Автореферат диссертации по медицине на тему Компьютерная томография в диагностике послеоперационного спаечного процесса в средостении
На правах рукописи
ЗОЛОТАЙКИНА ОЛЬГА СЕРГЕЕВНА
КОМПЬЮТЕРНАЯ ТОМОГРАФИЯ В ДИАГНОСТИКЕ ПОСЛЕОПЕРАЦИОННОГО СПАЕЧНОГО ПРОЦЕССА В СРЕДОСТЕНИИ
14.01.13 - Лучевая диагностика, лучевая терапия
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
! ;
Обнинск - 2013
005537947
005537947
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении "Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева" Российской академии медицинских наук.
Научный руководитель - доктор медицинских наук, профессор
Макаренко Владимир Николаевич.
Официальные оппоненты:
- Троян Владимир Николаевич, доктор медицинских наук, начальник рентгенологического центра ФГУ "Главный военный клинический госпиталь имени академика Н.Н.Бурденко" Министерства обороны РФ;
Силантьева Наталья Константиновна, доктор медицинских наук, заведующая отделением компьютерной томографии ФГБУ "Медицинский радиологический научный центр" Министерства здравоохранения РФ.
Ведущая организация - ФГБУ «Российский онкологический научный
центр имени Н.Н.Блохина» РАМН.
Защита состоится 24 декабря 2013 года в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 208.132.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении «Медицинский радиологический научный центр» Министерства здравоохранения Российской Федерации по адресу: 249036 г. Обнинск Калужской области, ул. Королева, 4.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «Медицинский радиологический научный центр» Минздрава России.
Автореферат разослан « (7і> »_//_2013 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
ПАЛЫГА Геннадий Федорович
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.
Актуальность проблемы.
Спаечная болезнь - одна из актуальных проблем клинической медицины. Частота возникновения спаечного процесса в средостении и области перикарда, как результат воспалительных изменений после оперативных вмешательств на сердце, развивается у 1,9-85% пациентов (Шевченко Ю.Л., 1999). Спаечный процесс в средостении после первичных кардиохирургических операций изменяет топографию органов, зачастую сердце и магистральные сосуды интимно прилежат к грудине и ребрам, стенка предсердий истончается, что значительно затрудняет мобилизацию необходимых структур при рестернотомии. Послеоперационные спайки повышают риск ятрогенного повреждения сердечных структур при реоперациях (Athanasiou T. et al., 2002; Lopes J.B. et al., 2009). Особенно актуальным становится выявление спаечного процесса и оценка топографии средостения у пациентов с остеомиелитом, медиастинитом, перикардитом и инфекционным эндокардитом в анамнезе, а также у пациентов без наложения швов на перикард при первичной операции. Общая доля осложнений, возникающих при повторных операциях во время выполнения стернотомии и кардиолиза, составляет 60% (Морчадзе Б.Д., 2008; Follis F. M., 1999; Eric E. Roselli et al., 2008). Так как ни один из существующих способов профилактики не позволяет полностью предотвратить образование послеоперационных спаек, мы предприняли попытку установить эффективность таких методов лучевой диагностики как мультиспирапьная компьютерная томография (МСКТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ) при планировании повторных операций на сердце.
Четких стандартов диагностики у таких пациентов не существует. Рентгенография, эхокардиография и ангиография, которые применяются в рутинном режиме у пациентов кардиохирургического профиля на предоперационном этапе, не дают исчерпывающей информации в этом вопросе, так как позволяют оценивать спаечный процесс средостения только по косвенным признакам. В зарубежной литературе встречаются сообщения об использовании метода МСКТ для планирования рестернотомий (Shrivastava V. et al., 2007; Kamdar A.R. et al., 2008; Verhaert D. et al.,2010), но четкого КТ-протокола описания послеоперационного спаечного процесса средостения, также как наличия КТ-классификации степени выраженности послеоперационного спаечного процесса средостения для прогнозирования хирургического риска повторных операций, нами найдено не было. Нами также не были найдены упоминания о возможностях метода МРТ в оценке этой патологии.
Исходя из этого, становится важным определение КТ-критериев наличия спаек в средостении, разработки КТ-классификации послеоперационного спаечного
процесса, адаптированной к области средостения, для возможности прогнозирования ятрогенных повреждений при проведении повторных операций на сердце и коррекции хирургической тактики. Это позволит разработать практические рекомендации для рационального использования всего потенциала этих высокотехнологичных методов, что улучшит качество предоперационной диагностики пациентов с наличием спаек средостения при подготовке их к повторной стернотомии.
Цель исследования. Оценить возможности методов МСКТ и МРТ в диагностике послеоперационного спаечного процесса в средостении, определить КТ- критерии его наличия, разработать КТ- протокол описания и КТ- классификацию степени выраженности послеоперационного спаечного процесса средостения для прогнозирования хирургического риска при повторных операциях и коррекции хирургической тактики.
Основные задачи исследования:
1. Оценить возможности методов МСКТ и МРТ, их преимущества и недостатки в оценке послеоперационного спаечного процесса.
2. Определить КТ-критерии спаечного процесса и сформулировать КТ-классификацию степени выраженности послеоперационных спаек средостения для прогнозирования хирургического риска при реоперациях и коррекции хирургической тактики.
3. Разработать КТ-протокол описания спаечного процесса в средостении.
4. Оценить необходимость применения компьютерной томографии на этапе предоперационной подготовки больных к повторным кардиохирургическим операциям.
Научная новизна работы:
1. Впервые в нашей стране разработан КТ-протокол описания послеоперационного спаечного процесса области средостения.
2. Впервые в нашей стране определены КТ-критерии ретростернального и интраперикардиального спаечного процесса и разработана КТ-классификация степени выраженности послеоперационного спаечного процесса средостения для прогнозирования хирургического риска повторных кардиохирургических операций и коррекции хирургической тактики.
