neurosurgeryНейрохирургияRussian journal of neurosurgery1683-32952587-7569Издательский дом "МедИНК"10.17650/1683-3295-2018-20-4-104-113neurosurgery-661Research ArticleОБУЧЕНИЕ В НЕЙРОХИРУРГИИEDUCATION IN NEUROSURGERYОценка точности оптической Медицинской навигационной системы «Нейроплан» при моделировании нейрохирургических вмешательствEvaluation of accuracy of medical optical navigation system “Neuroplan” for modeling of neurosurgical interventionshttps://orcid.org/0000-0003-4278-2285АрхиповИ. В.ArhipovI. V.https://orcid.org/0000-0002-8443-5516МихайловЕ. М.MikhaylovE. M.https://orcid.org/0000-0002-5538-1109ДолотоваД. Д.DolotovaD. D.https://orcid.org/0000-0002-0925-415XЗакондыринД. Е.ZakondyrinD. E.

Дмитрий Евгеньевич Закондырин

Клинический медицинский центр

111398 Москва, ул. Кусковская, владение 1а, стр. 4

Clinical Medical Center 

Build. 4, 1a Kuskovskaya St., Moscow 4111398, 

russiandoctor@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7838-584XГавриловА. В.GavrilovA. V.

Лаборатория медицинских компьютерных систем Научно-исследовательского института ядерной физики им. Д.В. Скобельцина 

119991 Москва, Ленинские горы, д. 1., стр. 58

Laboratory of Medical Computing System, D.V. Skobeltsyn Institute of nuclear physics 

Build. 58, 1 Leninskie Gory, Moscow 119991

https://orcid.org/0000-0002-3026-6948ЛейченкоА. И.LeychenkoA. I.https://orcid.org/0000-0001-5256-0905КрыловВ. В.KrylovV. V.

111398 Москва, ул. Кусковская, владение 1а, стр. 4; 129090 Москва, Большая Сухаревская пл., 3

ДмитриевА. Ю.DmitrievA. Yu.ООО «Гаммамед-Софт»РоссияGammamed-Soft, LtdRussian FederationООО «Гаммамед-Импекс»РоссияGammamed-Impex, LtdRussian FederationФГБОУ ВО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава РоссииРоссияA.I. Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry, Ministry of Health of RussiaRussian FederationМосковский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian FederationФГБОУ ВО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России; ГБУЗ «Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения г. Москвы»РоссияA.I. Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry, Ministry of Health of Russia; N.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency Medicine, Moscow Healthcare DepartmentRussian FederationГБУЗ «Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения г. Москвы»РоссияN.V. Sklifosovsky Research Institute for Emergency Medicine, Moscow Healthcare DepartmentRussian Federation201813012019204104113Copyright © Архипов И.В., Михайлов Е.М., Долотова Д.Д., Закондырин Д.Е., Гаврилов А.В., Лейченко А.И., Крылов В.В., Дмитриев А.Ю., 20192019Архипов И.В., Михайлов Е.М., Долотова Д.Д., Закондырин Д.Е., Гаврилов А.В., Лейченко А.И., Крылов В.В., Дмитриев А.Ю.Arhipov I.V., Mikhaylov E.M., Dolotova D.D., Zakondyrin D.E., Gavrilov A.V., Leychenko A.I., Krylov V.V., Dmitriev A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.therjn.com/jour/article/view/661

Данное исследование посвящено изучению точности отечественной оптической навигационной системы «Нейроплан». С целью оценки комплексной погрешности системы была разработана пластиковая модель черепа с установленными в нее 8 рентгеноконтрастными точками-мишенями. В исследовании участвовали 12 врачей-нейрохирургов с различным уровнем профессиональной подготовки. Дизайн исследования предусматривал выполнение каждым врачом регистрации в системе «Нейроплан» при различных положениях модели с последующим попаданием в точки-мишени. Для выбора оптимального способа регистрации при различных положениях пациента на операционном столе использовались варианты регистрации по анатомическим ориентирам (от 3 до 7) и по поверхности. Анализ полученных результатов показал высокую точность оптической навигационной системы «Нейроплан»: при положении модели черепа на боку ошибка попадания в мишени в среднем составила 1,57 [1,11; 2,13] мм, а при положении лицевой стороной вниз – 1,69 [1,26; 2,19] мм, что сопоставимо с заявленной точностью зарубежных аналогов. При повторном проведении эксперимента было показано, что система обладает высокой ретестовой надежностью.

