUTOPLAN» в ринохирургии.

Материалы и методы

В период с октября 2022 г. по июнь 2023 года на базе оториноларингологического отделения клиник Самарского государственного медицинского университета было прооперировано 16 больных (11 лиц мужского пола и 5 – женского в возрасте от 21 до 68 лет). В 62,5% случаев (10 больных) выполнены реоперации на околоносовых пазухах, в 37,5% (6 пациентов) операция проводилась по поводу доброкачественного новообразования лобной и клиновидной пазух. У 3-х человек присутствовал болевой синдром разной степени выраженности в проекции заинтересованной пазухи, у остальных новообразование выявлено случайно. Всем пациентам проводился полный оториноларингологический осмотр, в том числе эндоскопический осмотр полости носа и носоглотки ригидными эндоскопами с углом обзора 0° и 30°. Показатели общеклинических и биохимических исследований находились в пределах референтных рамок. Дополнительно проводилась компьютерная томография околоносовых пазух по специальному протоколу с толщиной срезов не более 1 мм с последующей интеграцией изображений в формате DICOM в программную среду АПК «AUTOPLAN». В целях построения трехмерной полигональной модели анатомические структуры пациента совмещались с цифровыми данными для планирования хирургического лечения [31].

Непосредственно до начала хирургического вмешательства врачом в операционной проводилась «привязка» трехмерной модели к телу пациента при помощи системы оптического инфракрасного трекинга.

Результаты и обсуждение

Всем пациентам в условиях общей анестезии выполнено запланированное хирургическое вмешательство с использованием навигационного контроля. Использование навигационной системы позволило нам эффективно выполнить реоперации на околоносовых пазухах у пациентов после предшествующих полипотомий с нарушенным анатомическим строением и отсутствием ориентиров. У 6 пациентов, учитывая повышенный риск нерадикального удаления новообразования в связи с его распространением в клиновидную пазуху и интраорбитально, под контролем навигационной станции было успешно выполнено удаление новообразований (рис. 2).

В послеоперационном периоде реактивные отек и гиперемия слизистой оболочки полости носа соответствовали таковым при выполнении стандартной эндоскопической синусотомии. Послеоперационных осложнений не было зафиксировано ни в одном из случаев.

Выводы

1. Использование российской навигационной системы «AUTOPLAN» при внутриносовых хирургических вмешательствах позволяет повысить точность операции, снизить ее инвазивность и избежать повреждения близлежащих структур, особенно в условиях измененной анатомии после предшествующих операций.
2. Российская навигационная система «AUTOPLAN» является полезным вспомогательным инструментом, который обеспечивает хорошие функциональные результаты в послеоперационном периоде.
3. Применение выбранной навигационной системы при эндоскопической риносинусохирургии позволяет избежать возможных осложнений, способствует повышению качества операций.

Conclusion.

Разработанная в Самарском государственном медицинском университете навигационная система «AUTOPLAN» демонстрирует точность навигации, достаточную для выполнения ринохирургических вмешательств, дает возможность выполнять операции с учетом индивидуальных анатомических особенностей пациента и изменений нормальной анатомии под воздействием объемных процессов*.