3. На основании полученных данных выработаны рекомендации, направленные на улучшение предоперационной диагностики у пациентов, планирующихся на повторное кардиохирургическое вмешательство и снижение количества осложнений Операционного и послеоперационного периодов.
Практическая значимость диссертации.
Применение методов МСКТ и МРТ при подготовке пациентов к повторным кардиохирургическим вмешательствам значительно облегчает кардиохирургам проведение этих операций, а также позволяет:
1. прогнозировать возникновение ятрогенных повреждений структур сердца и избегать их путем коррекции хирургического доступа;
2. рационально и своевременно применять профилактические хирургические пособия;
3. достоверно снижать уровень осложнений операционного и послеоперационного периодов, путем модификации хирургических подходов по результатам исследования МСКТ и МРТ.
Положения, выносимые на защиту.
1. Компьютерная томография является высоко информативным методом в определении как ретростернального, так и интраперикардиального спаечного процесса в средостении и позволяет оценивать спаечный процесс не только по косвенным признакам, но и при непосредственной визуализации спаечных тяжей.
2. КТ-классификация степени выраженности послеоперационного спаечного процесса средостения помогает хирургам в прогнозировании ятрогенных осложнений на этапе рестернотомии и кардиолиза и предотвращении их путем коррекции хирургического доступа и своевременного применения профилактических пособий.
3. На основании полученных данных выработаны рекомендации, направленные на улучшение предоперационной диагностики у пациентов, планирующихся на повторное кардиохирургическое вмешательство и снижение количества осложнений операционного и послеоперационного периодов.
Внедрение результатов в практику.
Полученные результаты исследования позволили внедрить разработанный нами КТ-протокол описания послеоперационного процесса в средостении и КТ-классификацию степени выраженности послеоперационного спаечного процесса средостения в повседневную практику отделения компьютерной и магнитно-резонансной томографии ФГБУ «НЦССХ им. А.Н.Бакулева» РАМН.
Апробация диссертации.
Результаты работы доложены на Восемнадцатом Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов /Москва, 2012/, а также на Семнадцатой ежегодной сессии НЦ ССХ им.А. Н. Бакулева с Всероссийской конференцией молодых ученых /Москва, 2013/.
Апробация диссертации состоялась на объединенной научной конференции НЦ ССХ им. А. Н.Бакулева РАМН 05 июня 2013 года.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе 3 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки РФ.
Структура и объем диссертации.
Диссертация изложена на 103 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, включающих обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты исследования и их обсуждение, заключения, выводов и практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 30 рисунками и 13 таблицами, 1 схемой и 1 диаграммой. Библиография включает 40 отечественных и 82 зарубежные работы.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.
Материалы и методы. В исследование включены 109 пациентов, госпитализированных в НЦ ССХ им. А.Н.Бакулева в период с февраля 2009 по март 2012 года для проведения повторного кардиохирургического вмешательства. Из них 60 пациентов (основная группа) были обследованы в отделении Компьютерной и магнитно-резонансной томографии в ходе плановой предоперационной подготовки, и 49 человек (контрольная группа) были повторно прооперированы без проведения МСКТ и/или МРТ перед операцией. Контрольная группа была отобрана для сравнения количества осложнений и летальности у пациентов с включением методов МСКТ и МРТ в алгоритм предоперационного обследования и у пациентов без предоперационного применения этих методик. Основными критериями отбора пациентов в группы было планирование пациента на повторную кардиохирургическую операцию и хирургический доступ при первичной операции - срединная стернотомия. Достоверных отличий пациентов по основной и сопутствующей патологии выявлено не было. У всех пациентов имело место подозрение на спаечный процесс в средостении, а также необходимо было уточнить степень его выраженности, локализацию и оценить топографию средостения, особенно у пациентов с наличием воспалительных изменений в средостении после первичной операции, а также наличия 2 и более операций в анамнезе.
Характеристика патентов основной группы.
Основная группа включала в себя 60 больных, из них мужского пола - 32 человека (53,3%) и женского пола - 28 человек (46,7%). Минимальный возраст пациентов составлял 3 года, максимальный - 77 лет. Основная группа была также разделена на пациентов, которым предоперационно было проведено: 1) МСКТ с внутривенным болюсным введением контрастного вещества (16 больных); 2) МСКТ без внутривенного болюсного введения контрастного вещества (38 больных); 3) пациенты с проведением МРТ (6 больных). Для сравнения изображений МСКТ и МРТ 11 больным были проведены оба исследования.
Характеристика паииентов контрольной группы.
Основная группа включала в себя 49 больных, из которых 24 (49%) -мужчины и 25 (51%) - женщины. Никому из пациентов группы сравнения компьютерная томография перед повторным оперативным вмешательством проведена не была. Основная патология у больных в двух группах и виды повторных оперативных кардиохирургических вмешательств, представлены в таблице 1 и 2.
Таблица 1. Основная патология пациентов в двух группах.
Патология Частота встречаемости
Основная группа (п=60) Контрольная группа (п =49)
Приобретенные пороки сердца 26 (43,3%) 19 (38,8%)
Врожденные пороки сердца 24(40%) 21(42,9%)
Ишемическая болезнь сердца 7(11,7%) 6(12,2%)
Кардиомиопатии 3 (5%) 3 (6,1%)
Таблица 2. Основные виды повторных оперативных вмешательств в двух группах.
