Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. История развития и использование метода чрескожной вертебропластики в лечении патологии позвоночника (обзор литературы) 16
1.1. Исторические аспекты применения полиметилакрилатов и метода чрескожной вертебропластики в хирургическом лечении патологии позвоночника 19
1.2. Литературные данные о современном состоянии проблемы -лечении остеопороза позвоночника 32
1.3. Литературные данные о современном состоянии проблемы -лечении неосложненных компрессионных переломов травматической природы 43
1.4. Литературные данные о современном состоянии проблемы -лечении агрессивных гемангиом позвонков 66
1.5. Литературные данные о современном состоянии проблемы -лечении онкологических поражений позвоночника 83
ГЛАВА II. Материалы и методы исследования 104
2.1. Этапы выполнения работы 104
2.2 Направления и методы экспериментальных исследований 106
2.3 Сравнение прочностных свойств и выраженности экзотермической реакции костных цементов используемых при пункционной вертебропластике 107
2.4 Исследования антропометрических данных тел позвонков и динамических показателей до и после экспериментальной вертебропластики 109
2.5 Методика определения основных анатомических параметров и объема тел трупных позвонков с использованием спирального компьютерного томографа 111
2.6 Методика определения объема тел трупных позвонков с использованием математической формулы 115
2.7 Определение основных анатомических параметров и объема тел трупных позвонков методом погружения в жидкость 116
2.8 Методика определения основных анатомических параметров и объемов тел позвонков случайной выборки людей с использованием спирального компьютерного томографа 116
2.9 Экспериментальная вертебропластика трупных позвонков 117
2.10 Направления и методы клинических исследований 120
2.11 Характеристика больных с агрессивными гемангиомами,
получивших курс лучевой терапии (ЛТ) 138
2.12 Инструментарий для перкутанной вертебропластики 140
2.13 Методы статистической обработки 141
ГЛАВА III. Особенности хирургической техники при выполнении вертебропластики 143
3.1 Пункционные иглы 143
3.2 Обезболивание 150
3.3 Особенности навигации игл в тело позвонка 152
3.4 Особенности хирургических доступов к телам позвонков 156
3.5 Миксеры композитных материалов 163
3.6 Системы введения костного цемента 165
ГЛАВА IV. Результаты экспериментальных исследований 176
4.1 Результаты исследования физических свойств костных цементов 176
4.2 Результаты экспериментальных исследований тел позвонков кадаверов 193
4.3 Хирургическая анатомия и результаты расчетов объемов тел позвонков 209
ГЛАВА V. Метод вертебропластики в лечении остеопоротических деформаций 223
5.1 Результаты объективного обследования больных 224
5.2 Результаты лабораторных методов диагностики 231
5.3 Результаты инструментальных методов диагностики 236
5.4 Особенности веноспондилографии 247
5.5 Особенности костной пластики остеопоротических деформаций тел позвонков 247
5.6 Сравнительные результаты методов лечения остеопоротических
деформаций тел позвонков 255
ГЛАВА IV. Результаты лечения агрессивных гемангиом 264
6.1 Результаты объективного обследования больных 264
6.2 Результаты инструментальных методов диагностики 272
6.3 Результаты гистологических исследований 281
6.4 Понятие агрессивности гемангиом, показания к хирургическому лечению 281
6.5 Результаты лечения агрессивных гемангиом позвонков методом лучевой терапии 287
6.6 Результаты лечения агрессивных гемангиом позвонков методом пункционной вертебропластики 294
6.7 Сравнение результатов лечения агрессивных гемангиом позвонков методами пункционной вертебропластики и лучевой терапии 302
ГЛАВА VII. Результаты лечения неосложненных переломов тел позвонков травматической природы 306
7.1 Результаты объективного обследования пострадавших 307
7.2 Результаты инструментальных методов диагностики 313
7.3 Анализ результатов консервативного лечения пострадавших с
неосложненными травматическими переломами тел позвонков 318
7.4 Особенности веноспондилографии при компрессионных переломах
травматической природы 322
7.5 Особенности костной пластики компрессионных неосложненныхстабильных переломов тел позвонков 324
7.6 Результаты сравнительного анализа методов лечения компрессионных травматических неосложненных стабильных переломов тел позвонков грудного и поясничного отделов 328
ГЛАВА VIII. Применение метода спондилопластики в лечении онкологических поражений тел позвонков 336
8.1 Результаты объективного обследования больных 336
8.2 Результаты инструментальных методов диагностики 344
8.3 Транскутанная биопсия новообразований позвонков 348
8.4 Особенности операции - костной пластики тел позвонков, пораженных онкологическим процессом 350
8.5 Анализ результатов применения метода вертебропластики у больных с вторичными поражениями тел позвонков онкологической природы 362
ГЛАВА IX. Осложнения перкутанной вертебропластики 373
Заключение и обсуждение 398
I. Обсуждение результатов экспериментального исследования 400
II. Обсуждение результатов клинического исследования 407
Выводы 423
Практические рекомендации 428
Список литературы 431
- Исторические аспекты применения полиметилакрилатов и метода чрескожной вертебропластики в хирургическом лечении патологии позвоночника
- Направления и методы экспериментальных исследований
- Пункционные иглы
- Хирургическая анатомия и результаты расчетов объемов тел позвонков
Введение к работе
Моему первому Учителю в нейрохирургии —
Василию Федоровичу Янкину посвящаю...
