영상유도수술

Image-guided surgery

영상 유도 수술(IGS)은 외과의사가 수술 전 또는 수술 중 이미지와 함께 추적된 수술 도구를 사용하여 직접 또는 간접적으로 절차를 안내하는 모든 수술 절차다. 영상유도수술 시스템은 카메라, 초음파, 전자기 또는 조합 또는 필드를 사용하여 환자에 대한 환자의 해부학적 구조와 외과의사의 정밀한 움직임을 포착하고 수술실의 컴퓨터 모니터 또는 증강현실(증강현실 수술용 항법 기술)에 중계한다.[1][2][3] 이것은 일반적으로 양식과 용도에 따라 초 또는 분 단위로 지연될 수 있지만 실시간으로 수행된다.

이미지 유도 수술은 외과의사들이 보다 안전하고 덜 침습적인 시술을 할 수 있도록 도와주며, 두개골, 이비인후과, 척추, 정형외과, 심혈관계 등의 질환 관리에 있어 공인된 치료 기준이 되었다.[4]

혜택들

이미지 유도 수술의 이점은 수술 절차의 통제력 강화, 개입 효과에 대한 실시간 피드백, 조직 외상 감소, 해부학적 구조에 대한 접근 방해 등이다. 영상유도 수술은 수술 후 신경결손 및 내과성 레이저 절개 시술과 관련된 이상반응을 감소시키고,[5] 그 크기나 위치로 인해 한때 수술불능으로 여겨졌던 뇌종양을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.[6]

적용들

영상 유도 수술 중에는 수술 전 또는 수술 중 영상 촬영으로 시술 안내가 이루어진다. 뇌, 척추, 골반/엉덩이, 무릎, 폐, 유방, 간, 전립선 등 여러 장기에 관련된 시술에는 영상유도 수술이 적용됐다.[7]

컴퓨터 보조 수술의 넓은 영역의 일부인 영상 유도 수술은 수술 중 영상을 이용하여 하이브리드 수술실에서 이루어질 수 있다. 하이브리드 수술실은 고정형 C-Arm, CT 스캐너 또는 MRI 스캐너와 같은 첨단 의료 영상 장치를 갖춘 수술실이다. 대부분의 영상 유도 수술 절차는 최소 침습적이다. 최소침습적 영상유도 수술을 개척하고 전문으로 하는 의학 분야는 중재적 방사선학이다.

휴대용 외과용 탐침은 외과의사에게 지정된 구역의 지도를 제공하기 때문에 어떤 이미지 유도 수술 시스템의 필수적인 구성 요소다.[8] 수술 절차 중에 IGS는 프로브 위치를 추적하고 그 아래의 해부학적 구조를 예를 들어 워크스테이션 기반 3D 영상 시스템에서 세 개의 직교 영상 슬라이스로 표시한다. 기존 IGS 시스템은 기계, 광학, 초음파, 전자기 등 다양한 추적 기술을 사용한다.

형광 모달리티가 그러한 장치에 채택될 때 이 기술은 형광 이미지 유도 수술이라고도 불린다.

의료용 초음파를 이용한 영상 유도 수술은 음파를 이용하므로 형광 투시, CT, X-Ray 및 단층 촬영과 같은 이온화 방사선 양식에 필요한 보호 및 안전 예방 조치가 필요하지 않다. 구조화된 빛과 기계 비전 입체 카메라를 이용한 광학 지형 촬영이 신경외과 항법 시스템에도 적용돼 수술 중 이온화 방사선의 사용을 줄였다.[9]

현대적인 이미지 유도 수술 시스템은 종종 로봇 공학과 결합된다.[7]

신경외과

신경외과 수술의 다양한 항법 수술은 거의 20년 동안 널리 사용되고 보고되어 왔다.[6] 2000년의 한 연구에 따르면, 연구자들은 이미 신경외과 수술의 상당 부분이 컴퓨터 기반 중재를 사용하여 수행될 것으로 예상하고 있었다.[10] 혈관내 초음파(IVUS)를 포함한 초음파의 최근 발전으로 혈관 직경, 등고선 및 형태학의 보정된 측정을 제공하는 혈관 및 횡조직의 실시간 단면적 매핑이 가능해졌다.