1. Sindwani R. Image-guided surgery of the paranasal sinuses and skull base. Mo Med. 2008; 105(3): 257–261.
2. Kapitanov D.N., Lopatin A.S., Potapov A.A., Kushel Yu.V. Use of the Stealth Station (TM) navigation system for diseases of the paranasal sinuses and the base of the skull. Rossiyskaya Rinologiya. 2000; 4: 22–26. (In Russian).
3. Vakhrushev S.G., Khorolskaya M.A., Aliev P.A., Kuznetsova Ya.V. Application of the navigation system in outpatient ENT surgery. Rossiyskaya Rinologiya. 2011; 19(2): 70–71. (In Russian).
4. Movergoz S.V., Andarov A.A. The use of a computer navigation station in endoscopic surgery of the paranasal sinuses. Rossiyskaya Rinologiya. 2013; 21(2): 48. (In Russian).
5. Schlondorff G., Mosges R., Meyer-Ebrecht D., Krybus W., Adams L. CAS (computer assisted surgery). A new procedure in head and neck surgery. HNO. 1989; 37: 187–190.
6. Roth M., Lanza D.C., Zinreich J., Yousem D., Scanlan K.A., Kennedy D.W. Advantages and disadvantages of three-dimensional computed tomography intraoperative localization for functional endoscopic sinus surgery. Laryngoscope. 1995; 105(12 Pt 1): 1279–1286. DOI: https://doi.org/10.1288/00005537-199512000-00003
7. Kato A., Yoshimine T., Hayakawa T., Tomita Y., Ikeda T., Mitomo M., Harada K., Mogami H. A frameless, armless navigational system for computerassisted neurosurgery. Journal of Neurosurgery. 1991; 74(5): 845–849. DOI: https://doi.org/10.3171/jns.1991.74.5.0845.
8. Zaaroor M., Bejerano Y., Weinfeld Z., Ben-Haim S. Novel magnetic technology for intraoperative intracranial frameless navigation: in vivo and in vitro results. Neurosurgery. 2001; 48(5): 1100–1107.
9. American Academy of Otolaryngology Head and Neck Surgery. Intra-Operative Use of Computer Aided Surgery [Internet]. 2002. Accessed September 30, 2019. Available from: DOI: https://www.entnet.org//content/intra-operative-use-computer-aided-surgery.
10. Vorbeck F., Cartellieri M., Ehrenberger K., Imhof H. Experiences in intraoperative computer-aided navigation in ENT sinus surgery with the Aesculap navigation system. Comput Aided Surg. 1998; 3(6): 306–11. DOI: 10.1002/(SICI)1097-0150(1998)3:6<306::AIDIGS4>3.0.CO;2-E. PMID: 10379980.
11. Ahn J.Y., Jung J.Y., Kim J., Lee K. S., Kim S.H. How to overcome the limitations to determine the resection margin of pituitary tumours with low-field intra-operative MRI during trans-sphenoidal surgery: usefulness of Gadoliniumsoaked cotton pledgets. Acta Neurochir (Wien). 2008; 150(8): 763–771. DOI: 10.1007/s00701-008-1505-1.
12. Woerdemann P.A., Willems P.W., Noordmans H.J. Application accuracy in frameless image-guided neurosurgery: a comparison study of three patient-toimage registration methods. J Neurosurg 2007; 106(6): 1012–6. DOI: 10.3171/jns. 2007.106.6.1012. PMID: 17564173.
13. Samarakkody Z.M., Abdullah B. The use of image guided navigational tracking systems for endoscopic sinus surgery and skull base surgery: a review. Egyptian J Ear Nose Throat Allied Sci 2016; 17(30): 133–7. DOI: 10.1016/j.ejenta.2016.07.005.
14. Kral F., Puschban E.J., Riechelmann H., Freysinger W. Comparison of optical and electromagnetic tracking for navigated lateral skull base surgery. International Journal of Medical Robotics. 2013; 9(2): 247–252. DOI: https://doi.org/10.1002/rcs.1502.
15. Komune N., Matsushima K., Matsuo S., Safavi-Abbasi S., Matsumoto N., Rhoton Jr A.L. The accuracy of an electromagnetic navigation system in lateral skull base approaches. Laryngoscope. 2017; 127(2): 450–459. DOI: https://doi.org/10.1002/lary.25998.
16. Panyakina M.A., Merkulov O.A. Navigation support in the treatment of patients with chronic rhinosinusitis: the expansion of surgical horizons. Rossiiskaya otorinolaringologiya. 2013; 2(63): 72–76. (In Russian).