Актуальность. Чрескожная транспедункулярная вертебропластика (костная пластика, перкутанная костная пластика и т.д.) по своей сути и особенностям применения является нейрорадиологической процедурой, в ходе которой в тело частично коллабированного по каким-либо причинам и/или пораженного продуктивным процессом позвонка вводят быстротвердеющий костный цемент, имеющий в своей основе полиметилметакрилат (Galibert P. et al., 1987, Jarvik J.G. et al. 2003, Кущаев СВ. 2008).
Так сложилось, что в Российской Федерации подобные оперативные пособия чаще всего выполняются нейрохирургами или вертебрологами-ортопедами, а не нейрорадиологами. По всей видимости, это обусловлено тем, что при возникновении каких-либо осложнений в ходе вертебропластики больному может потребоваться проведение расширенного оперативного вмешательства в условиях той же лечебной базы, той же хирургической бригадой.
Основной целью вертебропластики является, прежде всего, достаточно раннее по времени восстановление опороспособности поврежденного или пораженного позвонка, достижение аналитического, противоопухолевого эффекта (Diamond Т.Н. et al., 2003, Steens J. et al., 2007). Тем самым, значительно сокращаются сроки стационарного лечения пациента, достигаются исключительно ранняя активизация больного и его социальная адаптация.
Благодаря свойствам костного цемента на основе
полиметилметакрилата методика чрескожной пластики тел позвонков получила за последние двадцать-тридцать лет широкое распространение в
8 Западной Европе и Северной Америке. В последнее десятилетие спондилопластика активно внедряется в некоторых стационарах стран Восточной Европы.
В нейрохирургии использование акрилатов имеет достаточно большую давность. Так, до настоящего времени, применяется пластика дефектов свода и основания черепа композитными материалами на основе полиметилметакрилата. Разработаны композиции костных цементов различных свойств, отличающиеся своей пористостью, вязкостью, временем полимеризации, степенью выраженности экзотермической реакции. В костных цементах в качестве добавок применяются антибактериальные препараты, рентгенконтрастные вещества (Debussche-Depriester С. et al., 1991, Mathis J.M. et al., 2002, 2006).
Таким образом, заняв прочное место в лечении больных остеопорозом, онкологическими поражениями, травматическими повреждениями тел позвонков, миеломной болезнью чрескожная перкутанная вертебропластика, в настоящее время, позиционируется как стандарт в оказании помощи пациентам с целым рядом заболеваний (Kostuik J.P. et al., 1986, Cybulski G.R. 1989, Alleyne C.H. et al, 1995, Molloy A.G. et al., 2003, Steens J. et al., 2007). Активно совершенствуются и разрабатываются системы доставки костного цемента, предлагаются различные химические добавки в костный цемент, активно совершенствуются методики навигации игл.
При анализе иностранной печатной продукции выявлено более 700 литературных источников, посвященных чрескожной вертебропластике. Следует отметить, что публикации в основной массе представлены описанием единичных случаев, наблюдений и не имеют системного полноценного обзора и анализа. Со стремительным совершенствованием систем доставки, костных цементов, методов навигации игл печатная информация быстро устаревает и утрачивает свою актуальность. До сего дня не существует ясных требований к инструментации, композитным
9 материалам, применяемым при костной пластике, не решена проблема определения четких показаний и противопоказаний к проведению операции. Хирурги при проведении вмешательств основываются на собственном опыте и знаниях, почерпнутых из известных литературных источников. Именно поэтому, до сих пор имеет место большое количество интра- и послеоперационных осложнений, не существует стандартов по курации пациентов до и после хирургических пособий.
