Автореферат и диссертация по медицине (14.00.27) на тему:Трёхмерное моделирование по результатам спиральной компьютерной томографии с болюсным контрастным усилением как основа выполнения виртуальных хирургических операций на органах брюшной полости изабрюшинного пространства

На правах рукописи

Р\'~ ОД 1 5 т;:?, ;/:.'7

Гузеева Елена Борисовна

Трёхмерное моделирование по результатам спиральной компьютерной томографии с болюсным контрастным усилением как основа выполнения виртуальных хирургических операций на органах брюшной полости и забрюшинного пространства.

14.00.27 - Хирургия

14.00.19 - Лучевая диагностика, лучевая терапия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Москва - 2002

Работа выполнена в Институте хирургии им. А.В. Вишневского РАМН

Научные консультанты:

Лауреат премий Правительства РФ и Ленинского комсомола, доктор медицинских наук, профессор Кармазановский Г.Г.

Заслуженный деятель науки РФ, Лауреат Государственных премий СССР и РСФСР, академик РАМН, профессор Федоров В.Д.

Официальные оппоненты:

Лауреат премии Правительства РСФСР, член-корреспондент РАМН, доктор медицинских наук, профессор А. А.Адамян

Доктор медицинских наук, профессор В.И.Овчинников

Доктор медицинских наук, профессор А Л.Юдин

Ведущая организация: Центральный военный клинический госпиталь им. А.А. Вишневского МО РФ

Защита диссертации состоится «_»_2002 г. в_часов

На заседагош~Диссертационного Совета Д.001.019.01 в Институте хирургии им. А.В.Вишневского РАМН по адресу: 115093, г. Москва, ул. Большая Серпуховская, д. 27.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института хирургии им. А.В.Вишневского РАМН

Автореферат разослан «_»_2002 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кандидат медицинских наук Шульгина Н.М.

Актуальность проблемы.

Диагностические методы, способные создавать детальные изображения (УЗИ, KT, MPT), получили наибольшее распространение в современной хирургии (Д.М. Люлинский, 1989; В.А.Вишневский, 1990; Ф.И. Тодуа с соавт., 1991; И.Х.Рабкин с соавт., 1992; Ф.И.Комаров, П.О.Вязицкий с соавт., 1993; Э.И.Гальперин с соавт., 1994; Р.И.Габуния, Е.К.Колесникова, 1995; Патютко Ю.И. с соавт., 1996, 1997; Г.Г.Кармазановский, М.Ю.Вилявин, Н.С.Никитаев, 1997; Г.Г.Кармазановский, В.Д.Федоров, 2000; Schreve R. et al., 1984; Taylor А. et al., 1994).

Во многих отношениях ведущим из этих методов является компьютерная томография (KT). Она позволяет получать изображение патологического очага, и изучать его топографо-анатомические соотношения с окружающими органами, представлять исследуемые объекты с высокой степенью пространственного и контрастного разрешения, количественно оценивать их параметры (размеры, плотность, объем и т.д.), фиксировать получаемое изображение для последующего анализа (Kalender W., 1989; Silverman P., 1995).

Болюсное контрастное усиление дает возможность визуализировать крупные сосуды, качественно и количественно оценивать степень кровенаполнения нужного участка исследуемого объекта, рассчитывая таким образом кровоток (Зубарев A.B., 1995; Китаев В.В., 1996; Г.Г.Кармазановский, М.Ю.Вилявин, Н.С.Никитаев, 1997; Г.Г.Кармазановский, В.Д.Федоров, 2000; Boutin R. et al., 1994; Bonaldi V. et al., Г995),

Сложность, а, следовательно, и опасность выполняемых хирургических операций требует значительно более полных знаний о патологических изменениях и максимально точных расчетов основных этапов хирургического вмешательства. Это чрезвычайно важно не только с точки зрения правильного выбора тактических решений, но и для обеспечения полноценной подготовки операции во всем ее многообразии (А.В.Чжао, 1999; В.В.Цвиркун, 2000).

Данные обстоятельства существенно повышают требования к диагностической информации. Мультипланарные реконструкции (MPR) изображения позволяют изучать зоны интереса во фронтальной, сагиттальной и других плоскостях на

основе заданной кривой, делая изображение более наглядным и привычным для клиницистов. Мультипланарные реконструкции, выполненные в различных плоскостях, помогают детализировать топографо-анатомические соотношения. Трёхмерное моделирование на основе спиральной КТ с болюсным контрастным усилением делает возможным создание объёмных изображений анатомических зон, в которых показаны соотношения патологического очага, сосудов и окружающих органов (Г.Г.Кармазановский, М.Ю.Вилявин, Н.С.Никитаев, 1997;

Г.Г.Кармазановский, В.Д.Федоров, 2000; Г.Г.Кармазановский, В.Д.Федоров, И.В.Щипулева, 2000).

Именно эти реконструкции позволяют клиницистам наглядно оценить получаемые при КТ изображения, увидеть нужные объекты в таких ракурсах, которые в реальных условиях, на операционном столе, недостижимы (например, сзади, "изнутри" и т.д.). Естественно, что при изучении таких данных возникла идея "виртуальной операции", когда на экране монитора, манипулируя изображениями, созданными на основе трехмерных реконструкций после обследования конкретного пациента, хирург рассчитывает желаемый или возможный вариант оперативного вмешательства (В.Д.Федоров, Г.Г.Кармазановский, В.В.Цвиркун с соавт., 2000). Таким образом, создается документированный план операции, а фиксируемыми данными "проигрываются" главные хирургические тактические решения, включая возможные осложнения. Именно совместные координированные усилия диагноста и хирурга позволяют рассчитывать на существенный прогресс в решении диагностических и хирургических задач при заболеваниях органов брюшной полости и забрюшинного пространства.

Цель исследования.

Оптимизация условий спиральной компьютерной томографии брюшной полости с болюсным контрастным усилением для трёхмерного моделирования как основы «виртуальной хирургии» при поражении органов брюшной полости и забрюшинного пространства.

Задачи исследования:

1. В зависимости от вида поражения органов брюшной полости и забрюшинного пространства предложить варианта КТ с контрастным усилением, при которых возможно получить информацию для виртуальной хирургии без потери диагностической значимости КТ исследования.

2. Провести анализ информативности спиральной компьютерной томографии при нативном сканировании, при различных протоколах контрастного усиления и трехмерных реконструкций в планировании хирургических вмешательств.

3. Выработать рациональную систему построения трехмерных реконструкций, необходимых для отображения патологических изменений анатомических структур брюшной полости и забрюшинного пространства.

4. Определить показания к проведению персонифицированной виртуальной операции при заболеваниях органов брюшной полости и забрюшинного пространства.

5. Разработать протокол КТ исследования у больных, нуждающихся в виртуальной операции, проводимой совместно хирургом и диагностом.

6. Разработать методологию проведения виртуальных операций на основе трехмерных реконструкций по данным спиральной компьютерной томографии с болюсным контрастным усилением.

Научная новизна.

Работа выполнена на стыке двух специальностей - лучевой диагностики и хирургии. Она отражает возможности проведения различных манипуляций на дооперационном этапе с имеющейся трехмерной моделью патологического образования, расположенного в брюшной полости или забрюшинном пространстве; выполнения на экране компьютера различных вариантов хирургических вмешательств; анализа всех «за» и «против» и выбора оптимального, наиболее безопасного, щадящего и, вместе с тем, максимально удобного доступа к патологическому образованию для радикального его удаления и прогнозирования возможных осложнений.

Индивидуальный подход к выбору способа хирургического вмешательства у конкретного больного является новым и перспективным направлением не только лучевой диагностики на основе объёмного моделирования зоны поражения, но и хирургии, сопряженной с сочетанными и комбинированными вмешательствами на различных органах брюшной полости и забрюшинного пространства.

Проведена оценка диагностической и "хирургической" значимости КТ исследований в нативную фазу, в фазу контрастного усиления и трехмерных реконструкций КТ изображений, которая позволила выработать алгоритм внутривенного болюсного контрастного усиления как для дифференциальной диагностики выявленных новообразований, так и для выполнения трехмерных реконструкций с последующим виртуальным вмешательством, в зависимости от вида патологических изменений в тех или иных органах брюшной полости и забрюшинного пространства.

Предложена рациональная схема проведения СКТ с болюсным контрастным усилением, позволяющая выделить экспертно значимые анатомические структуры для их объединения в трехмерные анатомические блоки и совместить поверхностную реконструкцию органов с проекциями максимальной интенсивности элементов сосудистой системы и патологического новообразования. Определена перспективность их применения в клинической практике.

Практическая значимость исследования.

Создан единый методологический подход для компьютерно-томографической диагностики заболеваний органов брюшной полости и забрюшинного пространства, включающий:

- рациональное планирование обследования больных с заболеваниями органов брюшной полости и забрюшинного пространства;

- трехмерное моделирование на основе спиральной КТ с контрастным усилением и проведение виртуальной хирургической операции.

Информация, полученная при современной спиральной КТ, может эффективно использоваться в хирургической практике для рационального планирования предполагаемого объема оперативного вмешательства.

Реализация результатов работы.

Результаты исследования внедрены в практику работы отделения лучевой диагностики и отдела абдоминальной хирургии Института -хирургии им. А.В. Вишневского РАМН.

Положения, выносимые на защиту.

1. КТ диагностика эффективна в распознавании локализации образований, их дифференциации, вплоть до предполагаемого морфогенеза; определении возможности и пути их удаления.

2. Как для дифференциальной диагностики, так и для трехмерного моделирования наиболее безопасным для контрастного усиления является использование при спиральной КТ современных неионных рентгеноконтрастных средств.

3. Контрастирование в фазу воротной вены при спиральной КТ позволяет не только провести дифференциальную диагностику новообразований органов брюшной полости и забрюшинного пространства, но и выполнить их качественные трехмерные реконструкции с одномоментным моделированием артерий и вен.

4. Мультипланарные и трехмерные реконструкции улучшают пространственное восприятие анатомических соотношений органов и патологических образований.

5. Трехмерные реконструкции являются оптимальным завершающим этапом спиральной КТ с болюсным контрастным усилением при виртуальном планировании органосохраняющих операций и позволяют снизить уровень хирургической агрессии.

Апробация работы.

Основные положения работы доложены на заседаниях Ученого Совета

Института хирургии им. А.В.Вишневского РАМН (1998, 1999), Хирургического

Общества Москвы и Московской области (1999), на различных симпозиумах и

съездах хирургов и радиологов, в том числе на Межведомственном Научном Совете

по Хирургии (М.Н.С.Х.), Пленуме научного совета 1999г. (Москва), на съезде

Российской ассоциации хирургов-гепатологов и Общества хирургов Германии

2000г. (Москва), на Европейском конгрессе радиологов в 2000 и 2001гг. (Вена), а

7

также на Российских и международных конференциях (Тбилиси, 1998; Ташкент, 2000; Москва, 2001).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 25 научных работ в центральных журналах, сборниках материалов конгрессов и конференций, в том числе главы в 3 монографиях.

Объём и структура исследования.