17. Chang C.J., Sun C.H., Chen T.S., Wu H.P. Navigation-assisted endoscopic endonasal surgery of a glomangiopericytoma with intraorbital extension: A case report and literature review. Tzu-chi Medical Journal. 2018; 30(2): 119–121. DOI: https://doi.org/10.4103/tcmj.tcmj_161_17.
18. Upadhyay S., Dolci R.L., Buohliqah L., Fiore M.E., Ditzel Filho L.F., Prevedello D.M., Otto B.A., Carrau R.L. Effect of Incremental Endoscopic Maxillectomy on Surgical Exposure of the Pterygopalatine and Infratemporal Fossae. Journal of Neurological Surgery Part B-Skull Base. 2016; 77(1): 66–74. DOI: https://doi.org/10.1055/s-0035-1564057.
19. Galletti B., Gazia F., Freni F., Sireci F., Galletti F. Endoscopic sinus surgery with and without computer assisted navigation: A retrospective study. Auris Nasus Larynx. 2019. Aug; 46(4): 520–525. DOI: https://doi.org/10.1016/j. anl.2018.11.004
20. Ahn S.H., Lee E.J., Kim J.W., Baek K.H., Cho H.J., Yoon J.H., Kim C.H. Better surgical outcome by imageguided navigation system in endoscopic removal of sinonasal inverted papilloma. J Craniomaxillofac Surg. 2018. Jun; 46(6): 937–941. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcms.2018.03.012.
21. Schmale I.L., Vandelaar L.J., Luong A.U., Citardi M.J., Yao W.C. Image-Guided Surgery and Intraoperative Imaging in Rhinology: Clinical Update and Current State of the Art. Ear Nose Throat J. 2021 Dec;100(10):NP475-NP486. DOI: https://doi.org/10.1177/0145561320928202.
22. Tschopp K.P., Thomaser E.G. Outcome of functional endonasal sinus surgery with and without CT- navigation // Rhinology. 2008. N 46. P. 116–120.
23. Parikh S.R., Cuellar H., Sadoughi B., Aroniadis O., Fried M.P. Computer-Assisted Navigation System in Pediatric Intranasal Surgery // Arch. Otolaryngol. Head Neck Surg. 2002. N 128. P. 797–800.
24. Merkulov O.A., Panyakina M.A. Planning for the optimal strategy transnasal approach to the surgical treatment of skull base tumors in pediatric patients. Rossiyskaya otorinolaringologiya. 2012; 57(2): 100–104. (In Russian).
25. Shaikhova Kh.E., Uzokov A.D. Endoscopic sinus surgery using a computer navigation system. Rossiiskaya otorinolaringologiya. 2020; 19(2): 85–92. DOI: https://doi.org/10.18692/1810-4800-2020-2-85-92. (In Russian).
26. Pagella F., Pusateri A., Matti E., Emanuelli E. Transnasal endoscopic approach to symptomatic sinonasal osteomas. Am J Rhinol Allergy. 2012. Jul-Aug; 26(4): 335–339. DOI: https://doi.org/10.2500/ajra.2012.26.378231.
27. DDoronina V.A., Shelesko E.V., Chernikova N.A., Batalov A.I., Pronin I.N., Nersesyan M.V., Strunina Yu.V., Zinkevich D.N. Use of intraoperative navigation in endoscopic surgery of benign fibroosseous lesions of paranasal sinuses and skull base. Rossiiskaya otorinolaringologiya. 2022; 21(5): 8–18. DOI: https://doi.org/10.18692/1810-4800-2022-5-8-18. (In Russian).
28. Giotakis A.I., Kral F., Freysinger W., Markart S., Riechelmann H. Missed paranasal sinus compartments in sinus surgery with and without image-guidance systems: a pilot feasibility study. Int J Comput Assist Radiol Surg. 2019. May; 14(5): 895–902. DOI: https://doi.org/10.1007/s11548-019-01930-4.
29. Schmale I.L., Vandelaar L.J., Luong A.U., Citardi M.J., Yao W.C. Image-Guided Surgery and Intraoperative Imaging in Rhinology: Clinical Update and Current State of the Art. Ear Nose Throat J. 2021 Dec; 100(10): NP475-NP486. DOI: https://doi.org/10.1177/0145561320928202.
30. Galletti B., Gazia F., Freni F., Sireci F., Galletti F. Endoscopic sinus surgery with and without computer assisted navigation: A retrospective study. Auris Nasus Larynx. 2019. Aug; 46(4): 520–525. DOI: https://doi.org/10.1016/j.anl.2018.11.004.
31. Zeleva O.V., Zelter P.M., Kolsanov A.V., Sidorov E.A. Maxillary sinuses capacity according to computer tomography scans and three-dimensional modeling. Russian Journal of Operative Surgery and Clinical Anatomy. 2023; 7(2): 13–18. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.17116/operhirurg2023702113.