Отсутствие единства во взглядах на тактику при некоторых заболеваниях позвоночника, травматических неосложненных повреждениях позвонков, отсутствие оптимального алгоритма и методики использования вертебропластики в хирургии позвоночника, а также неоднозначность трактовки опубликованных в литературе результатов вмешательств обусловливают актуальность проведения углубленного экспериментального и клинического исследований в указанном направлении.
Цель работы
Повышение эффективности и качества лечения пациентов с агрессивными гемангиомами и неосложненными деформациями тел позвонков различной этиологии на основе применения современного минимально-инвазивного метода чрескожной костной пластики.
Основные задачи исследования
Провести экспериментальное исследование на аутопсийном материале, направленное на определение основных анатомических параметров тел позвонков, сравнить полученные результаты с выполненными ранее исследованиями. Рассчитать средние значения общих объемов тел позвонков и их межтрабекулярных пространств, определить максимально допустимый объем костного цемента для введения в тела позвонков при перкутанной вертебропластике.
Изучить физические свойства основных видов композитных материалов на основе полиметилметакрилатов применяемых и лицензированных на территории Российской Федерации, разработать
10 рекомендации по их применению в зависимости от патологии позвоночника. Выявить и определить изменения опороспособности тел позвонков в зависимости от количества вводимого в них костного цемента.
Определить необходимость и значимость использования диагностической методики - веноспондилографии перед костной пластикой тел позвонков в зависимости от патологии позвоночника.
Разработать методику интраоперационной навигации пункционных игл (с помощью компьютерной томографии и флюороскопии.), определить показания к различным ее видам и оценить возможности методов.
Провести сравнительный анализ результативности современных методов консервативного лечения компрессионных неосложненных деформаций тел позвонков различной этиологии, агрессивных гемангиом и хирургической методики - перкутанной вертебропластики. На основании полученных результатов разработать и рекомендовать оптимальный алгоритм лечебной тактики.
Определить показания и усовершенствовать методику костной пластики при агрессивных гемангиомах, травматических компрессионных и патологических переломах тел позвонков.
Оценить степени риска для больного при оперативных пособиях с применением вертебропластики, провести анализ интра- и послеоперационных осложнений в зависимости от патологии позвоночника.
Научная новизна
Получены новые сведения необходимые в клинической практике о физических свойствах костных цементов, исследованы прочностные характеристики композитных материалов.
Изучены биомеханические показатели позвонков, их изменение в зависимости от минеральной плотности костной ткани (губчатого вещества и кортикального слоя) и количества вводимого в межтрабекулярные пространства костного цемента.
На основании определения антропометрических данных позвонков предложена схема расчета их общих объемов, объемов межтрабекулярных пространств, что позволило определить максимально допустимое количество инъекционно вводимого костного цемента.
Разработаны и применены в практической деятельности новые устройства для введения костного цемента в тела позвонков (Патент на полезную модель № 72136, от 10.04.2008 г) и для обучения технике операции - транскутанной вертебропластике (Патент на полезную модель №76217 от 17.12. 2007 г).
Определены показания к проведению костной пластики при патологических компрессионных переломах тел позвонков и агрессивных гемангиомах исходя из возможностей стационара, определены сроки лечения необходимость дальнейшего медицинского сопровождения больных, усовершенствована методика костной пластики.
Оценена эффективность различных методов интраоперационной навигации пункционных игл, ее влияние на ход и успешность оперативных вмешательств. На основании комплексного анализа клинических, лучевых, интраоперационных данных сформулированы показания к использованию различных видов навигации.
7. Проведен сравнительный анализ результатов хирургического
лечения неосложненных компрессионных переломов тел позвонков
различной этиологии, агрессивных гемангиом традиционными способами
лечения и методом перкутанной вертебропластики. На его основе
разработан оптимальный алгоритм лечебной тактики в зависимости от
возможностей стационара.
8. Изучены эффективность и значение чрескожной костной пластики в
лечении различной патологии позвоночника.
Практическая значимость
В результате проведенного экспериментального исследования установлены средние значения объемов тел позвонков грудного и
12 поясничного отделов позвоночника, объемы их межтрабекулярных пространств и максимально допустимое количество костного цемента для введения в тела позвонков при спондилопластике.
Определено необходимое количество композитного материала в процентном отношении от общего объема тела позвонка, которое позволяло восстановить его осевую опороспособность.