Диссертация изложена на 210 страницах, состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендация и указателя литературы. Работа содержит 20 таблиц, иллюстрирована 110 рисунками. В указателе литературы приведено 1$0 отечественных и 115 зарубежных источников.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В отделении лучевой диагностики Института хирургии им. A.B. Вишневского РАМН с ноября 1997 года по апрель 2001 года было выполнено 1992 спиральные компьютерные томографии с болюсным контрастным усилением пациентам с заболеваниями органов брюшной полости и забрюшинного пространства. В том числе с заболеваниями печени обследовано 283 пациента, с заболеваниями поджелудочной железы - 654 пациента, с опухолями почек - 79 пациентов. У 149 пациентов заболеваний не выявлено. Среди обследованных больных 173 пациента были обследованы в различные сроки после хирургических вмешательств на органах брюшной полости. Применялись различные варианты методики внутривенного болюсного контрастирования при спиральной KT органов брюшной полости и забрюшинного пространства. Определены характерные KT симптомы, выявленные при контрастном усилении изображения. Обоснована целесообразность применения и показано значение различных фаз контрастирования при KT исследовании для оценки распространенности патологических изменений органов брюшной полости и забрюшинного пространства.

Было выполнено 1716 трёхмерных реконструкций изображений анатомических структур (патологические изменения, органы, сосуды и т.п.), на

8

зснове которых создано 214 топографо-анатомических блоков, включавших в себя эт 2 до 15 элементов трёхмерных реконструкций. В основу работы положены 214 шинических наблюдений за больными (95 мужчин и 119 женщины, в возрасте от 15 и до 78 лет), которые проходили обследование в Институте хирургии им.

В.Вишневского РАМН с мая 1998 по апрель 2001 г. (табл.1). Из 214 пациентов эперировано 155 (72,4%). Из них по программе виртуальной хирургии эперировано 104 (67%). Среди обследованных пациентов верификация диагноза по чанным биопсии в 8 (5,9%) случаях, у 45 (24%) пациентов типичная КТ картина подтверждалась клиническими данными и данными УЗИ. КТ заключения у 9 ¡4,8%) амбулаторных пациентов не верифицированы.

Исследования выполнены на спиральном компьютерном томографе IOMOSCAN SR 7000 (Philips) в режиме шаговой и спиральной КТ. Исследования проводились по выработанной нами методике КТ исследования брюшной полости при стандартных условиях: 120 kV, в зависимости от конституции пациента 200250 mAs, матрица изображения 512x512.

Таблица I.

Объемное моделирование органов и патологических структур брюшной полости и забрюшинного пространства

Пораженные органы или области Число больных

Печень 36

Желчные пути 37

Поджелудочная железа 80

Селезенка 4

Неорганные забрюшинные опухоли 13

Надпочечники 4

Почки 35

Желудочно-кишечный тракт 5

Всего 214

После обязательного нативного сканирования проводилось внутривенное болюсное введение неионного рентгенконтрастного вещества. Использовали несколько вариантов контрастного усиления. Первый вариант заключался в однократном введении 100 мл рентгеноконтрастного препарата с последующим выполнением двух сканирований: через 20-25 сек (артериальная фаза) и 80 сек

(венозная фаза). Достоинством этого варианта является раздельная визуализация артерий и вен, что позволяет дифференцировать висцеральные сосуды, выявлять дифференциальные критерии контрастирования паренхиматозных органов и образований в каждую из фаз контрастного усиления: определять заинтересованность сосудов в патологическом процессе и состояние самих сосудов при их сдавлении, прорастании опухолью, наличии тромбов, выявлять патологические сосуды в образованиях и органах. Однако этот вариант имел свои недостатки:

- технические возможности используемого нами аппарата ограничивают количество ротаций рентгеновской трубки (не более 50) для одного исследования, что не позволяет изучать протяженную анатомическую область (например, печень) без некоторого перерыва между сканированиями;

- используемые временные параметры не позволяют получить достаточную визуализацию системы воротной вены, что затрудняет интерпретацию состояния сосудов и изменений в паренхиме печени на уровне её ворот;

- несмотря на то, что сканирование в артериальную и венозную фазы значительно повышало качество трехмерных реконструкций, делая возможным применение автоматических режимов реконструкции по максимальной плотности, используемая нами аппаратура не позволяла совмещать изображения из различных фаз сканирования.

Проблемы сканирования рротяженных областей можно разрешить при наличии достаточной оперативной памяти компьютера, то есть провести сканирование с большим шагом (например, 10 мм) с сохранением «сырых» данных, а затем восстановить изображения при меньшей толщине среза - это приводит к улучшению визуализации, а значит и повышает диагностические возможности КТ при небольших образованиях.

Основной вариант болюсного контрастного усиления заключался в однократном введении 100 мл неионного рентгеноконтрастного препарата с последующим сканированием через 40-45 сек (фаза воротной вены). В этот период времени пик контрастирования приходится на воротную вену, интенсивность контрастирования артериальных сосудов уменьшается, но она достаточна для их

10

визуальной оценки. Венозные стволы, за исключением почечных вен, еще не контрастируются. В нижней полой вене контрастирование просвета неоднородное, особенно в зоне впадения почечных вен, поэтому судить о состоянии НПВ по результатам сканирования в эту фазу нельзя. В то же время, паренхима печени, поджелудочной железы, селезенки контрастируется в достаточной степени, чтобы можно было выявить и оценить патологические изменения на её фоне. Обязательным условием данного варианта является сохранение «сырых» данных в процессе исследования. При этом повышение диагностической эффективности связано с последующей реконструкцией изображений из "сырых" данных с индексом реконструкции 3-5 мм.

Таким образом, спиральная КТ с контрастным усилением при использовании современных методик, позволяет:

- представлять изображение исследуемых объектов с самым высоким пространственным разрешением (четкостью);

- улучшать визуализацию объемных образований паренхиматозных органов и неорганных забрюшинных образований;

- оценивать особенности их контрастирования;

- количественно оценивать практически все параметры исследуемых образований (размеры, плотность, площадь, объем и т.д.);

- фиксировать получаемое изображение в неизмененном виде и в удобных для повторного визуального анализа формах (снимках);

- не только оценить взаимоотношения очаговых образований с сосудистыми структурами (артерии и вены) и близлежащими анатомическими образованиями, но и представить их расположение относительно любых анатомических структур в целом (МРЯ и ЗБ);

- выполнять построения трехмерного изображения интересующего объекта и использовать его в планировании и дооперационной оценке объема оперативного вмешательства.

Программа обследования должна быть составлена совместно лучевым диагностом и клиницистом. Результат проведенного обследования оформляется протоколом, в котором необходимо дать ответы на поставленные вопросы: имеется

11

ли патологическое образование, его анатомическое расположение, отметить связь с сосудами и окружающими органами и т.д.

При характеристике самого новообразования в протоколе обследования должны содержаться следующие данные:

- число опухолевых узлов (моно- или полинодулярность);

- размеры (в двух или трех плоскостях);

характер контуров (наличие капсулы);

- характер структуры (гомогенность);

плотность (количественно оцененная на различных участках в зонах интереса негомогенных образований);

- форма образования (моно- или полицикличность);

наличие видимых изменений взаимоотношений с окружающими анатомическими структурами и характер изменений этих структур (степень и характер контакта или разрушения, направление и степень дистопии).

Кроме характеристики самого образования должна содержаться информация об имеющихся патологических изменениях, не связанных с самим образованием.

ЗО-реконструкцйи выполняли на автономной рабочей станции Easy Vision (Philips), с использованием всего пакета программного обеспечения.

Работа по объёмному моделированию начинается с оценки блоков поперечных срезов. Изображения поперечных срезов, полученных в фазу контрастирования, поочередно оценивали на мониторе станции. Выбирали тот срез, на котором наиболее четко и детально выявлялась зона интереса: образование и сосуды, подходящие к нему. На этом базовом срезе выбирали диапазон плотности, в котором наиболее ярко видны структуры, подлежащие реконструкции и с помощью цветовой шкалы и фиксировали эти данные в памяти компьютера. После этого выполняли само объемное построение. Результатам автоматического

математического обсчета полученных данных является поверхностная или MIP реконструкция изображения сосуда, паренхиматозного органа или патологических изменений.

На качество построенных трехмерных изображений из данных, полученных в различные фазы контрастирования, влияют скорость введения контрастного

12

вещества, количество и время его накопления в структуре, подлежащей объемному моделированию. Объёмные изображения костей и легких лучше строить по данным нативиой фазы исследования, когда естественный градиент плотности позволяет выявить дефекты и новообразования в их структуре. Изменения в сосудах (аневризмы, тромбоз) лучше моделировать из данных, полученных в артериальную фазу, когда градиент плотности между стенкой сосуда и его просветом, заполненным контрастным препаратом, наиболее высокий. Патологические изменения в паренхиматозных органах (печени, селезенке, ПЖ и т.д.), а также в мягких тканях (мышцах) лучше реконструировать в ту фазу контрастного усиления, когда они максимально накапливают контрастное вещество, что, в свою очередь, зависит от природы образования (гемангиома, метастаз, опухоль). В тех случаях, когда образование вообще не накапливает контрастный препарат (киста), можно делать ЗБ реконструкцию из данных, полученных в любую фазу исследования. Для того, чтобы 30 изображения органов, сосудов и патологических образований отличались между собой, их окрашивали в разные цвета. В данном случае выбор цвета не коррелируется с яркостью серой шкалы как, например, при УЗИ, поэтому цвета можно подбирать произвольно. Мы использовали цвета органов и сосудов, традиционно используемые в анатомических атласах, что считаем более привычным для зрительного восприятия. Полученные объемные изображения можно совмещать между собой, создавая, таким образом, топографо-анатомические блоки. На основе таких блоков и была разработана методика виртуальной хирургии.

Необходимо подчеркнуть, что с этого момента и далее на протяжении всей работы, рентгенолог действовал совместно с хирургом. Именно это обстоятельство и является базовым в предлагаемой нами методологии.

Трехмерная реконструкция необходима далеко не во всех случаях. Только осмыслив полученные первоначальные данные, можно решить вопрос о необходимости построения ЗЭ изображения и последующего проведения виртуальной хирургии. Поэтому решение об объемных реконструкциях для виртуальной хирургии принимали совместно с клиницистом. Однако диагност может и сам выполнить трехмерную реконструкцию без совещания с хирургом, если с помощью неё надеется получить информацию, позволяющую не только более точно

13

представить характер патологического образования, но и помочь хирургу в выборе правильной лечебной тактики.

Показаниями к виртуальной хирургии на данном этапе ее развития являются.

1. Наличие патологических образований в паренхиматозных органах брюшной полости и забрюшинном пространстве;

2. Необходимость определения соотношения патологического образования с сосудами и окружающими структурами;

3. Получение объёмного и более наглядного изображения анатомической области перед хирургическим вмешательством;

4. Решение вопроса о возможности проведения оперативного вмешательства;

5. Решение вопроса об изменении тактики хирургического вмешательства (уменьшение объёма операции, органосберегающий вариант оперативного вмешательства).

Из этого не следует, что при образованиях других органов (почек, надпочечников, кишки и т.п.) невозможно проведение виртуальной хирургии. Мы имеем опыт виртуальных операций и на подобных органах. Виртуальная хирургия возможна и при наличии множественных образований (гемангиомы, кисты, многоузловые неорганные забрюшинные образования).