영상유도수술은 원래 N-로컬라이저[11], 스터름-파스티르 로컬라이저 등의 기술을 통해 컴퓨터단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI), 양전자방출단층촬영(PET)으로 안내되는 입체수술과 방사선수술을 이용한 뇌종양 치료를 위해 개발됐다.[12]

척추 수술에도 이미지 유도 수술 시스템이 사용돼 임플란트 배치를 안내하고 인근 신경혈관 구조를 손상시키지 않는다.[7]

정형외과

전체 고관절 관절성형 시술 시 외과의사를 지도할 수 있도록 실시간 측정을 하는 미니 광학 항법 시스템이 개발됐다.[7] 이 영상-가이드 수술 시스템은 수술 기구 또는 해부학적 위치에 장착했을 때 카메라에 의한 위치 감지를 위한 추적기와 환자를 탑재한 카메라를 포함한다.[7]

비뇨기과

MRI를 기반으로 한 영상유도 수술은 전립샘 조직검사를 안내하는 데 사용된다.[7] 영상 안내서는 신경 보호 시술 중 전립선과 신경혈관 묶음 사이의 해부학적 랜드마크와 수술면을 외과의사가 식별할 수 있도록 돕는데 사용된다.[7] 이것은 성기능 장애와 요실금 같은 시술의 부정적인 영향을 줄이는데 도움을 줄 수 있다.[7]

참고 항목

참조

  1. ^ 증강현실 수술 내비게이션 기술
  2. ^ 증강현실 기반 수술 항법기술과 통합 3D 수술 영상화 : 척추의 해부학적 타당성 및 정확성 연구
  3. ^ [1]
  4. ^ "Surgery and Treatment -". Dedicated Computing. Retrieved 2018-03-14.
  5. ^ Grace J, Wang Y, Robinson D, Tahuil C, Xu R (2018). Retrospective Analysis: Collateral nerve damage and local tissue trauma associated with endovenous laser ablation therapy. Ultrasound Guided Endovenous Laser Ablation Union International de Phlebology World Congress. Melbourne Australia.
  6. ^ a b Mezger U, Jendrewski C, Bartels M (April 2013). "Navigation in surgery". Langenbeck's Archives of Surgery. 398 (4): 501–14. doi:10.1007/s00423-013-1059-4. PMC 3627858. PMID 23430289.
  7. ^ a b c d e f g h Abedin-Nasab, Mohammad (2019), Handbook of Robotic and Image-Guided Surgery (1 ed.), Elsevier, ISBN 9780128142455
  8. ^ "Image-Guided Surgery". care.american-rhinologic.org. Retrieved 2018-03-14.
  9. ^ Jakubovic R, Guha D, Gupta S, Lu M, Jivraj J, Standish BA, et al. (October 2018). "High Speed, High Density Intraoperative 3D Optical Topographical Imaging with Efficient Registration to MRI and CT for Craniospinal Surgical Navigation". Scientific Reports. 8 (1): 14894. Bibcode:2018NatSR...814894J. doi:10.1038/s41598-018-32424-z. PMC 6173775. PMID 30291261.
  10. ^ Kelly PJ (January 2000). "Stereotactic surgery: what is past is prologue". Neurosurgery. 46 (1): 16–27. doi:10.1093/neurosurgery/46.1.16. PMID 10626931.
  11. ^ Galloway, RL Jr. (2015). "Introduction and Historical Perspectives on Image-Guided Surgery". In Golby, AJ (ed.). Image-Guided Neurosurgery. Amsterdam: Elsevier. pp. 2–4. doi:10.1016/B978-0-12-800870-6.00001-7. ISBN 978-0-12-800870-6.
  12. ^ Sturm V, Pastyr O, Schlegel W, Scharfenberg H, Zabel HJ, Netzeband G, Schabbert S, Berberich W (1983). "Stereotactic computer tomography with a modified Riechert-Mundinger device as the basis for integrated stereotactic neuroradiological investigations". Acta Neurochirurgica. 68 (1–2): 11–17. doi:10.1007/BF01406197. PMID 6344559. S2CID 38864553.

추가 읽기

  • Khan FR, Henderson JM (2013). "Deep Brain Stimulation Surgical Techniques". In Lozano AM, Hallet M (eds.). Brain Stimulation: Handbook of Clinical Neurology. 116. Amsterdam: Elsevier. pp. 28–30.
  • Arle J (2009). "Development of a Classic: the Todd-Wells Apparatus, the BRW, and the CRW Stereotactic Frames". In Lozano AM, Gildenberg PL, Tasker RR (eds.). Textbook of Stereotactic and Functional Neurosurgery. Berlin: Springer-Verlag. pp. 456–461.
  • Abedin-Nasab M (2019). "Machine-Vision Image-Guided Techniques for Spinal and Cranial Procedures". Handbook of Robotic and Image-Guided Surgery (1 ed.). Elsevier. pp. 551–574. ISBN 9780128142462.