Операция Частота встречаемости
Группа с КТ (п=60) Группа без КТ (п=49)
Операции на клапанах 32 (53,3%) 19 (38,8%)
Коронарное шунтирование 7 (11,7%) 6 (12,2%)
Операция при врожденных пороках сердца 14 (23,3%) 18 (36,7%)
Пластика кондуитов и стент-графтов 4 (6,7%) 6 (12,2%)
Отмена операции 3 (5%)
МСКТ выполняли на 128-срезовом спиральном компьютерном томографе «SOMATOM Definition AS+» фирмы «Siemens». Для проведения контрастного исследования использовался препарат 0мнипак-350, который вводился через кубитальную вену с помощью автоматического инъектора Ohio tandem (Ulrich medical) со скоростью 6 мл/с. Постпроцессорная обработка проводилась с помощью программы eFilm Workstation 3.0 компании Merge Healthcare, а также на рабочих станциях Leonardo фирмы Siemens и Ziostation Softwere Version 2.0.0 фирмы Ziosoft с построением трехмерных и мультипланарных реконструкций в сагиттальной плоскости. Исследования МРТ выполняли на магнитно-резонансном томографе «Avanto» 1.5 Т фирмы Siemens. Постпроцессорная обработка была выполнена на рабочей станции с использованием кадиопакета «Argus».
Для изображений МСКТ и МРТ мы использовали разработанный в нашем отделении КТ-протокол описания по трем линиям с указанием уровня грудины. Оценка послеоперационного спаечного процесса проводилась: 1) по срединной линии (мультипланарная реконструкция в сагиттальной плоскости строилась по линии, проходящей от центра грудины до остистых отростков позвонков) (рис.1); 2) по правым реберно-ключичным сочленениям (мультипланарная реконструкция в сагиттальной плоскости строилась по линии, проходящей от правых реберно-ключичных сочленений до правых реберно-позвоночных сочленений) (рис.2); 3) по левым реберно-ключичным сочленениям (мультипланарная реконструкция в сагиттальной плоскости строилась по линии, проходящей от левых реберно-ключичных сочленений до левых реберно-поз-воночных сочленений) (рис.3). От яремной вырезки в краниокаудальном направлении измерялось расстояние до прилежащего перикарда, а затем протяженность самого прилежащего перикарда. В протоколе указывалось прилежание перикарда по трем линиям, а также уровни грудины, на которых перикард прилежит. Аналогично оценивалось прилежание структур средостения к грудине и ребрам.
Рис.1. МСКТ, аксиальная и сагиттальная плоскости. Показано прилежание перикарда по срединной линии (на 116 мм каудально от яремной вырезки на протяжении 47 мм на уровне нижней трети грудины и мечевидного отростка).
Рис. 2. МСКТ, аксиальная и сагиттальная плоскости. Показана линия по правым реберно-ключичным сочленениям. Прилежания перикарда к грудине и ребрам нет.
Рис.3. МСКТ, аксиальная и сагиттальная плоскости. Показано прилежание перикарда по левым реберно-ключичным сочленениям (на 112 мм каудально от яремной вырезки на протяжении 64 мм на уровне нижней трети грудины и мечевидного отростка).
Внутривенное болюсное введение контрастного вещества проводилось у больных, которым необходимо было уточнить анатомию шунтов, стент-графтов, их отношение к грудине и ребрам и степень вовлечения в спаечный процесс, дополнительно оценивалась экстравазация контраста.
Оценка послеоперационного спаечного процесса средостения методом МРТ проводилась в рамках исследования сердца с добавлением дополнительных серий сканирования по трем линиям в сагиттальной плоскости: по срединной, по правым реберно-ключичным сочленениям и по левым реберно-ключичным сочленениям. Протокол описания был одинаковым для обоих исследований.
Статистическая обработка. Статистическая обработка полученных результатов была произведена на персональном компьютере в программе SPSS for Windows версия 17. Летальность и осложнения, а также сравнение категориальных переменных между группами определялись с помощью
соответствующей проверки гипотез с использованием таблиц 2x2 и вычислением критерия хи-квадрат (с поправкой Йэйтса). Непрерывные переменные сравнивались с использованием Стьюдент-теста. Статистическая значимость указана при р<0,05 (95%-й уровень значимости).
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
Нами были выделены КТ-критерии послеоперационного спаечного процесса в средостении:
У косвенные признаки ретростернального спаечного процесса:
- плотное прилежание перикарда к грудине
- неровность его контура по правым отделам сердца
- утолщение перикарда больше 2 мм
- деформация перикарда
-изменение топографии средостения за счет подтягивания структур средостения к грудине или ребрам;
> косвенные признаки интраперикаудиального спаечного процесса
- нечеткая и/или фрагментарная дифференциация перикарда от эпикарда
- неровность и деформация контуров перикарда.
Для удобства дифференцировки спаечных тяжей мы ввели понятия: «нежные» спаечные тяжи - плотность их составляет <40 HU, способ кардиолиза при повторных операциях - тупой,
«плотные» спаечные. тяжи- плотность их составляет >40 HU, способ кардиолиза при повторных операциях тупой и острый.
Показатели измерения плотности спаечных тяжей мы считали достоверными при их протяженности от 5 мм и более и толщиной от 1 мм, при ретростернальных спайках измерение плотности проводилось со стороны средостения, а не со стороны грудины и ребер, для исключения суммационного эффекта от костных структур.
Взяв за основу хирургическую классификацию послеоперационных спаек, предложенную J.B. Lopes (2009), и сопоставив их с разработанными нами КТ-критериями послеоперационного спаечного процесса области средостения, мы разработали KT- классификацию степени выраженности послеоперационных спаек средостения для прогнозирования хирургического риска ятрогенного повреждения структур сердца при повторных операциях.
1) спайки отсутствуют. На томограммах отсутствуют как косвенные признаки, так и непосредственно спаечные тяжи. Расстояние между грудиной и стенками магистральных сосудов и камер сердца больше 10 мм. Риск повреждения структур сердца низкий. Наличие аневризматического расширения сосудов и расширение или гипертрофия камер сердца, даже при отсутствии спаек, повышает риск повторной операции до 2 степени.