При виртуальных операциях мы преследовали цель максимального решения хирургических вопросов, т.е. выявить КТ признаки злокачественного или доброкачественного процесса и оценить возможность выполнения цри этом оперативного вмешательства. Тонкой, семиотической диагностики самого образования при этом не требуется, необходимо иметь лишь представление о характере образования (добро- или злокачественное) и соотношении его с сосудистой системой органа. Исходя из возможностей используемой аппаратуры, мы планировали такой оптимальный протокол исследования в режиме спиральной компьютерной томографии, при котором зона интереса контрастировалась максимально.

При СКТ с болюсным контрастированием всегда стремились визуализировать сосуды, определяющие зональное расположение новообразования, прилежащие к патологическому очагу, повреждение (перевязка) которых может привести к

14

расширению объема операции. Однако в визуализации магистральных сосудов старались сохранять приоритет за артериями, так как артериальные сосуды более ригидны, их просвет и расположение являются более постоянными ориентирами. Зная расположение артерий, можно судить о расположении вен. На практике очень редки случаи "разделения" опухолью одноименных сосудов. Помимо представления о характере новообразования, его взаимоотношениях с сосудами, необходимо получить информацию и о его резекгабельности. Анализ взаимоотношений новообразования с окружающими анатомическими структурами и характер изменений этих структур (степень и характер контакта или разрушения, направление смещения и т.д.), позволяет не только оценить резектабельность образования, но и наметить путь (внешний и внутренний доступ) его удаления, прогнозировать вероятность и объем травматичного комбинированного вмешательства. Другими словами, происходит моделирование предстоящей операции, а, следовательно, начинается подготовка и обеспечение предстоящего хирургического лечения во всем его многообразии.

Учитывая все вышеперечисленное, нами разработана последовательная система построения трехмерных изображений, пользуясь которой и следуя конкретным пожеланиям хирурга, рентгенолог производил объёмную реконструкцию. Вот эта последовательность:

- патологический очаг;

- сосуды;

- паренхиматозные органы;

- полые органы;

- скелетно-мышечные структуры.

Программное обеспечение рабочей станции позволяет осуществлять с таким комбинированным изображением различные манипуляции: поворачивать его в различных плоскостях для рассмотрения объекта со всех сторон, совмещать между собой объёмные изображения, делать отдельные построенные объекты прозрачными, как бы стеклянными, и увидеть внутри них сосуды и очаговые образования. Наиболее значимой является возможность оценивать изображение с различных, точек обзора, которые могут соответствовать точке обзора

15

операционного поля, а также с тех точек обзора, которые недоступны для хирурга во время операции. Такие точки обзора позволяют, в частности, оценивать изображения со спины. Это обстоятельство является очень важным, потому что, по сути, помогает провести виртуальное вращение пациента на воображаемом операционном столе, не меняя его положения в реальных условиях.

Все возможности программного обеспечения рабочей станции (Easy Vision) использовались нами на заключительном этапе исследования - этапе виртуальных манипуляций с полученными изображениями. На этом этапе к диагностическому процессу вновь подключался хирург. При его непосредственном участии рентгенолог отбирал необходимые объёмные изображения, располагал их в соответствующем порядке и положении, производил вычитание и соединение отдельных фрагментов. Самым простым вариантом виртуальной хирургии являлась околоопухолевая резекция или энуклеация, но и она в какой-то мере могла не соответствовать реалиям истинных оперативных вмешательств. По полученным при 3D реконструкциях данным разрабатывали план предполагаемого оперативного вмешательства. На мониторе рабочей станции изучали результаты виртуальных манипуляций (оценивали ложе опухоли, культю органа, выявляли сохраненные магистральные сосуды и т.д.), что позволяло планировать характер и объем операции. КТ моделирование позволяло в каких-то случаях доказать нереальность выполнения желаемого объема хирургического вмешательства, либо невозможность выполнения радикальной операции.

Таким образом, происходило документирование кошсретными изображениями процесса моделирования хирургической деятельности, который мы назвали виртуальной хирургией на основании данных спиральной компьютерной томографии.

Все этапы виртуальной хирургической деятельности в обязательном порядке сравнивались с ходом реального оперативного вмешательства. В тех случаях, когда имелись расхождения результатов, проводили тщательный ретроспективный анализ выполненной виртуальной операции. Это возможно, так как все необходимые реконструированные изображения хранились на соответствующих носителях и в любой момент могли быть использованы повторно.

ХАРАКТЕРИСТИКА КЛИНИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ

Все исследования выполняли с использованием неионных мономерных (Ультравист-300, 0мнипак-240) и димерного (Визипак-270) рентгеноконтрастных средств (РКС). С целью определения эффективности использования этих РКС для диагностики и получения трехмерных реконструкций нами были проведены исследования 184 пациентам при различных заболеваниях органов брюшной полости. Всего было выполнено .4 серии исследований (табл. 2).

Контрастные препараты вводили с помощью автоматического инъектора, через внутривенный катетер, в локтевую вену со скоростью 3 мл/сек.

Таблица 2

Характеристика проведенных исследований с использованием РКС.

Серия исследований п=184 Рентгеновские контрастные средства Объём РКС в мл Фаза исследования

I 20 Ультравист-300 100 Артериальная и

19 Визипак-270 100 венозная фазы

II 15 Ультравист-300 100 Фаза воротной

15 Визипак-270 100 вены

III 16 Ультравист-300 50 Фаза воротной

18 Визипак-270 50 вены

IV 24 Ультравист-300 100 Фаза воротной

25 Визипак-270 100 вены

32 0мнипак-240 100

В первой серии при одних и тех же объемах контрастного препарата несколько лучшая визуализация артериальных сосудов происходит при использовании димерного контрастного препарата ("Визипак-270") в артериальную фазу, при одинаковом накоплении мономерного и димерного контрастных препаратов в паренхиме печени. В эту же фазу отмечается большее накопление контрастного препарата в поджелудочной железе также при использовании димерного РКС.

В венозную фазу сохраняется высокое содержание контрастного препарата в артериальном русле при использовании димерного контрастного препарата -«Визипак-270". В то же время, содержание контрастного препарата в НПВ в

венозную фазу и в паренхиме поджелудочной железы практически одинаковое как при использовании димерного, так и мономерного контрастных препаратов. Однако накопление контрастного препарата паренхимой печени и содержание его в воротной вене в венозную фазу выше при использовании мономерного контрастного препарата - «Ультравист-300».

Во второй серии при использовании этих же препаратов, но в фазу воротной вены лучшее контрастирование сосудов было при использовании мономерного контрастного препарата. При этом отмечалось более насыщенное контрастирование воротной вены. Контрастирование НПВ было более выраженным при использовании мономерного препарата. В то же время в аорте отмечалось более низкое содержание мономерного контрастного препарата, чем димерного. Однако контрастирование аорты мономерным препаратом в фазу воротной вены достаточное для выполнения объемной реконструкции самой аорты и крупных висцеральных ветвей. Насыщение паренхимы печени и поджелудочной железы мономерным и димерным контрастными препаратами в фазу воротной вены практически одинаковое.

При проведении исследований в третей серии вес пациентов не превышал 75 кг. Проведена денситометрия аорты, НПВ, ветвей и ствола воротной вены, паренхимы печени и поджелудочной железы. При использовании небольших объёмов тех же контрастных препаратов в фазу воротной вены разница в контрастировании как сосудов, так и паренхимы органов была незначительной (статистически недостоверной).

При использовании трех препаратов в четвертой серии в фазу воротной вены результаты контрастирования мономерными и димерным контрастными веществами были практически такие же как во второй серии, однако при сравнении их с контрастированием мономерным контрастным препаратом "0мнипак-240" и при сравнении мономерных контрастных препаратов между собой отмечалось большее накопление мономерного контрастного препарата («0мнипак-240») в сосудистом русле.

Кроме того, мы отметили, что димерный препарат - «Визипак-270» - более равномерно накапливается в паренхиме печени, чем мономерные препараты

«Ультравист-300» и «0мнипак-240». После контрастирования димерным препаратом паренхима печени сохраняет гомогенную структуру как и в нативную фазу, а после контрастирования мономерным препаратом паренхима приобретает «зернистую» структуру. На этом фоне мелкие очаговые образования (до 3-5 мм) могут недостаточно визуализироваться, так же как и изменения по периферии даже крупных образований.

Таким образом, для дифференциальной диагностики оптимально использовать димерный контрастный препарат («Визипак-270»), так как при его введении градиент плотности во все фазы исследования выше, чем у мономерных препаратов, а характер накопления этого препарата паренхимой органов более однородный. В артериальную фазу градиенты плотности при применении димерного РКС составляют от 6 до 200 ед.Н, мономерных - от 26 до 153 ед.Н; в венозую фазу градиент плотности при применении димерного препарата от 32 до 85 ед.Н, а мономерных - от 8 до 20 ед.Н; в фазу воротной вены градиент плотности димерного препарата от 19 до 88 ед.Н, а мономерных - от 29 до 72 ед.Н. При исследовании в артериальную фазу отмечается большее насыщение артериального русла при использовании димерного РКС. При сравнении мономерных препаратов между собой лучшая визуализация сосудистого русла отмечается при использовании мономерного неионного контрастного препарата «0мнипак-240».

Таким образом, проведенный анализ данных исследований показал достоверную разницу в контрастировании мономерными и димерным рентгеновскими контрастными средствами (табл. 3).

Мы пришли к выводу, что введение контрастного препарата в объеме более 120 мл даже у пациентов с массой тела 100-120 кг не целесообразно, так как существенного улучшения качества изображения не происходит. В то же время небольшие дозы контрастного вещества - 50-60 мл при массе пациента от 40 до 72 кг, дают достаточно хорошую визуализацию сосудов и органов и могут быть использованы на практике.

Таблица 3

Градиенты плотности при использовании мономерных и димерных РКС при исследовании в фазу воротной вены

Градиент плотности Мономеры Димеры Р

Воротная вена* 115,4 104,4 0,006

Печень** 82,5 79,6 0,20

Печень/Воротная вена 32,9 25,2 0,02

Разница «Печень/Воротная вена в фазу контрастирования» - «Печень/Воротная вена в бесконтрастную фазу» 13,4 5,7 0,03

Разница «Воротная вена в фазу контрастирования» - «Воротная вена в бесконтрастную фазу» 79,6 67,7 0,004

Разница «Печень в фазу контрастирования» -«Печень в бесконтрастную фазу» 27,2 23,2 0,09

♦Плотность воротной вены в бесконтрастную фазу выше 29 ед.Н **Плотность печени в бесконтрастную фазу выше 40 ед.Н

Таким образом, димерные неионные контрастные препараты оптимально использовать для ЗО-реконструкций артериальных сосудов при аневризматических расширениях, аномалиях развития, необходимости определения соотношения артерий и образований, так как градиент плотности между сосудами и паренхимой органов при его использовании составляет более 100 ед.Н. Это позволяет более точно дифференцировать артериальные сосуды и выполнять реконструкции в автоматическом режиме.

Для целей виртуальной хирургии наиболее целесообразно КТ исследование в фазу воротной вены. Это дает возможность выполнять трехмерные реконструкции достаточно высокого качества с одномоментным моделированием артерий и вен. Для этого оптимальным является контрастное усиление мономерными РКС, которые позволяют выполнить объёмную реконструкцию сосудов в автоматическом

или полуавтоматическом режимах при достаточной их визуализации на фоне контрастированной паренхимы органов.