Определение исчерпывающих показаний и противопоказаний к
чрескожной вертебропластике, усовершенствование методики
хирургических манипуляций, разработка алгоритма применения определенных видов костных цементов, пункционных игл нескольких типоразмеров, диагностической веноспондилографии, внедрение нового устройства для введения композитного материала позволило существенно улучшить результаты хирургического лечения и снизить его риски, а так же значительно улучшить качество жизни оперированных больных.
Рациональное применение методики чрескожной вертебропластики у больных с метастатическими поражениями тел позвонков позволило повысить эффективность комплексного лечения пациентов со злокачественными опухолями, путем обеспечения им более высокого качества жизни.
Основные положения, выносимые на защиту:
Используемые в клинической практике костные цементы обладают различными физическими свойствами (удельной прочностью, временем возникновения полимеризации и степенью выраженности экзотермической реакции). В зависимости от патологии позвоночника предпочтительно применение конкретных (рекомендованных) марок костных цементов, обладающих определенными биофизическими свойствами.
Для достижения основной цели вертебропластики -восстановления опороспособности компремированного позвонка необходимо введение костного цемента, составляющего не менее 20% от его общего объема.
3. Применение метода вертебропластики в лечении
остеопоротических деформаций позволяет существенно улучшить качество
жизни пациентов, достигнуть лучших клинических результатов, чем при
использовании методов традиционной консервативной терапии.
Использование перкутанной вертебропластики в хирургическом лечении агрессивных гемангиом позвонков приводит к радикальному излечению от заболевания. Традиционно применяемая лучевая терапия при лечении пациентов с агрессивными гемангиомами менее эффективна.
Транскутанная методика костной пластики компрессионных неосложненных переломов тел позвонков травматической природы позволяет восстановить уже в процессе оперативного пособия осевую опороспособность компремированных позвонков, через 3 часа — снять все ограничения по активности пострадавших. Тем самым существенно сокращаются сроки пребывания пациентов в стационаре и их нетрудоспособность.
Применение спондилопластики в качестве паллиативной хирургии у больных с метастатическими поражениями позвоночника позволяет в ранние сроки после оперативных пособий уменьшить болевой синдром и восстановить опороспособность компремированных позвонков, что способствует существенному повышению качества жизни у пациентов с раковой болезнью.
Внедрение в практику
Перкутанная вертебропластика в течение последних 6 лет с успехом используется в практической работе клиники нейрохирургии Военно-медицинской академии, нейрохирургических отделений 3-его Центрального военного клинического госпиталя им. Вишневского (г. Москва), 442-ого Военного окружного клинического госпиталя (г. Санкт-Петербург), Окружного военного госпиталя Приволжско-Уральского военного округа (г. Екатеринбург), Главного госпиталя Балтийского флота (г. Калининград) и ряда других стационаров Российской Федерации.
Апробация работы
Результаты работы доложены на заседании Санкт-Петербургской ассоциации нейрохирургов (Санкт-Петербург, 2007), на заседании Французского и Российского обществ нейрохирургов (Каен, Франция, 2006), на Юбилейной всероссийской научно-практической конференции "Поленовские чтения" (Санкт-Петербург, 2006), на Всероссийской научно-практической конференции "Поленовские чтения" (Санкт-Петербург, 2007, 2008), на Всероссийской научно-практической конференции "Высокие медицинские технологии" (Москва, 2006, 2007), на первой Всероссийской конференции по остеопорозу (Ярославль 2009), на заседании Учредительного съезда Ассоциации хирургов-вертебрологов России (Саратов 2009).
Личный вклад автора
Основные положения диссертации, ее содержание разработаны на основании анализа лечения 505 пациентов с различной патологией позвоночника. 317 больным и пострадавшим выполнена перкутанная вертебропластика (384 позвонка). Большинство пациентов оперировано автором в клинике нейрохирургии ВМедА и других стационарах страны (из представленного в работе материала (перкутанная вертебропластика 384 позвонков): 321 (83,6%) операция выполнена лично автором, а остальные при его непосредственном участии). Консервативное лечение и наблюдение за пациентами проводились диссертантом. Весь материал обобщен, проанализирован и описан диссертантом.
Тема и план диссертации, ее основные идеи и содержание разработаны автором на основании многолетних (2003-2009 г.г.) исследований. Во всех совместных исследованиях по теме диссертации, наряду с личным участием в их проведении, автору принадлежит формулирование общей цели и задач конкретной работы, а также анализ полученных данных. Автор принимал личное участие в исследовании, как в
15 клинике нейрохирургии ВМедА им. СМ. Кирова, так и в других стационарах. Все материалы, использованные в диссертационной работе, проанализированы и обобщены лично Мануковским В.А.
