Фантом головы человека для симуляции операционного поля и хода операции в нейрохирургии

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована для достижения максимальной точности нейронавигационных систем в области нейрохирургии. Фантом головы человека для симуляции операционного поля и хода нейрохирургической операции выполнен в виде основы с имитирующим кожный покров и мягкие ткани (мышцы) головы покрытием. Основа выполнена в виде пластикового черепа. Имитирующее кожный покров и мышцы головы покрытие выполнено из закрепленного на поверхности основы поролона толщиной 3-5 мм, покрытого силиконом. На фантоме закреплены рентгенконтрастные кожные метки для использования их в качестве регистрационных точек. Мишени расположены в передней, средней и задней черепных ямках и в области турецкого седла. Мишени в передней, средней и задней черепных ямках выполнены в виде прямоугольных фигур из пластика размером 2,0×2,0×2, см, а в области турецкого седла - в виде шарика из пластика диаметром 1,5 см. На верхней поверхности мишеней выполнены отверстия. Такое выполнение позволит значительно снизить ошибку навигационных систем, т.е. обеспечить максимальную точность во время нейрохирургических операций. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Полезная модель относится к медицинской технике и может быть использована для достижения максимальной точности нейронавигационных систем в нейрохирургии.

Известен фантом головы человека, включающий основу с имитирующим кожный покров головы покрытием (SU 974396 А, 15.11.1982). Данное устройство используется в качестве учебного пособия при обучении стоматологов и не может быть использовано для определения точности нейронавигационных систем из-за отсутствия необходимых меток на ее поверхности и внутричерепных мишеней.

Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является фантом головы человека для симуляции операционного поля при определении точности нейронавигационных систем, в котором после извлечения свода из стандартного пластикового черепа установлены в передней, средней и задней черепных ямках для использования их в качестве мишеней расположенные тремя кубическими стержнями из органического стекла различной высоты, шарик из органического стекла в области турецкого седла фантома черепа и 12 маркеров с обеих сторон черепа (Abbasi H., Hariri S., Martin D., Kim D., Adler J., Steinberg G., Shahidi R. A comparative statistical error analysis of neuronavigation systems in a clinical setting // Stud. Health. Technol. Innform. - 2001. - Vol.81. - P. 7 - 11.)

Недостатком известного устройства является то, что отсутствие покрытия, имитирующего мягкие покровные ткани головы не позволяет учесть естественные особенности головы человека и не позволяет использовать анатомические ориентиры.

Задачей заявленной полезной модели является повышение точности при использовании безрамных нейронавигационных систем и уменьшении времени подготовки больного к операции за счет выбора оптимального количества регистрационных точек, их типа и локализации, позволяющие уменьшить зоны повреждения мозгового вещества во время операции и сократить время операции.

Технический результат - уменьшение ошибки при использовании нейронавигационных систем и обеспечение максимальной точности при нейрохирургических операциях.

Это достигается тем, что фантом головы человека для симуляции операционного поля и хода операции в нейрохирургии выполнен в виде основы с имитирующим мягкие ткани головы покрытием, причем на поверхности фантома закреплены рентгенконтрастные метки и сымитированы естественные анатомические ориентиры для использования их в качестве регистрационных точек, при этом в полости фантома закреплены мишени расположенные в передней, средней и задней черепных ямках и в области турецкого седла.

Кроме того, основа выполнена в виде пластикового черепа, а иммитирующее кожный покров и мышцы головы покрытие выполнено из закрепленного на поверхности основы поролона толщиной 3-5 мм, покрытого силиконом. При этом мишени в передней, средней и задней черепных ямках выполнены в виде прямоугольных фигур из пластика размером 2,0×2,0×2, см, а в области турецкого седла - в виде шарика из пластика диаметром 1,5 см. На верхней поверхности мишеней выполнены отверстия.

На чертежах показано изготовление фантома головы человека, согласно полезной модели.

На фиг.1 показан пластиковый череп с закрепленным на нем имитирующим мягкие ткани головы человека поролоном;

на фиг.2 - то же, с нанесенным имитирующим кожный покров головы силиконом;

на фиг.3 - показан фантом с мишенями в передней, средней и задней черепных ямках и в области турецкого седла с отверстиями на верхней поверхности, использующимися в качестве регистрационных точек;

на фиг.4 - показан фантом с регистрационными кожными метками.