ПРИНЦИПЫ ТРЁХМЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В АБДОМИНАЛЬНОЙ

ХИРУРГИИ

Среди пациентов, которым выполняли трехмерные реконструкции с образованиями печени было 36 человек, с заболеваниями поджелудочной железы -71 пациент, с неорганными забрюшинными образованиями - 13 пациентов. Остальные были с образованиями селезенки, почек и надпочечников, желудочно-кишечного тракта. 104 (48,6%) пациентам была проведена виртуальная операция. Из них 82 пациента оперированы в реальных условиях, т.е. подтверждение результата виртуальной хирургии получено в 78,8% (табл. 4).

Необходимо отметить, что трёхмерное моделирование не несёт в себе никакой дополнительной диагностической информации, так как вся такая информация имеется на аксиальных срезах. Но с точки зрения клинициста и, в частности, хирурга такая информация очень актуальна, поскольку позволяет оценить соотношения органов, при рассматривании объемных моделей поверхностей исследуемых органов.

Таблица 4.

Варианты ЗБ реконструкций

Патологические Топрграфо- Виртуальные Всего ЗБ

изменения анатомические модели операции реконструкции

Образования печени 15 21 36

Образования

поджелудочной 41 30 71

железы

Неорганные забрюшинные 0 13 13

опухоли

Опухоли почек 9 26 35

Заболевания

других органов 45 14 59

Итого 110 104 214

Трёхмерную реконструкцию мы выполняли:

1. При изменениях органов брюшной полости, требующих более наглядного и детального представления об их природе и расположении;

2. При воспалительных изменениях, сопровождающихся значительным распространением по брюшной полости и забрюшинному пространству;

3. При очаговых образованиях органов брюшной полости и забрюшинного пространства, имеющих местное и/или отдаленное распространение (метастазы);

4. При очаговых образованиях органов брюшной полости и забрюшинного пространства, не воздействующих на сосуды и/или расположенные радом органы;

5. При очаговых образованиях органов брюшной полости и забрюшинного пространства, воздействующих на сосуды и/или расположенные рядом органы.

К первому направлению относились реконструкции таких изменений, как перипапиллярные дивертикулы, реконструкция анастомозов после сложных реконструктивных операций (например, панкреатодуоденальных резекций - ПДР), объемные реконструкции КТ- фистулографии и КТ-холангиографии.

Мы провели исследование билиарного тракта, сочетая ретроградную холангиопанкреатографию (РХПГ) со спиральной КТ у 28 пациентов и спиральную КТ с холецистохолангиографией - у 8 пациентов. Наши исследования показали хорошую визуализацию внутри- и внепеченочных желчных протоков, имеющихся в них конкрементов, визуализацию главного панкреатического протока. В 15 (53,6%) случаях хорошо визуализировались парапапиллярные дивертикулы. Эти исследования были сопоставлены с рентгенограммами, выполненными во. время РХПГ, и помогли специалистам по эндоскопической хирургии лучше ориентироваться в пространственном расположении протоков, конкрементов и дивертикулов двенадцатипестной кишки.

Спиральная КТ является методом рентгенографии, поэтому в отличие от традиционного рентгенологического исследования, при котором важную роль играет рентгеноскопия, не всегда удаётся заполнить контрастным веществом или воздухом дивертикулы двенадцатиперстной кишки, законтрастировать, при сочетании КТ с фистулографией полости при панкреонекрозах в полном объёме. Трёхмерная реконструкция после ПДР ограничивается только частичным

22

воспроизведением изображения анастомозов из-за невозможности полной и качественной реконструкции всех анастомозированных органов и особенно петель тонкой кишки.

После проведённых исследований мы пришли к выводу, что хотя трехмерные реконструкции дают клиницистам лучшее ■ пространственное восприятие патологических процессов и позволяют более детально изучать взаимоотношения терминальных отделов протоков и дивертикулов двенадцатиперстной кишки, на данном этапе развития компьютерных технологий это направление объёмного моделирования малоперспективно.

Вторым направлением являлись трёхмерные реконструкции при панкреонекрозе. Нами были выполнены трехмерные реконструкции различных жидкостных скоплений у 9 пациентов с обострениями хронического панкреатита и обширными жидкостными скоплениями. Реконструкция при панкреонекрозе достаточно трудоёмкая процедура, которая выполняется практически полностью в «ручном» режиме и наиболее эффективно её выполнение до проведения каких-либо лечебных мероприятий, когда имеющиеся жидкостные скопления хорошо отграничень1 от окружающих органов и тканей.

Третье направление - реконструкции при опухолевом поражении со значительным местным распространением и отдаленными метастазами. В подавляющем большинстве случае эти реконструкции были выполнены при раке поджелудочной железы различной локализации. Они наглядно демонстрировали вовлечение в процесс сосудов чревного ствола, брыжеечных или панкреатодуоденальных сосудов, отдаленные метастазы. Онкологические процессы IV стадии являются условным показанием к трёхмерным реконструкциям даже в тех случаях, когда есть возможность выполнения паллиативного вмешательства.

Два последних направления (четвертое и пятое), как правило, являлись основными показаниями к выполнению трёхмерных реконструкций. Они и стали основой для виртуального моделирования хирургических операций. С их помощью более наглядно были представлены взаимоотношения очаговых образований с сосудами и органами брюшной полости и забрюшинного пространства.

Мы выработали общие показания к виртуальной хирургии:

- наличие одного или нескольких очаговых образований в органах брюшной полости и забрюшинном пространстве;

- вовлечение в процесс (сдавление, оттеснение, прорастание, обрастание) крупных сосудов;

- вовлечение в процесс (сдавление, дистопия, прорастание) рядом расположенных органов;

- вероятность изменения тактики хирургического вмешательства на основе данных виртуальной хирургии.

Как правило, для индивидуального моделирования необходимо наличие 2-х и более показаний. Решете о выполнении виртуальной хирургии у данного больного принимают совместно хирург и диагност.

Предоперационное моделирование обеспечивает документальное подтверждение возможности выполнения той или иной операции. Кроме того, в ряде случаев оно аргументирует невозможность оперативного вмешательства.

ВИРТУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ ЗАБОЛЕВАНИЯХ ПЕЧЕНИ. Виртуальное моделирование было проведено у 21 пациента с очаговыми образованиями печени. Среди пациентов было 5 (23,8%) мужчин и 16 (76,2%) женщин в возрасте от 18 до 60 лет. Средний возраст пациентов составил 47,6 + 10,2 лет.

Всем пациентам было выполнено КТ исследование в нативную фазу и в фазу

контрастирования. Оптимальным для печени является вариант контрастного

усиления, при котором максимальное контрастное усиление приходится на

воротную вену. Исходная средняя плотность паренхимы печени была 55,3 ± 4,2

ед.Н. В нативную фазу исследования образования в печени были выявлены у

95,2% пациентов. В 78% это были солитарные образования размерами от 4 до 19

см; в 11,8% было выявлено 2 образования и в 5,9% - 3 образования. Всего у 21

пациента при нативном КТ исследовании мы выявили 25 очаговых образований

печени. Все выявленные образования были гиподенсными по отношению к

паренхиме печени средней плотностью 36,3 ± 10,7 ед.Н. Градиент плотностей

24

составил 19 ± 8,8 ед.Н. В 64,7% образования имели ровные четкие контуры и негомогенную структуру. В 27,3% случаях в них определялись обызвествления и кальцинаты. Одно образование было жидкостным. Образования локализовались: солитарные в правой доле - 64,7%; солитарные в левой доле (2-3 сегменты) -17,6%; множественные в правой доле - 11,8%; центрально (1,4, 5 сегменты) - 5,9%. В 64,7% случаях образования располагались частично субкапсулярно и имели экстракорпоральный компонент, за счет которого наблюдалась деформация контура печени, в 22,4% случаях образования располагались эксграорганно. В целом поражалось от 1 до 5 сегментов. При нативном исследовании в 70,6% визуализация сосудов была недостаточной, и судить об их взаимоотношениях с выявленными образованиями в полной мере не представлялось возможным. Только в 29,4% можно было судить о взаимоотношении образования с сосудами в полной мере. По данным нативной фазы исследования у 1 пациента было дано заключение о наличии паразитарной кисты (эхинококка), у 1 - резидуального альвеококка. В 15 случаях было дано заключение о доброкачественных образованиях, из которых было 5 гемангиом размером более 10 см с характерной гиалиновой щелью, в остальных случаях - образования дифференцировали между гемангиомой и фокальной нодулярной гиперплазией (ФНГ). В 4 случаях было дано заключение о злокачественном поражении печени.

При контрастном усилении образования в печени были выявлены у всех пациентов. В 22,2% случаях были выявлены дополнительные образования размером до 3 см той же природы, что и визуализируемые при бесконтрастном исследовании. Таким образом, общее число образований у 21 пациента составило 29. Во всех случаях хорошо выявлялись соотношения образований с сосудами. В 47,6% случаях образования контрастировались от периферии к центру в виде лакун, что характерно для гема'нгиом. При этом средняя плотность в зоне лакун составила 123,7 ± 8,9 ед.Н, в центре образования 44,8 ± 10,8 ед.Н, при средней плотности паренхимы печени 89,2 ± 13,2 ед.Н. В 23,8% случаях в образованиях активно накапливался контрастный препарат по всей площади сечения. Плотность их повышалась в 3-5 раз и составила в среднем 144,3 ± 36,6 ед.Н. Такое

контрастирование характерно для ФНГ. Злокачественные образования контрастировались по всей площади сечения неравномерно и в небольшом количестве, оставаясь в целом гиподенсными по отношению к паренхиме печени. При этом в 2 случаях выявлялся гиперконтрастный ободок по периферии, что позволило дать заключение о метастатическом поражении печени. В 1 случае было дано заключение о гепатоцелюлярном раке. В другом случае образование имело четкие контуры и перегородки внутри, которые создавали ячеистую структуру по всей площади сечения. Такая КТ картина была расценена как опухоль печени, вероятно злокачественная. Выявленные образования имели типичную КТ картину, позволившую дать правильное заключение.

•Это первый этап предлагаемой нами методологии, позволяющей на стадии обследования обеспечить решение не только диагностических, но и чисто хирургических задач. Далее выполняется объёмная реконструкция анатомических структур по описанной методике.