Публикации
По материалам диссертационного исследования опубликовано 38 работ в виде статей и тезисов в журналах, сборниках трудов конференций, съездов, симпозиумов, из которых 8 в рецензируемых ВАК журналах. Автор имеет два патента на полезные модели, 12 рационализаторских предложений.
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 471 странице машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, семи глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Список литературы включает 380 различных источников, из которых 229 зарубежных и 151 отечественный. Диссертация иллюстрирована 19 таблицами, 140 рисунками и 11 графиками.
Исторические аспекты применения полиметилакрилатов и метода чрескожной вертебропластики в хирургическом лечении патологии позвоночника
Чрескожная транспедикулярная (транспедункулярная) вертебропластика, костная пластика, перкутанная цементопластика, композитопластика по своей сути относится к малоинвазивным нейрорадиологическим процедурам, в ходе которой в тело частично коллабированного и/или пораженного продуктивным процессом позвонка вводят быстротвердеющий композитный материал, который имеет общее собирательное наименование - костного цемента (Galibert P. et al., 1987, Jarvik J.G. et al. 2003, Кущаев C.B. 2008).
Основной целью вертебропластики является восстановление опороспособности пораженного или поврежденного позвонка, достижение аналгетического, противоопухолевого эффекта (Diamond Т.Н. et al., 2003, Steens J. et al., 2007). Исследования последнего времени доказывают высокую эффективность вертебропластики в лечении больных с компрессионными переломами позвонков травматической этиологии, патологическими переломами вследствие остеопороза, опухолями позвоночника различной этиологии, гемангиомами тел позвонков (Kostuik J.P. et al., 1986, Cybulski G.R. 1989, Alleyne C.H. et al., 1995, Molloy A.G. et al., 2003, Steens J. et al., 2007).
В основе методики костной пластики лежит применение полиметилметакрилатов с разнообразными добавками, или каких-либо других химических соединений (Debussche-Depriester С. et al., 1991, Mathis J.M. et al., 2002, 2006).
Полиметилметакрилат как химическое соединение для широкого использования в медицине в качестве пластического материала был разработан в 30-х годах XX столетия (Belkoff S.M. et al., 2000). Первоначально вещества на основе эфиров акриловой и метакриловой кислот применялись в ортопедической стоматологии, и сегодня множество современных композиционных пломбировочных материалов содержит в качестве органической основы полифункциональные метакрилаты. В 1930 году Otto Room впервые использовал в качестве пломбировочного материала костный цемент для протезирования нижней челюсти. В дальнейшем, в течение следующей декады, многими челюстно-лицевыми хирургами в Западной Европе выполнялась имплантация метилметакрилатов с пластической и реконструктивной целями (Seppalainen A.M. et al., 1984). Параллельно с разработкой хирургических методик в стоматологии изучались свойства метилметакрилатов. После получения неоспоримых данных о биоинертности композитов последние стали широко использоваться и в других медицинских специальностях. Широкое внедрение композиционных материалов на основе эфиров акриловой и метакриловой кислот с конца 50-х годов прошлого века стало возможным, после получения результатов их успешного применения для фиксации протезов и имплантатов в ортопедической практике. Пионером этого направления считают британского ортопеда сэра J. Charnley, который в 1958 году впервые использовал композит для укрепления протеза головки бедренной кости (Chamley J., 1972, Bostrom М.Р. et al., 1997). Благодаря уникальным свойствам полиметилметакрилата, позволяющего надежно фиксировать протез головки бедренной кости в месте имплантации, методика получила широкое распространение в ортопедии и используется до настоящего времени. Дальнейшие многочисленные исследования показали состоятельность предложенной техники, доказали высокие биомеханические свойства производных акриловых смол, их надежность, прочность и биоинертность. Совершенствование технологии изготовления полиметилметакрилатов привело к появлению специальных композитов для использования в ортопедической практике, так называемых костных цементов (Resnick D.K. et al., 2005).
Однако, использование костных цементов не всегда давало положительный клинический результат. Неудачей закончилось применение композитов в торакальной хирургии (заполнение больших полостей после лобэктомии, удаления туберкулезных очагов). Использовался костный цемент и для заполнения околоносовых пазух. Результаты также были неудовлетворительными и в последующем, после получения серьезных гнойных осложнений от методики костной пластики в отолярингологии отказались.