Фантом головы человека выполнен в виде основы в виде пластикового черепа 1 с имитирующим мягкие ткани и кожный покров головы покрытием. Имитирующее мягкие ткани головы покрытие выполнено из закрепленного на поверхности черепа 1 поролона 2 толщиной 3-5 мм. Имитирующее кожный покров головы человека покрытие выполнено из силикона 3, нанесенного на поролон 2. На фантоме закреплены рентгенконтрастные кожные метки 4 для использования их в качестве регистрационных точек. Мишени 5 расположены в передней, средней и задней черепных ямках и в области турецкого седла. На верхней поверхности мишеней 5 выполнены отверстия 6 глубиной 1 мм и диаметром 1 мм. Мишени 5, расположенные в передней, средней и задней черепных ямках выполнены в виде прямоугольных фигур из пластика размером 2,0×2,0×2, см, а в области турецкого седла - в виде шарика из пластика диаметром 1,5 см.

Фантом головы человека используют следующим образом.

Изготавливают фантом путем закрепления на основе (пластиковом черепе 1) имитирующего мягкие ткани и кожный покров головы покрытие из поролона 2, толщиной 3-5 см, покрытого силиконом 2. Закрепляют в полости черепа 1 фантома в передней, средней и задней черепных ямках и в области турецкого седла мишени 5. Закрепляют на имитирующем кожный покров головы покрытии рентгенконтрастные кожные метки 4 для использования их в качестве регистрационных точек. Выбирают в качестве анатомических ориентиров медиальные и латеральные углы глаз, козелки, завитки и противозавитки ушных раковин, переносицу, кончик носа.

Производят жесткую фиксацию фантома в скобе Мейфилда и проводят его регистрацию в нейронавигационной системе, например, используя нейронавигационную станцию производства фирмы Stryker (США). Для навигации используют данные компьютерного томографа в спиральном режиме с углом Гентри 0. Полученные сканы переносят в нейронавигационную систему. Регистрацию проводят в трех положениях фантома - «на правом боку», «на левом боку», «на животе». Во всех положениях фантома регистрацию проводят по кожным меткам 4, анатомическим ориентирам и комбинации кожных меток 4 и анатомических ориентиров поочередно. Нейронавигационная система определяет расстояние от видимого ею в пространстве кончика пойнтера до цели на КТ (компьютерная томография) снимках фантома, загруженных в нейронавигационную станцию, в то время как реальный пойнтер устанавливают в полости черепа фантома на реальную цель (отверстие 6 в мишени 5). Полученное расстояние составляет ошибку. За счет использования фантома, наиболее приближенного к естественному анатомическому строению головы человека (наличием имитирующего кожный покров и мягкие ткани (мышцы головы), удается определить оптимальное количество регистрационных точек и их тип, что позволяет сократить предоперационную подготовку, время операции, и достичь максимальной точности нейронавигационной системы. Таким образом, использование заявленной полезной модели позволит значительно снизить ошибку навигационных систем, т.е. обеспечить максимальную точность во время нейрохирургических операций.

1. Фантом головы человека для симуляции операционного поля и хода операции в нейрохирургии, выполненный в виде основы с имитирующим мягкие ткани головы покрытием, причем на поверхности фантома закреплены рентгенконтрастные метки и сымитированы естественные анатомические ориентиры для использования их в качестве регистрационных точек, при этом в полости фантома закреплены мишени, расположенные в передней, средней и задней черепных ямках и в области турецкого седла.

2. Фантом головы по п.1, отличающийся тем, что основа выполнена в виде пластикового черепа.

3. Фантом головы по п.1, отличающийся тем, что имитирующее мягкие ткани головы покрытие выполнено из закрепленного на поверхности основы поролона толщиной 3-5 мм, покрытого силиконом.

4. Фантом головы по п.1, отличающийся тем, что мишени в передней, средней и задней черепных ямках выполнены в виде прямоугольных фигур из пластика размером 2,0×2,0×2, см, а в области турецкого седла - в виде шарика из пластика диаметром 1,5 см.

5. Фантом головы по п.4, отличающийся тем, что на верхней поверхности мишеней выполнены отверстия.