Вторым этапом предлагаемой методологии являются виртуальные манипуляции с полученным изображением, которые проводятся совместно с хирургом. При его непосредственном участии определяли план предполагаемого оперативного вмешательства и оно виртуально производилось. Изучали анатомические последствия выполненных действий: оценивали ложе опухоли, остающуюся часть органа, сохранность магистральных сосудов, что позволяло планировать характер и объем операции. ,

Шести обследованным пациентам операции не выполнялись. Одному пациенту с солитарным колоректальным метастазом была выполнена чрескожная чреспеченочная окклюзия сосудов как первый этап лечения. Проведенная виртуальная операция у пациента с резидуальным альвеококком показала, что необходим больший резекции печени, чем предполагаемый по поперечным срезам, а близкое расположение пораженных участков печени к нижней полой вене (НПВ) не позволяло исключить её повреждение в процессе оперативного вмешательства. Поэтому от повторной операции было решено отказаться. Остальные четверо пациентов с доброкачественными образованиями (ФНГ и гемангиомами) небольших размеров были оставлены под динамическим наблюдением. У 12

26

пациентов (80%) мы получили полное совпадение результатов трехмерного моделирования с результатами операции. В 20% были расхождения данных виртуальной хирургии и выполненных операций по характеру или объему оперативного вмешательства. В 2 случаях объём поражения был меньше предполагавшегося по данным виртуального моделирования. У этих пациентов во время операции было выявлено поражение меньшего количества сегментов, что изменило объём операции. В одном случае предполагалось, что образование, расположенное экстраорганно, исходит из хвостатой доли печени, а к сегментам правой доли только прилежит. На операции: образование исходило из 7 сегмента печени, а хвостатую долю печени сдавливало. Выполнена околоопухолевая резекция печени, как и предполагалось, но других сегментов печени.

Трудности при определении локализации очаговых образований печени возникают, когда они расположены на границе сегментов или при больших размерах самого образования. Особенно это сложно, когда сосудистые структуры (ветви воротной вены или печеночные вены) огибают образование по верхнему или нижнему полюсу. В этих ситуациях судить о сдавлении или оттеснении одного из сегментов практически не представляется возможным и создается впечатление, что образование занимает смежные (2 и более) сегменты. Подобные же трудности возникают при образованиях, большая часть которых расположена экстраорганно в брюшной полости. Такие образования, как правило, подвижны. При КТ исследовании пациента в стандартной позиции (лежа на спине) на глубоком вдохе, они, как правило, смещаются и сдавливают или .оттесняют смежные сегменты печени (например 3 и 4, 4 и 5, 2 и 3 сегменты). При этом будет создаваться впечатление, что в процесс вовлечено большее количество сегментов, чем есть на самом деле. Особенно это важно, когда решается вопрос о поражении одной или обеих долей печени. В этих ситуациях объем виртуальной и реальной операции может быть различным.

ВИРТУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ ЗАБОЛЕВАНИЯХ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ

ЖЕЛЕЗЫ

■ Нами было обследовано 30 пациентов с различными заболеваниями ПЖ, из которых 10 (33,3%) мужчин и 20 (66,7%) женщин в возрасте от 15 до 78 лет. Средний возраст пациентов составил 49,9 ± 15,8 лет.

У 6 пациентов патологические изменения диагностировались в двух сегментах железы, у 2 - поражение было тотальным, у 2 пациентов - хронический панкреатит сочетался с кистами головки железы. У 20 пациентов изменения выявлялись в пределах одного сегмента поджелудочной железы (табл. 5).

При поражении головки ПЖ важна визуализация панкреатодуоденапыюй артерии и верхних брыжеечных сосудов. Патологические образования в головке органа, особенно опухолевой природы, не контрастируются, либо контрастируются в меньшей степени, чем неизмененная паренхима железы. Исключения составляют нейроэндокринные гормональноактивные опухоли. Они активно накапливают контрастный препарат в раннюю (артериальную) фазу. При подозрении на такую опухоль (особенно инсулиному) задержка сканирования не должна превышать 25 сек.

Таблица 5.

Объём поражения ПЖ по данным СКТ с болюсным контрастным усилением.

Заключение КТ N=30 Поражения поджелудочной железы

Головка Тело Хвост

Хронический

панкреатит с

преимущественным

поражением головки

(ХГП) 2 2 0 0

Кисты 8 3 3 3

Кистозные опухоли 7 2 ■ 5 4

Нейроэндокринные

опухоли 10 5 3 3

Рак 1 3 0 2 1

При поражении тела ПЖ важно определить вовлечение брыжеечных сосудов и сосудов чревного ствола в патологический процесс и выявить распространённость самого патологического процесса. В этом случае сканирование лучше проводить через 30-35 сек от начала введения болюса, когда хорошо контрастируется артериальное русло, а в сосуды воротной вены контрастный препарат только начинает поступать. Активное накопление сохранённой паренхимой железы контрастного препарата позволяет увидеть зону поражения как гиподенсное образование, которое отделено от гиперденсной непораженной паренхимы.

При изменениях в хвосте ПЖ важно иметь информацию о селезёночных сосудах. Для этого задержка сканирования не должна превышать 35-38 сек. На этом сроке в одинаковой мере хорошо контрастируется как селезеночная артерия, так и её вена.

При субтотальном или тотальном поражении железы задержка сканирования от начала введения контрастного препарата выбирается в зависимости от задачи исследования. С диагностической целью она может быть 35 и даже 40 сек. К этому моменту патологически измененные участки поджелудочной железы хорошо накапливают контрастный препарат, на его фоне визуализируются гиподенсные участки (зоны некроза или жидкостные структуры) и гиперденсные участки (васкуляризированные зоны и патологические сосуды).

В целом, при субтотальном поражении, зона измененной паренхимы железы остаётся гиподенсной по отношению к сохраненным участкам органа. При этом на .35 сек происходит практически одинаковое накопление контрастного препарата артериями и венами. Для виртуальной хирургии, решения вопроса об оперативном лечении, необходимо подбирать такой вариант контрастирования, который позволяет хорошо визуализировать сосуды. К сожалению, при одномоментном контрастировании селезеночных сосудов возникают трудности при их трехмерной реконструкции. Это связано с анатомическим положением артерии и вены, которые в области тела и хвоста поджелудочной железы проходят рядом. В связи с этим при контрастировании бывает затруднена отдельная визуализация артерии и вены из-за отсутствия' денситометрических различий (градиента плотности), вследствие чего стенки сосудов не визуализируются отдельно друг от друга на

аксиальных сканах. В такой ситуации практически невозможна их реконструкция в автоматическом режиме и реконструкция сосудов выполняется вручную. Поэтому рентгенолог должен хорошо знать КТ анатомию брюшной полости и представлять возможный ход сосудов.

Средняя плотность паренхимы поджелудочной железы при нативном сканировании была 30,6 ± 11,6 ед.Н. В нативную фазу исследования у 73,3% пациентов выявлены образования в поджелудочной железе, все они были гиподенсными по отношению к паренхиме железы. В 54,5% образования уже в нативную фазу имели негомогенную структуру, 45,5% образований были гомогенными. В 54,5,3% случаях образования имели капсулу. В 40,9% случаях выявленные образования оттесняли и сдавливали окружающие органы и в 63,6% -имели с ними тесный контакт. При нативном исследовании невозможно было определить соотношение образования с сосудами из-за их недостаточной визуализации. Можно было лишь отметить, что в 22,7% была сдавлена НПВ, в 36,3% - селезёночные сосуды контактировали с образованием, в 40,9% верхняя брыжеечная вена была вовлечена в патологический процесс. В 45,4% были выявлены разворот и сдавление петли двенадцатиперстной кишки, в 18,2% образования были расположены в воротах селезенки. По данным нативной фазы у 6 пациентов образование выявлено не было. В 12 случаях было дано заключение о доброкачественных образованиях, из которых в 7 случаях были диагностированы кисты, р остальных - образования дифференцировали между кистами и кистозными опухолями. В 8 случаях было дано заключение о злокачественном процессе.

При контрастном усилении образования в ПЖ были выявлены у 28 пациентов, у 2 пациентов были диффузные изменения, характерные для хронического панкреатита. Во всех случаях хорошо выявлялись соотношения образований с сосудами. В 9 случаях образования имели жидкостную структуру и при контрастировании их плотность не изменилась, что характерно для кист. В 7 -образования также имели жидкостную структуру, но при контрастировании в их структуре выявились перегородки, накапливающие контрастное вещество, что характерно для кистозных опухолей. В 6 случаях образования активно накапливали контрастный препарат по всей площади сечения. Плотность их

30

составила в среднем 167 ± 33,7 ед.Н. Такое контрастирование, по нашим данным, характерно для нейроэндокринных опухолей (в том числе - инсулином). В остальных наблюдениях образования накапливали контрастный препарат по всей' площади сечения неравномерно, оставаясь, в целом, гиподенсными по отношению к паренхиме железы. Плотность последней при контрастировании составила 82,5 ± 22,5 ед.Н. При контрастном усилении хорошо выявлялось сужение просвета НПВ (20%), чревного ствола (13%), селезеночной артерии и вены (33,3% и 23,3%), верхней брыжеечной артерии и вены (16,7% и 23,3%), что свидетельствовало об их сдавлении патологическими изменениями в поджелудочной железе и парапанкреатической клетчатке.

Таким образом, по результатам спиральной КТ с контрастным усилением, в 2 случаях было дано заключение о хроническом панкреатите, в 3 - о постнекротических кистах, в 1 - об истинной кисте, в 8 - о кистозных опухолях, в 2 - о раке, в 8 - о нейроэндокринных опухолях и 5 случаях в заключении был дан дифференциальный ряд.

В 5 (17%) случаях по результатам КТ было дано ошибочное заключение о характере заболевания ПЖ (табл. 6).

Таблица 6.

Расхождение заключений КТ с интраоперационным диагнозом

Число Заключение КТ Интраоперационный

пациентов 1 ; диагноз

1 Истинная киста Цистаденома

1 Цистаденома Постнекротические кисты

1 Ретроперитонеальный Рак хвоста ПЖ с

фиброз распространением по

клетчатке

1 Карциноид тела ПЖ Рак тела ПЖ

1 Карцинонд тела ПЖ Лейомиома желудка

Всем пациентам было выполнено 306 объемных реконструкций анатомических и патологических структур, из которых мы получили 30 топографо-анатомических комплексов, давших целостное представление о зоне диагностического интереса для проведения виртуальных операций. На основе

трехмерных реконструкций проведены виртуальные операции по разработанной методике. В результате в 68% объём виртуальных операций полностью совпал с реально выполненными хирургическими вмешательствами.

В 17% объем оперативного вмешательства оказался меньше выполненной виртуальной операции. Это было связано с тем, что дренирующее вмешательство у данной группы пациентов было предпочтительным, чем удаление (резекция) объемного образования. Данная методика виртуальной хирургии не позволяет выполнять варианты дренирующих и реконструктивных операций (цистоеюно- и панкреатоеюностомии, панкреатодуоденальные резекции).

В 17% объем виртуальной и реальной операций не совпал в результате ошибочно поставленного диагноза, что было связано с нехарактерными КТ признаками для данной группы заболеваний. Виртуальная хирургия - это производная диагностического процесса, что и явилось причиной расхождения объема и характера операций. Ошибочным может быть и заключение, если КТ исследование выполнено без соблюдения методики или при недостаточно малой толщине срезов и шаге стола компьютерного томографа. Ошибка в диагностике может происходить в тех случаях, когда образование имеет большие размеры и сдавливает или оттесняет несколько расположенных вокруг него органов, тогда бывает сложно определить органную принадлежность образования. Такие образования могут исходить как из хвоста ПЖ, так и из левого надпочечника, | почки, желудка. В этих случаях необходимо учитывать следующие факты:

- опухоли хвоста поджелудочной железы могут располагаться между селезеночными сосудами, разъединяя последние (как правило, вену дорзалыю, артерию вентрально);

- экстраорганные опухоли желудка никогда не располагаются между селезеночными сосудами;

- в спорных случаях необходимо поворачивать больного на правый бок, когда при фиксированном образовании прилежащие органы (ПЖ, желудок) несколько меняют свое положение;

- опухоли надпочечника оттесняют селезеночные сосуды вентрально, кроме того, чтобы подтвердить опухоль надпочечника необходимо соблюдать методику

32

КТ исследования. Сканирование следует проводить с шагом 5 мм и индексом реконструкции 3 или 1,5 мм. В этом случае можно получить более точные данные о структуре образования и его принадлежности к надпочечнику за счет лучшей дифференцировки структур.