В нейрохирургии композиционные материалы на основе полиметилметакрилата нашли широкое применение в пластической хирургии (пластика дефектов свода черепа). Использование костного цемента для пластики лобной пазухи, окутывания артериальных аневризм, выполнения окципитоспондилодеза сейчас представляют только исторический интерес (Leeson М.С. et al., 1993).
Направления и методы экспериментальных исследований
При осуществлении первого этапа исследования был проведен анализ отечественной и иностранной литературы, позволивший оценить состояние проблемы - хирургического и консервативного лечения различной патологии позвоночника (агрессивных гемангиом, остеопоротических деформаций, компрессионных переломов, патологических переломов тел позвонков). Изучен опубликованный материал по исследованиям и применению метода костной пластики для лечения перечисленной выше патологии позвоночника. На основании этого были сформулированы требования к системам приготовления и ввода костного цемента, композитным материалам, выделены направления проведения опытно-экспериментальных исследований в лабораторных условиях на аутопсийном материале.
Экспериментальное исследование состояло из двух частей, которые дополняли одна другую и проводились параллельно. Прежде всего, проведено сравнительное исследование основных типов костных цементов, применявшихся при костной пластике (их физических свойств). Далее, выполнено исследование антропометрических данных тел позвонков и проведено изучение их физических свойств до и после костной пластики в лабораторных условиях.
Исследование физических свойств костных цементов проводилось на базе аккредитованной научно-испытательной лаборатории «Политехтест КСМ» ГОУ ВПО Санкт-Петербургского Государственного Политехнического Университета с 2007 по 2009 годы.
Материалом для исследования послужили четыре наиболее распространенных вида костных цементов фирм производителей представленных в России: 1. «Surgical Simplex Р» фирмы «Stryker» (США); 2. «Spineplex» фирмы «Stryker» (США); 3. «Cemento Fixx» фирмы «Synimed» (Франция); 4. «DePuy CMW-3 Gentamicin» фирмы «Johnson& Johnson» (Великобритания).
Первым этапом работы было микроскопическое исследование порошков полимеров перечисленных видов цементов. Порошок полимера располагался на прозрачном стекле и изучался в условиях световой микроскопии (микроскоп "Opton Axiomat" Германия, увеличение 500 крат). Выполнялись микрофотографии, изучались форма и размеры частиц полимеров, сопоставлялись особенности пастообразной консистенции цементов в зависимости от микроскопического строения частиц полимера.
Далее проводили исследование, направленное на определение максимальных значений температуры экзотермической реакции в процессе полимеризации костных цементов. Температура полиметилметакрилатов постоянно регистрировалась на протяжении всех четырех фаз полимеризации, фиксировалось время максимального ее подъема.
После окончательного затвердевания костных цементов и снижения температуры до уровня соответствующего температуре тела человека, образцы извлекались из форм, поверхности их тщательно отшлифовывались до приобретения ими формы куба (рис.2). Полученные формы измеряли, получали значения поперечного сечения и вычисляли площадь сечения.
В последующем, через различное время от момента приготовления костного цемента (2 и 72 часа), исследовалась сопротивляемость деформации статическим сжатием на испытательной машине «FPZ 100/1».
Пункционные иглы
При всей кажущейся простоте, вертебропластика, кифопластика и сакропластика относятся к достаточно трудоемким и серьезным процедурам. Недооценка каких-либо аспектов в подготовке и проведении этих оперативных пособий могла привести к серьезным последствиям. Именно поэтому подробно изучили нюансы подготовки к операции, выбор инструментации и собственно оперативного пособия.
При выполнении костной пластики необходимо было учитывать множество факторов, связанных с оперативной анатомией и нейроортопедическими нарушениями. Только ясное понимание особенностей патологии у реального конкретного больного позволяли достигать хороших результатов и избегать различных осложнений.
Нами использовались практически все виды пункционных игл, предназначенных для биопсии и введения костного цемента. Пункционные иглы были разделены на три группы: - иглы для выполнения пункции тела позвонка и проведения биопсии; - иглы для пункции тела позвонка и выполнения вертебропластики; - иглы манипуляционные, через которые осуществлялось проведение проводников, катетеров и т.д.
Биопсийные иглы рассматривали как инструмент для решения исключительно ограниченной задачи - взятия биоптата. В связи с узконаправленными задачами они изначально не были приспособлены для выполнения каких-либо дополнительных манипуляций. Нами использовались иглы фирмы Optimed (США) обладающие оптимальными характеристиками: достаточной длиной 250 мм и диаметром 13 G. (Рис. 14).