2) спайки слабо выражены (рис.4). На томограммах визуализируются единичные «нежные» спаечные тяжи, плотность их составляет < 40 Ни. Расстояние от грудины до стенок магистральных сосудов и камер сердца больше 5 мм, но меньше 10 мм. При кардиолизе - тупой способ разделения спаек. Профилактические пособия могут быть применены на усмотрение хирурга, риск ятрогенного повреждения структур средостения-средний.
Рис.4. МСКТ, аксиальная проекция, с толщиной среза 3 мм, без контрастного усиления. Единичная ретростернальная спайка (показана стрелкой), расстояние от грудины до миокарда правого желудочка по срединной линии больше 5 мм, но меньше 10 мм. Риск ятрогенного повреждения при повторной кардиохирургической операции-средний.
3) умеренные спайки (рис.5). На томограммах определяются единичные «плотные» спайки (плотность > 40 Ни), расстояние от грудины до стенок магистральных сосудов и камер сердца меньше 5 мм. При кардиолизе - тупой и острый способ разделения спаечных тяжей. Профилактические пособия должны быть применены, риск ятрогенного повреждения структур средостения высокий.
4) выраженные спайки. На томограммах определяются «плотные» спайки с показателями плотности >40 Ни с тенденцией к слиянию, расстояние от грудины до магистральных сосудов и камер сердца меньше 5 мм. При кардиолизе обширное разделение спаек острым способом. Профилактические
пособия должны быть применены, риск ятрогенного повреждения магистральных сосудов и камер сердца высокий. Польза от операции должна превышать хирургический риск.
Рис.5. МСКТ с контрастным усилением: а) аксиальное изображение с толщиной среза 3 мм, мягкотканевой фильтр, «плотные» спаечные тяжи в проекции левой коронарной артерии (показаны стрелкой), плотность спаек 81 Н11; б) мультипланарная реконструкция в сагиттальной плоскости: 1 - левая коронарная артерия, 2 - аорта, 3 - левый желудочек. «Плотные» спаечные тяжи в проекции левой коронарной артерии (показаны стрелкой), плотность спаек 61
ни.
При МСКТ плотные ретростернальные спайки были визуализированы как на томограммах с контрастным усилением (КУ), так и на томограммах без КУ на аксиальных изображениях и мультипланарных реконструкциях в сагиттальной плоскости. Интраперикардиальные спайки в клетчатке средостения были визуализированы только на томограммах с контрастным усилением, без КУ четко дифференцировать спаечные тяжи от сосудов средостения было сложно. В некоторых случаях на аксиальных изображениях без КУ мы визуализировали интраперикардиальные спайки между эпикардом и перикардом. В нашем исследовании высокий риск ятрогенного повреждения чаще всего был выявлен у правого желудочка, хотя у пациентов основной группы при своевременной коррекции хирургической тактики по результатам предоперационной КТ интраоперационно эта структура не была повреждена ни разу. На втором и третьем месте по частоте ятрогенного повреждения стояли правая брахиоцефальная вена и коронарные артерии.
По данным литературы к факторам высокого риска интраоперационного ятрогенного повреждения структур сердца относят количество операций, причем каждая последующая повышает риск, а также увеличение камер сердца и расширение магистральных сосудов (аневризмы) (РоШб Р.М ,1999).
Отмены оперативного вмешательства из-за высокого риска интраоперационных осложнений в нашем исследовании были только у пациентов с предоперационным проведением компьютерной томографии.
На изображениях МРТ можно было непосредственно визуализировать ретростернальные спаечные тяжи в большинстве случаев (рис.6 а), в остальных случаях наличие спаечного процесса можно было предположить по косвенным признакам (рис.6 б). В 18% случаев интерпретацию изображений затрудняли артефакты от послеоперационных включений после предыдущих операций.
Рис.6. МРТ, аксиальные проекции, в последовательности спин-эхо, толщина среза 6 мм: а) ретростернальные спаечные тяжи в проекции правого желудочка (показаны стрелкой); б) косвенные признаки ретростернапьного спаечного процесса: неровность контура перикарда по правому желудочку, деформация и подтягивание перикарда к грудине (показано стрелками).
Интраперикардиальные спаечные тяжи на изображениях МРТ мы визуализировали только между перикардом и эпикардом. Магнитно-резонансную томографию в нашем исследовании проводили больным, которым для планирования повторного оперативного вмешательства необходимо было оценить функциональные и динамические параметры сердца, наличие жизнеспособного миокарда и у которых не было противопоказаний к проведению этого исследования, а именно металла с ферромагнитными свойствами в теле. Этот метод довольно чувствителен к любым послеоперационным включениям в зоне исследования, поэтому появление артефактов в зоне интереса затрудняет, а иногда делает невозможным интерпретацию полученных изображений. Информация, получаемая методами МСКТ и МРТ при оценке послеоперационных спаек средостения похожа, но у каждого метода имеются достоинства и недостатки при оценке этой патологии.
Нами были определены достоинства и недостатки методов МСКТ и МРТ в диагностике послеоперационного спаечного процесса в средостении. Достоинства метода МСКТ:
• быстрота исследования
• меньшая чувствительность к послеоперационным включениям (рис.7а)
• возможность оценки как интраперикардиальных, так и ретростернальных спаек любой локализации
• возможность измерения показателей плотности спаек
• при наличии контрастной серии возможность построения трехмерных изображений
• возможность оценки сопутствующей патологии легких. Недостатков метода МСКТ в диагностике спаечного процесса в средостении мы не нашли.