Другой, сложной для диагностики зоной является область между выходным отделом желудка, перешейком поджелудочной железы и левой долей печени. Крупные образования этой зоны, как правило, оттесняют заднюю стенку желудка по типу вдавления и плотно прилежат или сдавливают ПЖ. В этих случаях также сложно определить органную принадлежность образования. Практически не помогают и полипозиционные исследования. Здесь, так же как и в предыдущем примере, необходимо методически правильное выполнение исследования с индексом реконструкции не более 3 мм. Если структура паренхимы железы сохранена даже при снижении плотности в этой зоне и если сама зона соприкосновения образования и ПЖ очень узкая, более вероятно, что объемное образование исходит не из железы, а из желудка и оно имеет экстрагастральный рост. Кроме того, крупные образования, расположенные в этой зоне, могут исходить и из левой доли печени. При этом они также будут оттеснять желудок, и сдавливать проксимальный отдел поджелудочной железы. Для их дифференциации можно повернуть больного на левый бок и выяснить, куда сместится образование. Если описанные манипуляции все же не дают уверенности в органопринадлежности, необходимо в, заключении КТ исследования перечислить возможные органы, откуда может исходить образование в дифференциально-диагностическом, ряду. Нужно помнить, что образования, исходящие из двенадцатиперстной кишки также расположены в этой зоне. Как правило, они не достигают больших размеров и их необходимо дифференцировать с образованиями головки ПЖ и дистальной части холедоха.

Полное совпадение операции с данными трехмерного моделирования получено в 80%. В 20% имели место расхождения по характеру либо объему операции, обусловленные как ошибочным диагнозом, так и трудностями самой операции. В 17% пациенты отказались от оперативного лечения.

ВИРТУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ НЕОРГАННЫХ ЗАБРЮШИННЫХ

ОБРАЗОВАНИЯХ.

Нерганные забрюшинные образования (НЗО) по данным К.В. Даниель-Бек (1976) составляют 0,03-1% всех онкологических заболеваний. Неорганные забрюшинные образования отличаются от органных длительным отсутствием специфической клинической картины. Нередко опухоль обнаруживают сами пациенты или при обследовании, связанном с другими заболеваниями.

Учитывая особенности неорганных забрюшинных образований, методика исследования была направлена на получение следующей информации:

- контрастирование самого образования, в достаточной степени для выявления характерных симптомов, с целью более точной его верификации;

- визуализация сосудов (артерий и вен), вовлечённых в процесс;

- определение состояния органов, расположенных вокруг образования и/или вовлечённых в патологический процесс.

Чаще всего при НЗО нас интересовали крупные артерии - аорта и висцеральные ветви, т.к. наиболее часто именно они оттесняются, сдавливаются или обрастают НЗО. Из вен наибольшее значение имеет изображение нижней полой вены. Мы проводили исследование в фазу воротной вены, когда аорта и висцеральные ветви ещё достаточно хорошо определяются. Одномоментно контрастируются супраренальный и внутрипечёиочиый сегменты НПВ и почечные вены, хорошо видна воротная вена. Паренхиматозные органы в достаточной степени накапливают контрастный препарат, что позволяет хорошо их дифференцировать.

Виртуальная хирургия выполнена 13 пациентам: 9 женщинам и 4 мужчинам в возрасте от 26 до 77 лет. Средний возраст пациентов составил 52,7 ± 17,6 лет. При бесконтрастном сканировании НЗО выявлено у всех 13 пациентов. В 38,5% образование было многоузловое и в 69,2% с четкими ровными контурами. В 30,8% выявлялась капсула. В 61,5% структура образований была гомогенной. Из них в 37,5% плотность образований была жидкостная. В 38,5% выявлялась неоднородная структура, в которой встречались участки жидкостной и жировой плотности. В половине случаев (53,8%) образования исходили из 4-й зоны

34

зонального деления забрюшинного пространства (Цвиркун В.В., 2000). В 25% они исходили из 2-ой зоны, в 7,7% - из 5 и 1 зон. В большинстве случаев (61,5%) образования выходили за пределы одной зоны. При нативном сканировании была затруднена визуализация сосудов, находящихся в зоне поражения: в 23% не визуализировалась НАШ, в 38,5% - селезёночные сосуды, в 15,4% - подвздошные и почечные сосуды. В 3 случаях выявлялась каликопиелэктазия, что позволило предполагать нарушение функции почек в результате сдавления или прорастания мочеточника. При контрастном усилении 30,7% образований не накапливали контрастный препарат и их плотность не менялась по сравнению с нативным исследованием, 23% образований равномерно накапливали контрастный препарат по всей площади и остальные 46,2% образований контрастировались неравномерно по всей площади сечения. Отмечался большой диапазон изменения плотности образований - от 1 до 129 ед.Н. При контрастировании установлено, что в 2 случаях образования оттесняли и сдавливали аорту, в 3 случаях - НПВ. В 2 случаях почечная ножка была оттеснена и сдавлена образованием и в 2 - полностью проходила внутри образования, в 3 случаях были оттеснены и сдавлены подвздошные сосуды.

Была выполнена 181 реконструкция патологических и анатомических структур, на основе которых создано 13 топографо-анатомических зон интереса. Всем пациентам были выполнены виртуальные операции на основе трехмерных реконструкций. По данным виртуальной хирургии в 38,5% в зоне изменений сосуды были сдавлены, в 15,4% - нельзя было исключить их прорастание, следовательно, и возможность повреждения во время операции. Также в 38,5% в патологический процесс были вовлечены паренхиматозные органы, в 15,4% нельзя было исключить необходимость их резекции во время операции.

Таким образом, по данным виртуальной хирургии в 2 случаях предполагалось выполнить радикальную комбинированную операцию и в 1 случае возможность радикальной операции вызывала большие сомнения. В реальных условиях 12 пациентов были оперированы, и 1 больной отказался от госпитализации.

У 12 пациентов диагноз подтверждён гистологически, у 5 из них были рецидивные образования. Из 7 случаев вновь выявленных ИЗО компьютерно-томографическое заключение о характере процесса совпало с данными гистологического исследования в 4 случаях.

Полное совпадение по характеру и объёму оперативного вмешательства было получено в 75%. В 25% данные виртуального моделирования не совпали с операционными данными. В 1 случае объём поражения был больше предполагавшегося, так как во время операции было выявлено поражение 5 лимфатических узлов, вместо предполагавшихся 4. Пятый лимфоузел прилежал к латеральной ножке левого надпочечника и трактовался нами как образование последнего. В другом случае не предполагалась резекция слепой кишки, т.к. создавалось впечатление, что она не вовлечена в процесс. И в третьем случае предполагалось сохранить почку, выполнив пластику мочеточника. Однако во время хирургического вмешательства этого сделать не удалось.

Таким образом, применяемая нами методика КТ диагностики и последующее выполнение виртуальных операций у больных с неорганными забрюшинными образованиями, позволяют не только определить локализацию образования и степень обусловленных им анатомических изменений, но и смоделировать в каждом клиническом случае возможность проведения органосохраняющих операций.

ВИРТУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ ОПУХОЛЯХ ПОЧЕК Было обследовано 26 пациентов с опухолями почек. Среди пациентов было 17 (65%) мужчин и 9 (35%) женщин в возрасте от 36 до 71 года. Средний возраст пациентов составил 58,1 ± 9,3 лет.

Исследования выполнялись по программе трехфазного контрастирования. На

25-30 секундах от начала введения контрастного препарата выполняли

сканирование в артериальную фазу контрастного усиления для определения

соотношения опухоли с артериями почки. На 80 секунде осуществляли

сканирование в венозную фазу. В эту фазу определяли соотношения опухоли с

венами почек, а на 10-15 минуте контрастного усиления, в отсроченную

(паренхиматозную) фазу, выясняли взаимоотношения опухоли и чашечно-

36

лоханочной системы почки. Во все фазы изучали накопление контрастного препарата опухолью.

В нативную фазу исследования плотность паренхимы почек составила 30,5 ± 1,8 ед.Н. В эту фазу образования были выявлены у всех пациентов. В 15% они имели однородную структуру и были изоденсны паренхиме почек. Эти опухоли имели размеры до 3 см и выявлялись в нативную фазу в результате своего расположения - субкапсулярно или большей частью экстраорганно - что вызывало деформацию контура почки. В остальных случаях образования имели неоднородную структуру за счет участков низкой плотности, в 25% - в структуре образований определялись участки петрификации и в 19,2% - в структуре образований определялись жировые включения. Плотность образований в нативную фазу составила максимально 37,1 ± 13,3 ед.Н, минимально 24,2 ± 9,1 ед.Н. В 11,5% случаев опухоль располагалась полностью интрапаренхиматозно, в 53,8% случаев - выходила на контур почки и деформировала его и в 34,6% -большая часть опухоли располагалась вне органа. При нативном исследовании в 38,5% невозможно было судить о соотношении образования с сосудами почки. В 65,4% случаев уже при нативном исследовании можно было предполагать, что опухоль контактирует с чашечно-лоханочной системой почки. В 9,2% в процесс был вовлечен надпочечник, а в 26,9% при локализации процесса в правой почке, паранефральная клетчатка была истончена, и опухоль не дифференцировалось от нижнего края печени.

При контрастном усилении в 2-х случаях были выявлены дополнительные образования в пораженной почке, располагавшиеся в противоположном полюсе. Вновь выявленные образования имели размеры до 2-х см и располагались полностью интрапаренхиматозно. Таким образом, при нативном сканировании в 7,7% информация об объеме поражения почки была неполной.

При контрастном усилении в 73% контуры образований стали более четкими и хорошо дифференцировались на фоне паренхимы почки, и только в 27% образования сохранили нечеткость контуров. В 69,2% случаев неоднородность накопления контрастного препарата образованием была вызвана зонами некроза внутри последнего.

В артериальную фазу образования, в основном, оставались гиподенсными по отношению к накопившему контрастный препарат корковому слою почки, а в венозную и паренхиматозную фазы - гиперденсными по отношению к паренхиме почки. При этом в 19,2% случаев накопление контрастного препарата происходило в центре опухоли, где появлялись тяжистые структуры и сосуды, а по периферии опухоль сохраняла гиподенсный ободок за счет жировых включений. В остальных случаях (80,8%) опухоль активно накапливала контрастный препарат по периферии, а гиподенсные зоны оставались внутри. Максимальная плотность образований при контрастировании была 104,6 ± 21,4 ед.Н, минимальная - 46,8 ± 13,4 ед.Н. При этом в 77% образования разрушали корковый слой почки, в 19,2% распространялись на сосудистую ножку почки, в 38,5% в процесс были вовлечены собственные почечные артерии и вены. В 43,3% образования деформировали чешечно-лоханочную систему почки, а в 2-х случаях -прорастали лоханку почки.