Концевая часть иглы представляла собой коническую режущую поверхность (Рис. 15). При заведении иглы в тело позвонка, после удаления мандрена, режущая поверхность позволяла достаточно просто заполнить просвет иглы биопсийным материалом. Причем хорошо нарезалось и фрагментировалось как губчатое вещество тела позвонка, так и ткань новообразования. К недостаткам иглы следует отнести значительные трудности при прохождении дермы и апоневроза, проведении ее в мягких тканях из-за тупой концевой части. Врезание через кортикальный слой в корень дужки также требовало значительных усилий. При вкручивающих движениях достаточно легко можно было сместиться латерально или медиально, что требовало повторных манипуляций.
Пункционные иглы, предназначенные для костной пластики исключительно разнообразны. Прежде всего, они отличались формой концевой дистальной части, длиной, диаметром, формой манипуляционной ручки.
По длине использовали иглы от 10 до 15 см. Диаметр игл составлял от 13Gflo9G. Концевая дистальная часть была скошенной под 45 град., 75 град., конусообразной с гладким кончиком и конусообразной четырехгранной (пирамидной) (рис. 16, 17).
Использовали и цельнометаллические пункционные иглы без традиционно большой манипуляционной ручки ("Somatex", Германия, рис. 19). Такие иглы применяли, если с большой вероятностью предполагалось использование медицинского молотка для их проведения при прочных и крупных корнях дужек вследствие их остеосклероза в основном в поясничном отделе позвоночника.
В шейном и верхнегрудном отделах позвоночника чаще использовали иглы длиной 10 см. В средне- и нижнегрудном, пояснично-крестцовом отделах - 15 см. В шейном отделе использовали иглы диаметром 13 G, в грудном - 11 G, в поясничном 9-11 G. Считали нецелесообразным выбор для операции заведомо тонких игл (исключение - шейный отдел позвоночника). Пользовались правилом, что диаметр иглы не должен превышать половину ширины корня дуги.
На основании значительного количества оперативных пособий считали, что оба основных варианта исполнения дистальных концов имели свои преимущества и недостатки. Так скошенный кончик иглы позволял при проведении через корень дужки и далее в теле несколько изменять ее направление, поворачивая иглу за пластиковую ручку. Распространение костного цемента из этой иглы происходило эксцентрично, что достаточно часто позволяло выполнить вертебропластику с пункцией тела позвонка с одной стороны. Поворачивая иглу и вводя композитный материал возможно было добиться оптимального распространения цемента в межтрабекулярном пространстве (рис. 20).
При необходимости, используя мандрен иглы выводили практически весь заполняющий ее просвет костный цемент в тело позвонка, который по объему составлял от 0.2 до 1,0 мл (в зависимости от диаметра и длины иглы).
Из недостатков игл со скошенным кончиком отметили большую травматичность при пункции корня дужки, так как зачастую дистальный конец из-за особенностей формы соскальзывал с корня дужки и приходилось повторять попытки пункции. Проведение конусообразных четырехгранных игл осуществлялось практически безболезненно, не требовало использования медицинского молотка, что важно психологически для пациента (при выполнении операции под местной анестезией). Распространение костного цемента из таких игл происходило не только кпереди, но и незначительно в стороны за счет четырехгранного среза. То же относили и к конусообразным круглым иглам, однако, распространение цемента из них отмечено только к передним отделам тела позвонка. К недостаткам конусообразных игл относили невозможность даже незначительного изменения направления их введения. Попытки отклонить иглу могли привести к перелому или разрушению дужки или ее корня.
Резюмируя, отметим, что обязательным для хирурга является соблюдение размеров игл в зависимости от пунктируемых тел позвонков, а применение игл с различной формой дистальной части целиком зависит от предпочтений и опыта хирурга.
Манипуляционные иглы предназначены, прежде всего, для пункции тела позвонка и обеспечения проведения по ним различных направляющих. Особенностью манипуляционных игл являлось то, что они были каннюлированными (рис. 21). После установки иглы в теле позвонка через нее проводилась направляющая спица, игла могла быть удалена и далее по спице устанавливался манипуляционный порт и выполнялась какая-либо процедура.