Рис.7, а) МСКТ, аксиальная проекция, толщина среза 3 мм, металлическая проволока в проекции грудины (показана стрелкой). Артефактов нет. б) МРТ, акисальная проекция, толщина среза 6 мм. Круговой артефакт от послеоперационных включений (показан стрелкой). Достоинства метода МРТ:
• отсутствие лучевой нагрузки
• возможность оценки ретростернального и интраперикардиального (между эпикардом и перикардом) спаечного процесса
Недостатки метода МРТ:
• длительность исследования
• чувствительность к послеоперационным включениям (рис. 76)
• большое количество противопоказаний и ограничений у больных с кардиохирургическими вмешательствами в анамнезе (наличие электрокардиостимуляторов, металлических клапанов, стентов и т.д.)
Во втором этапе исследования мы оценили наличие осложнений и летальности у пациентов с использованием методов МСКТ и МРТ на этапе
предоперационной подготовки к повторным кардиохирургическим операциям и у пациентов без применения этих методов.
В группе с КТ интраоперационные осложнения и осложнения послеоперационного периода встречались достоверно реже (х2= 7,365; р=0,007), чем в группе без предоперационной КТ, так как уточнение послеоперационной топографии средостения и сопутствующей патологии легких на предоперационном этапе позволяло хирургам скорректировать хирургическую тактику и своевременно применить профилактические хирургические пособия, тем самым избежать осложнений. Отказ от оперативного вмешательства и изменение техники оперативного доступа в пользу несрединного разреза выявлены только в группе с КТ. Общая летальность в группе с КТ также была ниже, чем в контрольной группе, но этот показатель не являлся статистически значимым (р>0,05). По нашему мнению, это связано с тем, что ятрогенное повреждение структур средостения в большинстве случаев может не является непосредственной причиной смерти, а может быть лишь начальным звеном в цепочке осложнений. В целом, полученные данные согласуются с данными литературы (Damien J. et al., 2011) и показывают пользу предоперационной КТ для оптимального планирования и выполнения повторных операций. Таким образом, наше исследование было направлено на изучение возможностей таких высокотехнологичных методов как МСКТ и МРТ для возможности оценки послеоперационного спаечного процесса в средостении. По результатам этого исследования можно заключить, что оба метода могут быть использованы для диагностики спаечного процесса как ретростернального, так и интраперикардиапьного, но каждый метод призван решать определенные задачи и имеет определенные показания и противопоказания. При подозрении на послеоперационный спаечный процесс у больных, которым необходима оценка проходимости и топографии шунтов, стент-графтов и кондуитов, с дальнейшим построением трехмерных изображений необходимо проводить МСКТ с КУ. Больным с подозрением на послеоперационный спаечный процесс, которым перед повторной операцией необходима оценка функциональных и динамических параметров сердца, оценка морфометрии сердца необходимо проведение МРТ. Во всех остальных случаях больным с подозрением на послеоперационный спаечный процесс в средостении достаточно проведения нативной МСКТ. В целом, результаты МСКТ и МРТ показали эффективность предоперационного использования этих методов на этапе подготовки пациентов к повторным кардиохирургическим вмешательствам. В НЦССХ им. А.Н.Бакулева в 2009 году количество предоперационных исследований КТ для оценки спаечного процесса в средостении составляло около 68 исследований, к 2011 году количество этих исследований выросло в 2 раза. В 2012 году нами отмечена тенденция к дальнейшему росту числа исследований, и можно сказать, что предоперационная оценка спаечного процесса в средостении методом КТ
15
приобретает обязательный характер при подготовке пациентов к повторным кардиохирургическим вмешательствам. Оба эти метода позволяют оценивать наличие спаечного процесса в средостении не только по косвенным признакам, но и при непосредственной визуализации спаечных тяжей, определять их локализацию, плотность, степень прилежания структур средостения к грудине и ребрам, что позволяет хирургам корректировать хирургическую тактику и своевременно применять профилактические хирургические пособия.
ВЫВОДЫ.
1. Оптимальным методом для оценки спаечного процесса в средостении является метод мультиспиральной компьютерной томографии. Он позволяет оценивать послеоперационную топографию средостения, интраперикардиальные и ретростернапьные спайки, их плотность и отношение структур сердца к грудине и ребрам, а также менее подвержен влиянию послеоперационных включений, находящихся в проекции средостения, которые создают артефакты и затрудняют интерпретацию изображений. Метод МРТ также позволяет решать эти задачи, но в связи с большим количеством ограничений у послеоперационных пациентов, а также в связи с особенностями метода, не является ведущим для данного контингента больных.
2. Определение КТ-критериев послеоперационного спаечного процесса, выделение «плотных» и «нежных» спаек в отдельное звено позволило сформулировать КТ-классификацию степени выраженности послеоперационного спаечного процесса в средостении. Она позволяет кардиохирургам прогнозировать степень хирургического риска при планировании реопераций на сердце и дает возможность заранее корректировать хирургическую тактику и своевременно применять профилактические хирургические пособия.
3. Разработанный КТ-протокол описания спаечного процесса позволяет проводить это исследование в отработанном режиме, и облегчает кардиохирургам интерпретацию результатов нашего исследования.
4. Проведение компьютерной томографии грудной клетки в процессе предоперационной подготовки больного к повторной кардиохирургической операции и оценки как спаечного процесса в средостении, так и сопутствующей патологии легких позволяет кардиохирургам при необходимости скорректировать хирургическую тактику и тем самым снизить уровень операционных и послеоперационных осложнений (%2= 7,365; р=0,006).
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.
1. У пациентов с наличием в анамнезе перикардита, остеомиелита, инфекционного эндокардита после первичных кардиохирургических вмешательств и при планировании повторных рестернотомий необходимо включение метода компьютерной томографии в алгоритм предоперационной подготовки.