Таким образом, выявленные образования имели характерную динамику контрастирования, позволившую дать правильные заключения о наличии у 5 пациентов (19,2%) ангиолипомы почки, а у 21 пациента было дано заключение о раке почки.

На этом этапе в 26,9% была получена абсолютно полная информация о характере, топографии и взаимоотношениях опухоли со всеми структурами почки и окружающими тканями.

Эти случаи наблюдались, когда образования были расположены субкапсулярно либо большей частью экстраорганно и имели размеры до 4 см. На этом первый этап предлагаемой методологии был завершен. Для виртуального моделирования было выполнено 160 реконструкций патологических образований, органов и сосудов. При изучении выполненных нами ЗБ реконструкций было выявлено, что в 73% сосуды в зоне поражения смещены или сдавлены имеющимся образованием. Из них в 23,8% было отчетливо видно вовлечение в процесс и прорастание почечной артерии и вены. Следует отметить, что в 26,9% дополнительной информации при трехмерной реконструкции практически не получено.

Вторым этапом проводили виртуальные манипуляции с полученным изображением. Совместно с хирургом определяли план предполагаемого оперативного вмешательства, после чего оно виртуально производилось. Из 26 пациентов оперированы были 17 (65,3%) человек. По полученным результатам полное совпадение предполагаемого хирургического вмешательства было в 82,4% случаях. В 17,6% виртуальное моделирование операции не совпало в хирургическим вмешательством, так как во всех случаях объём операции был больше предполагавшегося. В двух случаях данные о патологическом процессе были дополнены операционными находками, не позволившими выполнить органосберегающую операцию. В третьем случае хирург счел более целесообразным не выполнение энуклеацию образования, а резекцию почки.

Таким образом, трехмерные реконструкции в хирургии почек могут быть полезными для решения вопроса об органосберегающих операциях: плоскостные, клиновидные и фронтальные резекции почек, энуклеации. В этих случаях трехмерные реконструкции дают возможность наглядно представить взаимоотношения опухоли с поверхностями и сосудами почки, а также взаимоотношение опухоли с чашечно-лоханочной системой почки, что прямо влияет на прогноз результатов операции.

ВИРТУАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ ЗАБОЛЕВАНИЯХДР УТИХ ОРГАНОВ.

По поводу других образований органов брюшной полости и забрюшинного пространства мы провели виртуальное моделирование 14 пациентам. Один пациепт был с опухолью БДС, 4 - с: опухолями надпочечников, 4 - с кистами селезенки и 5 - с опухолями желудочно-кишечного тракта.

Исследования проводились по уже представленным методикам. Всем пациентам было выполнено 69 трехмерных реконструкций анатомических структур, из которых и были созданы топографо-анатомические блоки для последующего моделирования. Следует отметить, что при образованиях селезёнки очень важно оценить деление селезёночной артерии в её воротах и определить характер этого деления. Поэтому исследование необходимо проводить в артериальную фазу с задержкой сканирования от начала болюсного введения

контрастного препарата не более 30 сек. Тогда на трехмерных реконструкциях отчётливо видны артерии в воротах селезёнки, а при виртуальной операции можно точно определить объём сохраняемой паренхимы органа и расстояние от ворот селезёнки до хвоста поджелудочной железы. Учитывая, что все пациенты были с кистами селезёнки, характер контрастирования самого органа не повлиял на конечный результат диагностики.

При заболеваниях желудочно-кишечного тракта контрастное усиление осуществляется не всегда за счет внутривенного введения РКС.

Градиента плотности между изучаемыми структурами можно достичь и иными путями. При новообразованиях желудка перед КТ исследованием пациент выпивает воду или чай (негативное контрастное вещество). На таком фоне хорошо видно утолщение стенок желудка. Такая же ситуация возникает и при новообразованиях толстой кишки, когда перед исследованием кишку раздувают воздухом. Трёхмерные реконструкции этих органов, как правило, имеют вспомогательное значение, потому что объём операции определён принципами онкологии, тем более, что имеющееся программное обеспечение не позволяет выполнять реконструктивные этапы операций. Несколько иная ситуация возникает при новообразованиях тонкой кишки. В этих случаях необходимо хорошо заполнить тонкую кишку специальным барием для компьютерной томографии. Внутривенное контрастирование может и не понадобиться, т.к. объёмное образование хорошо визуализируется среди контрастиро'ванных петель кирки. Трёхмерные , реконструкции в этих' случаях также носят преимущественно вспомогательный характер, но иногда, если образование контактирует с другими органами брюшной полости, они могут помочь в решении вопроса об объёме операции.

Все образования надпочечников в наших исследованиях были феохромоцитомами, размером более 6 см. Трехмерные реконструкции помогли уточнить соотношения опухолей с селезёночными сосудами и поджелудочной железой, а виртуальные операции доказали возможность удаления опухоли. Совпадение операций и трехмерного моделирования получено в 92,8%.

Следует отметить, что процесс оценки совпадения числа и качества выполнения виртуальных и реальных операций очень важен для дальнейшего развития этой методологии (табл. 7).

Таблица 7.

Совпадение виртуальных и реальных операций при заболеваниях органов брюшной полости и забрюшинного пространства.

Заболевания Виртуальная Реальные Операций Совпаде- Расхож-

органов хирургия операции не было ния дения

Печень 21 15 6 12 3

БДС 1 1 0 1 0

Поджелудочная

железа 30 25 5 20 5

ИЗО 13 12 1 9 3

Селезёнка 4 4 0 3 1

Надпочечник 4 4 0 4 0

Почки 26 17 9 14 3

ЖКТ 5 ' 5 0 4 1

Итого 104 83 (79,8%) 21 (20,2%) 68 (80,7%) 15 (19,3%)

Мы достигли полного совпадения объёма и характера виртуальных и реальных операций в 67 (80,7%) случаях. По результатам нашего исследования предположение о невозможности радикального вмешательства подтверждено интраоперационно в 5 случаях. В 6 случаях вместо радикальных операций были выполнены дренирующие вмешательства, либо объём и характер операции не : соответствовали предполагаемой по результатам виртуальной хирургии.

Проанализировав расхождения при виртуальной хирургии и оперативных вмешательствах мы пришли к выводу, что все они были связаны с невозможностью учесть при трехмерных реконструкциях следующие изменения:

- наличие отеков, фиброзных или воспалительных изменений;

- при опухолевом поражении - степени подвижности органов и тканей,

поражения лимфатических узлов, особенно если они не увеличены;

- распространения онкологического процесса по брюшине.

Кроме того, при виртуальной хирургии не учитываются особенности технического выполнения операции, недоступность в операционном поле того или иного органа из-за неподвижности или недостаточной смещаемости патологического образования, возможность повреждения сосудов или смежных органов в результате манипуляций на пораженных органах. Всё это, в конечном итоге, приведёт к изменению объёма, а иногда, и характера планируемого оперативного вмешательства.

Таким образом, в настоящее время результаты наших исследований, проведенных за последние 3 года, свидетельствуют о том, что трехмерные реконструкции изображений, получаемых на основе спиральной КТ с контрастным усилением для оценки патолого-анатомических соотношений, позволяют более наглядно представить имеющиеся изменения и выбрать тот тип хирургического вмешательства, который максимально допустим у конкретного больного. Трехмерное моделирование позволяет спрогнозировать возможные осложняющие моменты хирургического вмешательства и, зная их, в какой-то мере предотвратить в условиях реальной операции.

На настоящем этапе происходит процесс интеграции процесса диагностического мышления хирургов и лучевых диагностов.

И уже первые результаты свидетельствуют о том, что такое взаимодействие хирургов и лучевых диагностов немаловажно как в осмыслении самого диагностического процесса, т;ак и в переосмыслении ^операционной тактики.

ВЫВОДЫ

1. На основании специально проведенных компьютерно-томографических исследований разработана методология трехмерного моделирования с целью предоперационной оценки возможности удаления новообразований печени, поджелудочной железы и забрюшинного пространства с учетом выявленных особенностей кровоснабжения, что названо виртуальной хирургией.

2. Наиболее безопасным для контрастного усиления при спиральной КТ является использование современных неионных рентгеноконтрастных средств. Их сравнительная характеристика показала, что для диффенциальной диагностики

42

оптимально использовать димерные препараты, а для комплексных трехмерных реконструкций - мономерные контрастные препараты.

3. При нативном сканировании информация о наличии новообразований, их характере и соотношении с сосудами недостаточна как для диагностики, так и для решения вопроса о тактике хирургического вмешательства. Для этого необходим пакет данных, которые возможно получить лишь при спиральной компьютерной томографии с болюсным контрастным усилением и последующей трехмерной реконструкцией с целью определения эффективности оперативного вмешательства.

4. Выработанная система построения трехмерных реконструкций при образованиях каждого органа брюшной полости и забрюшинного пространства универсальна и может быть использована при любом виде патологических изменений. Обязательное соблюдение порядка выполнения реконструкций обеспечивает быстрое и удобное манипулирование ими при виртуальной операции.

5. Проведенные исследования показали необходимость использования предлагаемой методологии у пациентов, у которых важно решить вопрос о возможности проведения оперативного вмешательства, об изменении его тактики на дооперационном этапе. Наиболее эффективна эта методология при заболеваниях печени, неорганных забрюшинных образованиях и почках.

6. Виртуальные операции в большинстве случаев совпадали с результатами реальных операций. Отрицательные результаты у 20% пациентов объясняются тем, что при виртуальной хирургии невозможно смоделировать диффузные изменения тканей (отеки, инфильтрацию, фиброз), учесть степень подвижности органов и возможные осложнения в ходе хирургического вмешательства. Наиболее сложно передать эти изменения при заболеваниях поджелудочной железы.

7. Система проведения виртуальной операции и последующее её архивирование позволяют в случаях расхождения полученных данных ретроспективно проанализировать результаты, чтобы понять причины ошибок как в самом диагностическом процессе, так и в интраоперационной тактике, которые зачастую бывают вызваны недооценкой объективных данных и ограниченными возможностями технического оснащения.

8. Созданная методология, в большинстве случаев, обеспечивает высокую степень информативности для решения как диагностических, так и чисто хирургических задач, что, по сути, является первым этапом интеграции двух специальностей -лучевой диагностики и клинической оперативной хирургии. Наличие соответствующего технического оснащения позволяет добиться условий, при которых практически каждую реальную операцию можно будет моделировать на дооперационном этапе.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Виртуальную хирургию рационально использовать в многопрофильных клиниках, где проводят сложные плановые комбинированные вмешательства на органах брюшной полости и забрюшинного пространства и где имеются необходимое оборудование и возможности для виртуальных операций.

2. Перед выполнением спиральной КТ с контрастным усилением клиницист должен объяснить диагносту круг вопросов, на которые он хотел бы получить ответы в ходе КТ исследования. Исходя из этого, диагност выбирает программу исследования и выполняет трехмерные реконструкциии для последующего виртуального вмешательства.

3. Наиболее безопасным для контрастного усиления при спиральной КТ является использование современных неионных рентгеноконтрастных средств. Их сравнительная характеристика показала, что для диффенциальной диагностики оптимально Использовать димерные препараты, которые позволяют достичь высоких градиентов плотности и равномерного их накопления паренхимой органов во все фазы контрастирования.