Хирургическая анатомия и результаты расчетов объемов тел позвонков
Знание хирургической анатомии, объемов тел позвонков и усредненных размеров высоты, ширины, переднезадних их размеров, расстояний между корнями дужек, ширины корней дужек, их высоты и сагиттального угла отхождения дужек от позвонков имеет первостепенное значение. При знании указанных усредненных параметров еще до операции хирург может с высокой долей вероятности подобрать оптимальные по размеру пункционные иглы, рассчитать глубину их введения и объемы вводимого костного цемента. Знание анатомических параметров особенно необходимо при выполнении пластики в условиях флюороскопической навигации. Расчеты размеров позвонков при флюороскопии затруднены и трудоемки. Оптимальным вариантом выхода из подобной ситуации (при отсутствии КТ навигации) является использование средних статистических данных анатомических параметров тел позвонков.
Данные проведенных исследований по хирургической анатомии в других странах имеют существенные расхождения. По всей видимости, это связано с особенностями жизни, трудовой деятельности и телосложением людей различных национальностей и расовых групп.
Нами проведен расчет параметров тел позвонков случайной выборки анатомических препаратов (187 позвонков). Все полученные значения основных размеров тел позвонков сравнили с данными опубликованных исследований.
Расчет анатомических параметров и объемов тел позвонков Для достижения поставленных целей выполнили КТ исследование на четырехсрезовом спиральном компьютерном томографе Somatom Volume Zoom, Siemens Medical Sulution (Германия) фрагментов позвоночного столба грудного и поясничного отделов с мягкими тканями (кадаверы), фиксированных по стандартной методике в 10% растворе формалина. Всего исследовано 187 позвонков. Фрагменты позвоночника с мягкими тканями располагали в кранио-каудальном направлении, область исследования центровалась точно по центру апертуры гентри. Выполняли цифровую топограмму исследуемой области в боковой проекции. По окончании процесса сканирования реконструкцию изображений проводили с получением двух серий прилегающих срезов толщиной 1,25 мм. Одну серию реконструировали с использованием стандартного алгоритма, другую - с реконструкцией высокого разрешения. Выполнялся расчет основных анатомических параметров тел позвонков (ширина, переднезадний размер, высота, среднее расстояние между корнями дужек, средняя ширина корней дужек). Расчет общих объемов тел позвонков осуществляли с помощью сертифицированного программного обеспечения, использующегося для расчета объемов при анализе компьютерных томограмм, в основе которого применялась формула Симпсона. Для этого, на каждом срезе очерчивались контуры тела позвонка и, учитывая толщину среза каждого изображения и площадь очерченной зоны, рассчитывали объем тела позвонка в см . Погрешность метода составляла не более 0.1 см . Для расчета общего объема учитывались все воксели, попадающие в очерченную зону.
Значительная разница результатов измерений была обусловлена применением различных методик, а также конституциональными особенностями лиц вошедших в группы исследования. Все результаты статистически достоверны. Прослеживалась тенденция к минимальной ширине корней дужек в среднегрудном отделе (ThIV-ThVIII). Наибольшая ширина корней дужек в верхне- и нижне-грудном отделах (ThI-Thll, ТЫХ-ThXII). Интересен факт, выявленный в нашем исследовании, перекликающийся с данными других авторов. Так, для ThVI позвонка чаще были характерны низкие показатели высоты тела, сочетающиеся с малой шириной ножек, и большим расстоянием между корнями дуг позвонков. Нами не выявлены существенные различия в размерах (высоте, ширине и передне-заднем размере) между мужчинами и женщинами. Размеры тел позвонков в поясничном отделе больше, чем в грудном. Обусловлено это большей нагрузкой на поясничный отдел.
Расчет объемов тел позвонков проводили с помощью сертифицированного программного обеспечения, использующегося для расчета объемов при анализе компьютерных томограмм, в основе которого заложена формула Симпсона. Применение этой методики обеспечивало наибольшую точность оценки. Для этого на каждом срезе очерчивались контуры тела исследуемого позвонка. Определяли толщину среза каждого изображения и площадь очерченной зоны, далее рассчитывался объем тела позвонка в см , с точностью до 0,1см . Для расчета общего объема тела позвонка учитывались все воксели, попадающие в очерченную зону.
В последующем осуществляли выделение позвонков, их тщательное препарирование. Отсекались задние структуры позвонков на уровне прикрепления ножек дуги к телу. Препараты освобождались от мягких тканей, с замыкательных пластинок полностью удаляли межпозвонковые диски, передние и задние продольные связки. Препарированные тела позвонков обрабатывали водоотталкивающим лаком и погружали в мерный сосуд с заранее известным объемом воды. Значения между конечным и начальным объемами воды соответствовали общему объему тела позвонка с точностью до 0,1 мл. Полученные данные заносили в таблицы и при делении объемов на половину получали средние значения размеров межтрабекулярных пространств.