2. Выбор между МСКТ и МРТ у пациентов с подозрением на спаечный процесс в средостении необходимо проводить в зависимости от задач исследования и вида планирующейся операции, а также с учетом противопоказаний. Для уточнения топографии и проходимости шунтов, стент-графтов и кондуитов, а также необходимости построения трехмерных изображений должна быть проведена МСКТ с контрастным усилением. Если необходима оценка послеоперационного спаечного процесса наряду с определением функциональных и динамических параметров сердца, а также оценка морфометрии сердца, должна быть проведена МРТ. В остальных случаях при оценке спаечного процесса в средостении достаточно проведения нативного исследования МСКТ.
3. Метод МСКТ с контрастным усилением, по нашему мнению, дает исчерпывающую информацию о наличии послеоперацонного спаечного процесса в средостении, но в связи с высокой лучевой нагрузкой и необходимостью использования контрастного вещества должен применяться только с учетом показаний и противопоказаний.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.
1. Бокерия, Л.А. Возможности компьютерной томографии в диагностике послеоперационного спаечного процесса в средостении / Л.А. Бокерия, В.Н. Макаренко, О.С. Золотайкина //Анналы хирургии,2009. - №2.- С. 31-35.
2. Золотайкина, О.С. Лучевая диагностика спаечного процесса в средостении при кардиохирургических вмешательствах/ О.С.Золотайкина, В.Н.Макаренко// Бюллетень Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева РАМН «Сердечно-сосудистые заболевания», 2012.-Т. 13, № 6.- С.11-19.
3. Макаренко, В.Н. Предоперационная оценка спаечного процесса в средостении с помощью компьютерной томографии /В.Н. Макаренко, О.С. Золотайкина //Бюллетень Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева РАМН «Сердечно-сосудистые заболевания», Восемнадцатый Всероссийский съезд сердечно-сосудистых хирургов, 2012. - Т. 13. -№ 6. - С.240.
4. Золотайкина, О.С. Возможности мультиспиральной компьютерной томографии в предоперационной оценке спаечного процесса в средостении /О.С.Золотайкина //Бюллетень Научного центра сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева РАМН «Сердечно-сосудистые заболевания», Семнадцатая ежегодная сессия НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН с Всероссийской конференцией молодых ученых, 2013. - Т. 14. - №3. - С.86.
5. Золотайкина, О.С. Роль предоперационной мультиспиральной компьютерной томографии в планировании повторных операций на сердце/ О.С.Золотайкина, В.Н.Макаренко, Л.А.Бокерия //Анналы хирургии, 2013.- № 2.- С. 42-47.
Подписано в печать: 29.10.13 Тираж: 100 экз. Заказ № 1003 Отпечатано в типографии «Реглет» г. Москва, Ленинградский проспект д.74 (495)790-47-77 www.reglet.ru
Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Золотайкина, Ольга Сергеевна
ФГБУ
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК
НАУЧНЫЙ ЦЕНТР СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ХИРУРГИИ им. А.Н. БАКУЛЕВА"
На правах рукописи
04201 453486
ЗОЛОТАЙКИНА ОЛЬГА СЕРГЕЕВНА
КОМПЬЮТЕРНАЯ ТОМОГРАФИЯ В ДИАГНОСТИКЕ ПОСЛЕОПЕРАЦИОННОГО СПАЕЧНОГО ПРОЦЕССА
В СРЕДОСТЕНИИ
Диссертация
на соискание ученой степени кандидата медицинских наук 14.01.13- Лучевая диагностика, лучевая терапия
Научный руководитель доктор медицинских наук, профессор
Макаренко Владимир Николаевич.
Москва - 2013
ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ.................................4
ВВЕДЕНИЕ..................................................................................5
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ...................................................13
1.1 Факторы риска и осложнения, влияющие на образование спаечного процесса в средостении после первичных кардиохирургических вмешательств..............................................................................14
1.1.1 Наложение швов на перикард и перикардит..................................16
1.1.2 Медиастинит и послеоперационный остеомиелит грудины................17
1.1.3 Инфекционный эндокардит........................................................18
1.2 Классификации спаечного процесса...............................................19
1.3 Методы диагностики спаечного процесса в средостении (рентгенография, эхокардиография, ангиография).................................20
1.4 Мультиспиральная компьютерная томография.................................23
1.5 Магнитно-резонансная томография................................................27
1.6 Артефакты на изображениях КТ и МРТ у послеоперационных
больных.......................................................................................29
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ..............................................32
2.1 Клинический материал.................................................................32
2.1.1 Характеристика пациентов основной группы...................................33
2.1.2 Характеристика пациентов контрольной группы..............................35
2.2 Методы исследования.................................................................37
2.3 Статистическая обработка...........................................................42
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ.................................................................44
3.1 Диагностика послеоперационного спаечного процесса методом МСКТ..........................................................................................44
3.1.1 Оценка ретростернального спаечного процесса.............................44
3.1.2 Оценка интраперикардиального спаечного процесса.......................................................................................53
3.1.3 Оценка топографии шунтов........................................................58
3.1.4 Оценка сопутствующей патологии и артефакты от послеоперационных включений......................................................................................60
3.1.5 КТ-классификация степени выраженности послеоперационного спаечного
процесса средостения...................................................................................63
3.2 Диагностика послеоперационного спаечного процесса методом МРТ.............................................................................................70
3.3 Частота осложнений и летальности у больных в операционном и послеоперационном периодах с предоперационной КТ и без предоперационной
КТ................................................................................................77
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ......................................81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................88
ВЫВОДЫ.....................................................................................90
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ...............................................91
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.................................................................92
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
МСКТ- мультиспиральная компьютерная томография
КТ- компьютерная томография
МРТ-магнитно-резонансная томография
КВ- контрастное вещество
КУ-контрастное усиление
ПП-правое предсердие
ПЖ-правый желудочек
ВАО-восходящая аорта
Ни- томографическая единица плотности Хаунсфилда ОБА- общая бедренная артерия ОБВ-общая бедренная вена КТ-АГ- компьютерная ангиография ЭКГ-электрокардиограмма
ВВЕДЕНИЕ
Спаечная болезнь- одна из основных проблем клинической медицины, которая усложняет хирургам проведение повторных операций и приводит к росту числа осложнений интраоперационного и послеоперационного периодов. Несмотря на большое количество исследований, этиология и патогенез формирования спаек недостаточно изучены, а также не существует надёжных средств и методов профилактики спаечной болезни и ее лечения. По данным литературы, частота возникновения спаечного процесса в средостении и области перикарда, как результат воспалительных изменений после оперативных вмешательств на сердце, развивается у 1,9-85% больных [40]. Послеоперационные спайки, которые формируются после кардиохирургических процедур, повышают риск ятрогенного повреждения сердечных структур при повторных кардиохирургических оперативных вмешательствах [44,88,72,77].