This study is devoted to the accuracy of the optic navigation system “Neuroplan”. To assess the complex error of the system, a plastic model of the skull with 8 radiocontrast target points was developed. Twelve neurosurgeons with different levels of training participated in the study. The design of the study provided for each doctor performance of registration in the “Neuroplan” system at various positions of the model with subsequent hit at the target points. To select the optimal method of registration for different patient positions on the operating table, the registration table for anatomical landmarks (from 3 to 7) and on the surface was used. The analysis of the obtained results showed a high accuracy of the optic navigation system “Neuroplan”: in the side position of the scull model the target error averaged 1.57 [1.11; 2.13] mm, in the face down position – 1.69 [1.26; 2.19] mm, which is comparable with the declared accuracy of foreign analogues. When the experiment was repeated, it was shown that the system has high retest reliability.

оптическая навигационная системакомпьютерная навигациянейрохирургияoptic navigation systemcomputer navigationneurosurgeryReferencesКрылов В.В., Шаклунов А.А., Булычева Е.Г. Различные типы ориентиров и определение их оптимального расположения при безрамной навигации. Нейрохирургия 2009;(2):13–22.Krylov V.V., Shaklunov A.A., Bulycheva E.R. Different types of landmarks and determining their optimal location for frameless navigation. Neyrokhirurgiya = Russian Journal of Neurosurgery 2009;(2):13–22. (In Russ.).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.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.Shamir R.R., Joskowicz L., Spektor S., Shoshan Y. Target and trajectory clinical application accuracy in neuronavigation. Neurosurgery 2011;68(l Suppl Operative): 95–101. DOI: 10.1227/NEU.0b013e31820828d9. PMID: 21206305.Shamir R.R., Joskowicz L., Spektor S., Shoshan Y. Target and trajectory clinical application accuracy in neuronavigation. Neurosurgery 2011;68(l Suppl Operative): 95–101. DOI: 10.1227/NEU.0b013e31820828d9. PMID: 21206305.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.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.Willems P.W., Berkelbach van der Sprenkel J.W., Tulleken C.A.F. Comparison of adhesive markers, anatomical landmarks, and surface matching in patient-to-image registration for frameless stereotaxy. Biomonit Endosc Tech 2001;4158 (Proceedings of SPIE): 156–63.Willems P.W., Berkelbach van der Sprenkel J.W., Tulleken C.A.F. Comparison of adhesive markers, anatomical landmarks, and surface matching in patient-to-image registration for frameless stereotaxy. Biomonit Endosc Tech 2001;4158 (Proceedings of SPIE): 156–63.Schicho K., Figl M., Seemann R. et al. Comparison of laser surface scanning and fiducial marker-based registration in frameless stereotaxy. Technical note. J Neurosurg 2007;106(4):704–9. DOI: 10.3171/jns.2007.106.4.704. PMID: 17432726.Schicho K., Figl M., Seemann R. et al. Comparison of laser surface scanning and fiducial marker-based registration in frameless stereotaxy. Technical note. J Neurosurg 2007;106(4):704–9. DOI: 10.3171/jns.2007.106.4.704. PMID: 17432726.Salma A., Makiese O., Sammet S., Amiratti M. Effect of registration mode on neuronavigation precision: an exploration of the role of random error. Comput Aided Surg 2012;17(4):172–8. DOI: 10.3109/10929088.2012.691992. PMID: 22681460.Salma A., Makiese O., Sammet S., Amiratti M. Effect of registration mode on neuronavigation precision: an exploration of the role of random error. Comput Aided Surg 2012;17(4):172–8. DOI: 10.3109/10929088.2012.691992. PMID: 22681460.Smith T.R., Mithal D.S., Stadler J.A. et al. Impact of fiducial arrangement and registration sequence on target accuracy using a phantom frameless stereotactic navigation model. J Clin Neurosci 2014;21(11):1976–80. DOI: 10.1016/j.jocn.2014.04.006. PMID: 24957630.Smith T.R., Mithal D.S., Stadler J.A. et al. Impact of fiducial arrangement and registration sequence on target accuracy using a phantom frameless stereotactic navigation model. J Clin Neurosci 2014;21(11):1976–80. DOI: 10.1016/j.jocn.2014.04.006. PMID: 24957630.Hu X., Lieberman I.H. What is the learning curve for robotic-assisted pedicle screw placement in spine surgery? Clin Orthop Relat Res 2014;472(6):1839– 44. DOI: 10.1007/s11999-013-3291-1. PMID: 24048889.Hu X., Lieberman I.H. What is the learning curve for robotic-assisted pedicle screw placement in spine surgery? Clin Orthop Relat Res 2014;472(6):1839– 44. DOI: 10.1007/s11999-013-3291-1. PMID: 24048889.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.