Введение к работе
Актуальность проблемы.
Диагностические методы, способные создавать детальные изображения (УЗИ, КТ, МРТ), 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 A. et al., 1994).
Во многих отношениях ведущим из этих методов является компьютерная томография (КТ). 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 А.В., 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.Шипулева, 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 варианты КТ с контрастным усилением,
при которых возможно получить информацию для виртуальной хирургии без
потери диагностической значимости КТ исследования.
-
Провести анализ информативности спиральной компьютерной томографии при нативном сканировании, при различных протоколах контрастного усиления и трехмерных реконструкций в планировании хирургических вмешательств.
-
Выработать рациональную систему построения трехмерных реконструкций, необходимых для отображения патологических изменений анатомических структур брюшной полости и забрюшинного пространства.
-
Определить показания к проведению персонифицированной виртуальной операции при заболеваниях органов брюшной полости и забрюшинного пространства.
-
Разработать протокол КТ исследования у больных, нуждающихся в виртуальной операции, проводимой совместно хирургом и диагностом.
-
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 забрюпшнного 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
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 НО рисунками. В указателе литературы приведено 1#0 отечественных и 115 зарубежных источников.