4. Для комплексных трехмерных реконструкций оптимальным является КТ исследование в фазу воротной вены с мономерными рентгеноконтрастными препаратами. В эту фазу насыщение сосудистого русла больше, чем при использовании димерных препаратов. Фаза воротной вены позволяет одномоментно моделировать как само образование, так артерии и вены. Для выполнения трехмерных реконструкций с последующей виртуальной хирургией целесообразно использовать мономерные неионные рентгенконтрастные препараты.

5. Построение трехмерных изображений в различные фазы контрастирования зависит от скорости и объема введения контрастного вещества, времени его накопления в зоне интереса. Поэтому моделирование изменений в сосудах лучше проводить в соответствующую (артериальную или венозную) фазу, изменений в паренхиматозных органах и мягких тканях - в фазу максимального насыщения их контрастным веществом.

6. При выполнении трехмерных реконструкций необходимо соблюдать определенную последовательность: патологический очаг, сосуды, паренхиматозные органы, полые органы, скелетно-мышечные структуры. Это позволяет быстро и эффективно манипулировать комплексным изображением.

7. Манипуляции с объемным изображением на компьютере необходимо выполнять совместно диагносту и хирургу. Все этапы виртуальной операции должны быть фиксированы на пленку, а основное изображение необходимо сохранять в компьютере или на оптическом диске до проведения хирургической операции.

8. Данные виртуальной операции и хирургического вмешательства анализируются совместно диагностом и хирургом для сопоставления полученных результатов.

9. При несовпадении результатов виртуальной хирургии с хирургическим вмешательством лучевому диагносту совместно с хирургом необходимо провести разбор ошибок на сохраненных трехмерных изображениях, чтобы понять причину расхождений, и использовать накопленный опыт в аналогичных ситуациях.

, Список публикаций по теме диссертации

1. Г.Г.Кармазановский, И.В.Шипулева, Е.Б.Гузеева. «Спиральная компьютерная томография печени и желчных путей» глава 14 в монографии Г.Г.Кармазановский, Н.С.Никитаев, М.Ю.Вилявин. Компьтерная томография печени и желчных путей.\\ Паганель-Бук. Москва., 1997, 327-352 с.

2. Г.Г.Кармазановский, Е.Б.Гузеева. «Лучевая диагностика» в атласе В.Д.Федоров, И.М.Буриев, Р.З.Икрамов "Хирургическая панкреатология". Мультимедийный атлас операций на поджелудочной железе\\ М. ООО "Кордис медиа", CD-ROM, 1997.

3. В.Д.Федоров, Г.Г.Кармазановский, В.А.Кубышкин, В.А.Вишневский, И.В.Шипулева, Е.Б.Гузеева, А.В.Чжао Спиральная компьютерная томография в диагностике заболеваний печени\\ М., Хирургия, 1998, № 5, с. 9-14.

4. Г.Г. Кармазановский, Е.Б. Гузеева, И.В. Шипулева. Спиральная компьютерная томография при заболеваниях органов гепатопанкреатодуоденальной зоны\\ Анналы хирургической гепатологии, 1998, том 3, № 2, с.15-23.

5. Г.Г. Кармазановский, Е.Б. Гузеева. Спиральная KT в хирургии - роль трехмерной реконструкции (3D)\\Georgian Journal of Radiology .Tbilisi 1998, № 2, с. 57-60.

6. В .А. Вишневский, A.B. Чжао, Е.Б. Гузеева, A.B. Гаврилин, Р.З. Икрамов. Предоперационное планирование вмешательств на печени\\ Материалы VI международной конференции хирургов-гепатологов стран СНГ, Анналы хирургической гепатологии, 1998, том 3, № 3, с. 263, Киев, ноябрь.

7. В.А. Кубышкин, ВА. Вишневский, В.А. Чжао, A.B. Вуколов, Р.З. Икрамов, Е.Б. Гузеева. Панкреатогастростомия. Первый опыт\\ Материалы VI международной конференции хирургов-гепатологов стран СНГ, Анналы хирургической гепатологии, 1998, том 3, №3, с. 229-230, Киев, ноябрь.

8. Г.Г. Кармазановский, Е.Б. Гузеева, И.М. Буриев, Е.В. Акимова. Диагностика карциноидных опухолей поджелудочной железы//Материалы конференции "Современные возможности лучевой диагностики заболеваний и повреждений у военнослужащих", 15-16 апреля 1999, Санкт-Петербург, с. 70-71.

9. Г.Г. Кармазановский, Е.Б. Гузеева. KT с котрастным усилением в диагностике панкреатитов\\Медицинская визуализация, 1999, № 2, с.41-48.

10. Г.Г. Кармазановский, Е.Б.Гузеева, И.В. Башкиров. KT анатомия брюшной полости и малого Ta3a//CD-ROM ООО "ПО ВИДАР" 1999г.

11. Г.Г .Кармазановский, Е.Б.Гузеева. «Рентгенологическое исследование. Компьютерная рентгеновская и магнитно-резонансная томография» глава 5: в монографии В.Д.Федоров, И.М.Буриев, Р.З.Икрамов Хирургическая панкреатоло-гия (руководство для врачей)\\ М."Медицина", 1999, с. 69-82.

12. Старков Ю.Г., Стрекаловский В.П., Вишневский В.А., Кармазановский Г.Г., Григорян P.C., Ризаев К.С., Гузеева Е.Б. Роль дивертикулов папиллярной области двенадцатиперстной кишки в развитии стриктур дистальных отделов общего желчного и главного панкреатического протоков и заболеваний патогенетически связанных с желчной и панкреатической гипертензией\\Российский гастроэнтерологический журнал, 2000, № 3, с. 11-15.

13. G.G.Karmazanovsky, V.D.Fedorov, E.B.Guzeeva, V.V.Tsvirkun, I.M.Buriev, V.F.Prizov, V.M.Mosin. New possibilities of CT-virtual surgery//ECR (European Congress of Radiology) March 5-10/2000A^icnna/Austria//ECR/Number 2, February 2000, p. 190 N620.

14. В.Д. Федоров, Г.Г. Кармазановский, В.В. Цвиркун, Е.Б. Гузеева, И.М. Буриев. Новые возможности спиральной компьютерной томографии - виртуальная хирургия//"Медицинская визуализация", 2000, № 2, с. 15-19,

15. В.А. Кубышкин, М.Ю. Вилявин, Е.Б. Гузеева. «Компьютерно-томографическая диагностика острого панкреатита» глава 3 в монографии Кармазановский Г.Г., Федоров В.Д. Компьютерная томография поджелудочной железы и органов забрюшинного пространства\\Москва,"Паганель", 2000, с. 27-46.

16. Г.Г. Кармазановский, Е.Б. Гузеева, М.Ю. Вилявин. «Симптоматика хронического панкреатита при спиральной компьютерной томографии с болюсным контрастированием» глава 4.2. в монографии Кармазановский Г.Г., Федоров В.Д. Компьютерная томография поджелудочной железы и органов забрюшинного пространства\\Москва, "Паганель", 2000, с. 56-60.

17. Г.Г. Кармазановский, Е.Б. Гузеева. «Применение спиральной компьютерной томографии после панкреатодуоденальной резекции» глава 6.1.3. в монографии Кармазановский Г.Г., Федоров В.Д. Компьютерная томография поджелудочной железы и органов забрюшинного\\Москва, "Паганель", 2000, с. 90-98.

18. Г.Г. Кармазановский, В.А. Кубышкин, Е.Б. Гузеева, М.Ю. Вилявин, Г.Б. Марина. «Компьютерная томография в диагностике осложнений операций на поджелудочной железе» глава 6.2. в монографии Кармазановский Г.Г., Федоров В.Д. Компьютерная томография поджелудочной железы и органов забрюшинного пространства\\Москва, "Паганель", 2000, с. 100-105.

19. Г.Г. Кармазановский, В.Д. Федоров, Е.Б. Гузеева, И.В. Шипулева. «Клиническое значение мультипланарных и трехмерных реконструкций при СКТ с контрастным усилением» глава 10. в монографии Г.Г.Кармазановский, В.Д.Федоров, И.В.Шипулева Спиральная компьютерная томография в хирургической гепатологии //М.Издательский дом "Русский врач" , 2000, с. 138149.

20. Г.Г. Кармазановский, Е.Б. Гузеева, И.В. Шипулева, И.М. Буриев," Е.В. Акимова, Г.Б. Марина. СКТ с болюсным контрастным усилением при заболеваниях поджелудочной железы//Хирургия поджелудочной железы, ИХВ, Российская ассоциация хирургов-гепатологов, Общество хирургов Германии, 23-24 мая 2000, с. 62-63.

21. В.Д. Федоров, Г.Г. Кармазановский, В.В. Цвиркун, Е.Б. Гузеева, И.М. Буриев. Новые возможности оценки поражения поджелудочной железы-виртуальная хирургия/УХирургия поджелудочной железы, ИХВ, Российская ассоциация хирургов-гепатологов, Общество хирургов Германии, 23-24 мая 2000, с. 144-146.

22. G.G.Karmazanovsky,V.D.Fedorov,E.B.Guzeeva Comparative assessment of monomer and dimer CM for spiral CT in surgical clinic/VSuppl 1 Vol 11 N2 Eur Radiol\Febr. 2001, Vienna, Austria.

23. Р.С.Григорян, Ю.Г.Старков, Г.Г.Кармазановский, Е.Б.Гузеева, Н.Д.Скуба, Е Солодинина, О.О. Самойлова Роль современных методов диагностики г выполнении эндоскопической папиллосфинктеротомии у больных с дивертикула папиллярной области двенадцатиперстной кишки// Медицинская визуализация, 20 № 2, с. 48-53.

24. В.Д. Федоров, Г.Г. Кармазановский, В.В. Цвиркун, Е.Б. Гузеева, И.В. Шипулева. Трехмерная реконструкция очаговых образований печени по данным спиральной КТ с болюсным контрастированием как основа виртуальной хирургии\\ Актуальные вопросы диагностики и хирургического лечения метастатического рака печени. ИХВ,Российская ассоциация хорургов-гепатологов,Общество хирургов Германии, 5-6 июня 200, с.169-170.

25. М.В. Мелихова, М.Ю. Вилявин, Е.Б. Гузеева, Н.Д. Скуба, В.В. Цвиркун, Г.Г. Кармазановский. Компьютерная томография в дифференциальной диагностике забрюшинных неорганных опухолей// «Алгоритмы в лучевой диагностике и программы лучевого и комплексного лечения больных» Материалы VIII всероссийского съезда рентгенологов и радиологов. 29 мая-1 июня 2001, Москва, с. 298-300.

Список сокращений

КТ - компьютерная томография

СКТ - спиральная компьютерная томография

УЗИ - ультразвуковое исследование

МРТ - магнитно-резонансная томография

НЗО - неорганное забрюшинное образование

КУ - контрастное усиление

ПЖ - поджелудочная железа

НПВ - нижняя полая вена

РХПГ - ретроградная холангиопанкреатография OOP - околоопухолевая резекция

MPR - мультипланарная реконструкция

3D - трехмерная реконструкция

ПЖ - поджелудочная железа

ФНГ - фокальная нодулярная гиперплазия

РКС - рентгеновские контрастные средства