Способ хирургической реконструкции передней грудной стенки после обширной резекции грудины комбинированным имплантом, изготовленным путём дублирования трёхмерной стереолитографической модели
METHOD FOR SURGICAL RECONSTRUCTION OF THE ANTERIOR CHEST WALL AFTER EXTENSIVE RESECTION OF THE STERNUM WITH A COMBINED IMPLANT MADE BY DUPLICATING A THREE-DIMENSIONAL STEREOLITHOGRAPHIC MODEL

Изобретение относится к области медицины, а именно к области торакальной хирургии, к способу хирургической реконструкции передней грудной стенки после обширной резекции грудины комбинированным имплантатом, изготовленным путем дублирования трехмерной стереолитографической модели, и может быть использовано при лечении пациентов с рецидивирующем метастатическом плеврите в условиях хирургических, торакальных и других стационаров.
Известен способ пластики обширных пострезекционных окончатых дефектов стенок грудной клетки и/или свода черепа, включающий замещение резецированной стенки наложением на нее биосовместимых имплантатов в виде лоскута никелид-титановой ткани с последующей фиксацией к краям пострезекционного дефекта, (см. патент РФ №2393808, МПК А61В 17/56, 10.07.2010).
Однако известный способ при своем использовании обладает следующими недостатками:
- не обеспечивает надежной фиксации имплантата к пострезекционному дефекту грудной клетки,
- не обеспечивает в достаточной степени облитерацию плевральной полости,
- не обеспечивает заполнение объема пострезекционного дефекта при использовании имплантата,
- не обеспечивает в достаточной степени уменьшение экскурсии грудной клетки,
- в недостаточной степени обеспечивает предотвращение экссудации,
- не обеспечивает исключения возможности проникновения инфекции в местах рассечения костных структур и размещения имплантата,
- не обеспечивает повышение качества жизни пациентов.
Известен способ замещения пострезекционных дефектов грудной стенки после выполнения удаления опухоли в радикальном объеме с включением в блок резекции костных структур в виде ребер и грудины с последующим размещением в дефекте индивидуально изготовленного эндопротеза из никелида титана и фиксацией его к костным структурам, (см. А.А. Жеравин и др. «Реконструкция грудной стенки и использованием никелида титана у онкологических больных», Сибирский онкологический журнал 2015 №36, с. 31-38).
Однако известный способ, выбранный нами в качестве прототипа, при своем использовании обладает следующими недостатками:
- не обеспечивает надежной фиксации имплантата к пострезекционному дефекту грудной клетки,
- не обеспечивает в достаточной степени облитерацию плевральной полости,
- не обеспечивает заполнение объема пострезекционного дефекта при использовании имплантата,
- не обеспечивает в достаточной степени уменьшение экскурсии грудной клетки,
- в недостаточной степени обеспечивает предотвращение экссудации,
- не обеспечивает исключения возможности проникновения инфекции в местах рассечения костных структур и размещения имплантата,
- не обеспечивает повышение качества жизни пациентов.
Задачей изобретения является создание способа хирургической реконструкции передней грудной стенки после обширной резекции грудины комбинированным имплантатом изготовленным путем дублирования трехмерной стереолитографической модели.
Техническим результатом является обеспечение надежной фиксации имплантата к пострезекционному дефекту грудной клетки, обеспечение в достаточной степени облитерации плевральной полости, обеспечение заполнения объема пострезекционного дефекта при использовании имплантата, обеспечение в достаточной степени уменьшение экскурсии грудной клетки, обеспечение предотвращение экссудации, исключение возможности проникновения инфекции в местах рассечения костных структур и размещения имплантата, а также обеспечение повышения качества жизни пациентов.
