In a percutaneous pedicle screw surgery the surgeon is faced with huge challenges because he has no direct view on the operating field. The screw positions and the required rod dimensions for the stabilizing connection are hard to define. In this paper a new method for a percutaneous pedicle screw surgery is described to record the positions of three pedicle screws with help of a mobile localizing system with passive markers and a tablet computer. The presented system calculates the required rod length and rod radius. The procedure is more convenient than mechanical measuring systems and it works without radiation load of the patient. The system is tested with an in-vitro test arrangement and first results are very promising with an accuracy of ±2 mm for the rod length.
PL
Dużym problemem dla chirurgów w zabiegach nieinwazyjnej chirurgii śrub pedikularnych jest brak oglądu na pole operacyjne. Z tego powodu określenie pozycji poszczególnych śrub oraz wymaganej długość prętu stabilizacyjnego może nastręczać trudności. W niniejszym artykule zaprezentowano nową metodę rejestracji pozycji śrub pedikularnych z wykorzystaniem pasywnych markerów optycznych, mobilnego systemu nawigacyjnego, oraz tabletu. Zaprezentowane rozwiązanie pozwala na obliczenie wymaganej długości oraz krzywizny pręta pedikularnego. Opisywana metoda jest wygodniejsza niż pomiar z wykorzystaniem systemów mechanicznych oraz nie wymaga naświetlenia pacjenta promieniowaniem rentgenowskim. Testy metody przeprowadzone w środowisku in-vitro wykazały dokładność pomiaru długości pręta stabilizacyjnego na poziomie ±2 mm co wydaje się być bardzo obiecującym rezultatem.
Systemy nawigacji medycznej umożliwiają dokładne określanie położenia narzędzi medycznych względem ciała pacjenta. Wśród rozwiązań oferowanych na rynku wyróżniają się systemy elektromagnetyczne (EMS – Electromagnetic Systems), które nie wymagają zachowania linii bezpośredniego widzenia (LOS – Line of Sight) między umieszczonym na narzędziu czujnikiem a emiterem (źródłem) pola magnetycznego. Mają one jednak tę wadę, że są wrażliwe na deformacje rozkładu pola magnetycznego powodowane obecnością przedmiotów wykonanych z dobrych przewodników elektrycznych oraz ferromagnetyków. W artykule przedstawiono wyniki analizy wpływów różnych obiektów, mogących zaburzać rozkład pola magnetycznego, na dokładność określania położenia w systemach nawigacji EM z polem wzbudzającym sinusoidalnym i stałym komutowanym. Wskazano również, jak te wpływy ograniczyć. Przedstawione informacje są przeznaczone przede wszystkim dla konstruktorów, lecz mogą być pomocne również dla użytkowników tych systemów. Prezentowane wyniki uzyskano na drodze modelowania i symulacji metodą elementów skończonych (FEM – Finite Element Method).
EN
Medical navigation systems enable localization of surgical and diagnostic instruments inside the patient’s body. The Electromagnetic Navigation Systems (EMS) are the best among the available commercial solutions. Their main advantage is the ability of working correctly without clear Line of Sight (LOS) between the sensors and the source (emitter) of the magnetic field. However, they are sensitive to deformations of the magnetic field distribution resulting from the presence of the objects made up of good electrical conductors and ferromagnetic materials – which is their main shortcoming. This paper includes the results of the analysis of the influence of various disturbing objects on the accuracy of navigation in systems with sinusoidal and commutated excitation field, as well as some guidelines how to avoid this influence. The presented results can be usefull, especialy for the designers of new solutions of EM navigation systems, as well as for the users of these systems. The analysis was performed by means of Finite Element Method (FEM) and simulations.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.