Доля повторных операций в кардиохирургических клиниках, по данным разных авторов составляет от 6,7% от всех операций, в условиях искусственного кровообращения до 10-20% [1,88]. Несмотря на всю сложность и опасность срединной стернотомии, большинство хирургов считают этот доступ оптимальным при проведении как первичной, так и повторнй стернотомии. После первичной кардиохирургической операции в средостении в результате наличия спаечного процесса нарушается топография органов, зачастую сердце и магистральные сосуды интимно прилежат к грудине и ребрам, стенка предсердий истончается, что значительно затрудняет мобилизацию необходимых структур при рестернотомии.
Общая доля осложнений, возникающих при повторных операциях во
время выполнения стернотомии и кардиолиза, составляет 60% [63,64,66]. К
таким осложнениям относят: 1) ятрогенные повреждения сердца и
магистральных сосудов и, как следствие, массивное кровотечение; 2) ишемию
миокарда, не связанную с ранением коронарных артерий; 3) различные
5
нарушения ритма; 4) остановку сердца; 4) осложнения со стороны других органов и систем. Четких стандартов для обследования больных со спаечным процессом в средостении перед повторной кардиохирургической операцией не существует. Интерес кардиохирургов к этой проблеме делает актуальным предоперационную диагностику спаечного процесса области средостения.
Для оценки степени риска ятрогенного повреждения структур средостения, коррекции хирургического доступа и своевременного применения профилактических пособий на операционном столе необходимы не только максимально достоверная, безопасная визуализация зоны интереса, с точным описанием послеоперационной топографии средостения, но и возможность оценки степени выраженности спаечного процесса. Растущее число повторных операций и их хирургическая сложность являются проблемой для кардиохирурга, поэтому в настоящее время на первый план выступает инструментальное дооперационное обследование таких пациентов с целью определения хирургического риска и коррекции тактики проведения повторной операции до оперативного вмешательства.
В настоящее время методами выбора для сопутствующей диагностики этой патологии являются эхокардиография, ангиография и рентгенография грудной клетки. Информация о наличии спаечного процесса в средостении, получаемая с помощью этих методов, является субъективной и примерной. Это связано как с разрешающей способностью самих методов, так и с особенностью строения переднего и заднего средостения.
В последнее время для оценки спаечного процесса в средостении стали все больше применяться такие методы диагностики как мультиспиральная компьютерная томография и магнитно-резонансная томография. Эти методы несут особую диагностическую значимость, поскольку отличаются высокой информативностью, малоинвазивностыо, минимальной лучевой нагрузкой (при использовании метода МРТ лучевая нагрузка вообще отсутствует) и
широким спектром постпроцессорной обработки полученных результатов.
6
По данным мультиспиральной компьютерной томографии, уже при нагивном исследовании мы можем оценить топографию средостения, прилежание к грудине как самого перикарда, так и структур средостения, оценить сопутствующую патологию. При МСКТ с внутривенным болюсным введением контрастного вещества можно оценить проходимость шунтов, кондуитов и стент-графтов, степень вовлечения их в спаечный процесс, а также экстравазацию контраста. Еще одним методом диагностики можно назвать магнитно-резонансную томографию, которая также позволяет оценить топографию органов средостения, провести оценку состояния перикарда и миокарда, а также функциональных и динамических параметров сердца.
Необходимость определения возможностей мультиспиральной компьютерной томографии и магнитно-резонансной томографии в предоперационной оценке спаечного процесса в средостении диктуется возрастанием количества повторных операций на сердце в различные сроки после ранее выполненных кардиохирургических вмешательств.
Оценка информативности МСКТ и МРТ в диагностике спаечного процесса средостения позволит разработать практические рекомендации для рационального их использования в планировании повторных операций на сердце путем выбора оптимального хирургического доступа, рационального и своевременного применения профилактических хирургических пособий.
Цель исследования; оценить возможности методов МСКТ и МРТ в диагностике послеоперационного спаечного процесса в средостении, определить КТ- критерии его наличия, разработать КТ- протокол описания и КТ- классификацию степени выраженности послеоперационного спаечного процесса средостения для прогнозирования хирургического риска при повторных операциях на сердце и коррекции хирургической тактики.
Для достижения поставленной цели были сформулированы задачи исследования:
1 .Оценить возможности методов МСКТ и МРТ, их преимущества и недостатки в оценке послеоперационного спаечного процесса в средостении.
2. Определить КТ- критерии послеоперационного спаечного процесса области средостения и сформулировать КТ- классификацию степени выраженности послеоперационного спаечного процесса средостения, для прогнозирования хирургического риска при реоперациях и коррекции хирургической тактики.
3. Разработать КТ- протокол описания послеоперационного спаечного процесса области средостения.
4. Оценить необходимость применения компьютерной томографии на этапе предоперационной подготовки больных к повторным кардиохирургическим операциям.
В ходе исследования все поставленные задачи были решены. ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
1. Компьютерная томография является высокоинформативным методом в определении как ретростернального, так и интраперикардиального спаечного процесса в средостении и позволяет оценивать послеоперационный спаечный процесс средостения не только по косвенным признакам, но и при непосредственной визуализации спаечных тяжей.
2. КТ-классификация степени выраженности послеоперационного спаечного процесса средостения помогает хирургам в прогнозировании ятрогенных осложнений на этапе рестернотомии и кардиолиза и предотвращении их путем коррекции хирургического доступа и своевременного применения профилактических пособий.
3. На основании полученных данных выработаны рекомендации, направленные на улучшение предоперационной диагностики у пациентов,
НАУЧНАЯ НОВИЗНА:
В диссертационной работе детально изучены данные историй болезни 109 больных, планирующихся на повторную операцию на сердце. Из них 60 больным было проведено МСКТ или МРТ исследование перед повторной операцией и изучены структуры средостения, их послеоперационная топографическая анатомия. Проведена оценка как ретростернального так и интраперикардиального спаечного процесса. Был проанализирован уровень летальности и частота осложнений операционного и послеоперационного периодов у больных с включением в алгоритм предоперационной подготовки методов МСКТ и МРТ и без включения их в предоперационный алгоритм обследования.
Определены КТ-критерии наличия ретростернального и интраперикардиального послеоперационного спаечного процесса.
Разработаны практические рекомендации для улучшения предоперационной диагностики пациентов кардиохирургического профиля, планирующихся на повторные операции:
1. Впервые в нашей стране разработан КТ-протокол описания послеоперационного спаечного процесса области средостения.
2. Впервые в нашей стране определены КТ-критерии ретростернального и интраперикардиального спаечного процесса и разработана КТ-классификация степени выраженности послеоперационного спаечного процесса средостения для прогнозирования хирургического риска повторных кардиохирургических операций и коррекции хирургической тактики.
3. На основании полученных данных выработаны рекомендации, направленные на улучшение предоперационной диагностики у пациентов,
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Применение методов МСКТ и МРТ при подготовке пациентов к повторным кардиохирургическим вмешательствам значительно облегчает кардиохирургам проведение этих операций, а также позволяет:
1. прогнозировать возникновение ягрогенных повреждений структур сердца и избегать их путем коррекции хирургического доступа;
2. рационально и своевременно применять профилактические хирургические пособия;
3. достоверно снижать уровень осложнений операционного и послеоперационного периодов, путем модификации хирургических подходов по результатам исследования МСКТ и МРТ.
ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ В ПРАКТИКУ
Полученные результаты исследования внедрены в виде КТ- протокола описания, КТ- классификации послеоперационного спаечного процесса средостения в повседневную практику отделения компьютерной и магнитно-резонансной томографии ФГБУ «НЦССХ им. А.Н.Бакулева РАМН».
АПРОБАЦИЯ ДИССЕРТАЦИИ
Результаты работы доложены на Восемнадцатом Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов /Москва, 2012/, а также на Семнадцатой ежегодной сессии НЦ ССХ им.А. Н. Бакулева с Всероссийской конференцией молодых ученых /Москва, 2013/. Апробация диссертации состоялась на объединенной научной конференции НЦ ССХ им. А. Н.Бакулева РАМН 05 июня 2013 года.
ю
ПУБЛИКАЦИИ
По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе 3 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки РФ. Личный вклад соискателя в работах, опубликованных в соавторстве, заключается в сборе, статистической обработке и анализе материала исследования, участии в написании текста. Соавторами работ являются сотрудники ФГБУ "НЦ ССХ им. A.M. Бакулева" РАМН.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ
Диссертация изложена на 103 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, включающих обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты исследования и их обсуждения, заключения, выводов и практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 30 рисунками и 13 таблицами, 1 схемой и 1 диаграммой. Библиография включает 40 отечественных и 82 зарубежные работы.
Работа была выполнена на базе следующих лабораторий и отделений ФГБУ «НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева» РАМН:
1. Рентгенодиагностический отдел (Руководитель-доктор медицинских наук, профессор В.Н. Макаренко);
2. Отделение хирургического лечения интерактивной патологии (Руководитель-доктор медицинских наук, академик РАН и РАМН Л.А. Бокерия);
3. Отделение неотложной хирургии приобретенных пороков сердца (Руководитель-доктор медицинских наук, профессор P.M. Муратов);
4. Отделение реконструктивной хирургии приобретенных пороков сердца (Руководитель-доктор медицинских наук, профессор И.И. Скопин);
5. Отделение хирургии детей старшего возраста ВПС (Руководитель-д.м.н., академик РАМН В.П. Подзолков);
6. Лаборатория патологической анатомии с прозектурой (Руководитель-доктор медицинских наук, профессор P.A. Серов).
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю-профессору Владимиру Николаевичу Макаренко, академику РАН и РАМН Лео Антоновичу Бокерия, а также всем руководителям отделений, на базе которых выполнялась эта работа, и всем сотрудникам, принимавшим в ней участие.
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
В связи с увеличением количества повторных кардиохирургических операций, их сложностью и травматичностыо, интерес к проблеме спаечного процесса со стороны кардиохирургов возрастает с каждым годом. Механизм развития послеоперационного спаечного процесса многофакторный. Можно выделить несколько таких факторов: 1) механическая травма во время операции, 2) ишемия тканей, 3) повреждающее воздействие на ткани шовного материала, 4) активация послеоперационной инфекции, 4) кровотечение в области оперативного вмешательства и наличие сгустков крови, 5) длительность операции и так далее. Важную роль в образовании послеоперационных спаек играют также индивидуальные особенности организма, в том числе гиперреактивность его соединительной ткани и наследственность. Выпадение фибрина на поврежденных поверхностях и их склеивание происходит уже на 3 сутки после операции,