Технический результат достигается тем, что предложен способ хирургической реконструкции передней грудной стенки после обширной резекции грудины комбинированным имплантатом изготовленным путем дублирования трехмерной стереолитографической модели, характеризующийся тем, что перед выполнением хирургической реконструкции визуализируют методом мультиспиральной компьютерной томографии объем поражения передней грудной стенки, оценивают распространенность опухолевого процесса и планируют объем резекции грудины и мягких тканей грудной стенки, затем выполняют трехмерное компьютерное моделирование грудно-реберного комплекса с использованием пакета программ Inobitec DICOM Viewer и Blender, с использованием заранее подготовленной стереолитографической модели удаляемой части грудины выполняют на FDM принтере печать формы для изготовления имплантата из костного цемента для использования во время выполнения хирургического вмешательства, при этом форму для изготовления имплантата изготавливают из биологически совместимого стоматологического силикона, после осуществления анестезиологического пособия при положении пациента на спине с приведенными вдоль тела руками выполняют Т-образный разрез кожного покрова, при этом поперечный разрез выполняют над ключицами и продольный разрез по средней линии тела от яремной вырезки до 4-6 межреберья, послойно рассекают подкожную клетчатку, собственную фасцию груди, выделяют и отсекают большие грудные мышцы от места их прикрепления к грудине и хрящевым отрезкам 2-7 ребер, мышцы отводят до уровня среднеключичных линий в латеральном направлении, формируют канал в ретростернальном пространстве за рукояткой грудины и канал на уровне поперечного пересечения грудины на уровне 3-4 межреберья, в поперечном направлении пересекают грудину с использованием стернотома или пилы Джигли, подтягивают удаляемую часть грудины кверху и последовательно пересекают грудино-реберные сочленения, выполняют экзартикуляцию в грудино-ключичных суставах, после гемостаза выполняют реконструктивный этап операции, в процессе которого на предоперационно подготовленной форме для изготовления имплантата размечают и наносят фактические границы выполненной резекции рукоятки и тела грудины пациента, выполняют стерилизацию формы для изготовления имплантата и с использованием размеченных границ заполняют форму самоотверждающимся рентгеноконтрастным цементом с антибактериальным препаратом и формируют имплантат для реконструкции передней грудной стенки, затем до завершения отверждения цемента имплантата в его тело вдавливают предварительно подготовленную сетку из никелида титана, размеры которой превышают размеры имплантата на 20-30 мм для использования при фиксации имплантата к хрящевым отрезкам ребер, после отверждения материала имплантата его извлекают из формы и выполняют по всей его длине сквозные отверстия для использования в процессе фиксации имплантата к грудине и ребрам, на нижней части тела имплантата размещают и параллельно закрепляют с использованием трех винтов две фиксирующие титановые пластины с шестью отверстиями фиксации, также в теле имплантата просверливают отверстия для обеспечения оттока образующейся жидкости из ретростернального пространства, подготовленный имплантат интраоперационно укладывают в хирургически сформированный дефект передней грудной стенки и фиксируют к грудинным концам ключиц 8-образными сухожильными швами нитью FiberTap, выполняют фиксацию имплантата к телу грудины тремя винтами через отверстия фиксирующих титановых пластин, имплантат фиксируют к хрящевым отрезкам 2-3 ребер непрерывным обвивным швом через выступающие края сетки из никелида титана, ретростернальное пространство дренируют через контрапертуру силиконовым дренажом, а также дренируют субпекторальное пространство, затем большие грудные мышцы выделяют до уровня средней ключичной линии, перемещают в центральном направлении и фиксируют к ранее наложенным швам на передней поверхности установленного имплантата, закрывая последний, выполняют послойное ушивание подкожной клетчатки и кожного покрова. При этом в качестве антибактериального препарата самоотверждающегося рентгенокон-трастного цемента используют ванкомицин или гентамицин.
Способ осуществляется следующим образом. Перед выполнением хирургической реконструкции визуализируют методом мультиспиральной компьютерной томографии объем поражения передней грудной стенки, оценивают распространенность опухолевого процесса и планируют объем резекции грудины и мягких тканей грудной стенки.
Выполняют трехмерное компьютерное моделирование грудно-реберного комплекса пациента с использованием пакета программ Inobitec DICOM Viewer и Blender и с использованием заранее подготовленной стереолитографической модели удаляемой части грудины выполняют на FDM принтере печать формы для изготовления имплантата из костного цемента для использования во время выполнения хирургического вмешательства. При этом форму изготавливают из биологически совместимого стоматологического силикона.
После осуществления анестезиологического пособия при положении пациента на спине с приведенными вдоль тела руками выполняют Т-образный разрез кожного покрова. При этом поперечный разрез выполняют над ключицами и продольный разрез по средней линии тела от яремной вырезки до 4-6 межреберья. Послойно рассекают подкожную клетчатку, собственную фасцию груди, выделяют и отсекают большие грудные мышцы от места их прикрепления к грудине и хрящевым отрезкам 2-7 ребер. Мышцы отводят до уровня среднеключичных линий в латеральном направлении, формируют канал в ретростернальном пространстве за рукояткой грудины и канал на уровне поперечного пересечения грудины на уровне 3-4 межреберья.
В поперечном направлении пересекают грудину с использованием стернтома или пилы Джигли, подтягивают удаляемую часть грудины кверху и последовательно пересекают грудино-реберные сочленения и выполняют экзартикуляцию в грудино-ключичных суставах.
После гемостаза выполняют реконструктивный этап операции, в процессе которого на предварительно подготовленной форме для изготовления имплантата размечают и наносят фактические границы выполненной резекции рукоятки и тела грудины пациента. Выполняют стерилизацию формы для изготовления имплантата. С использованием размеченных границ заполняют форму для Изготовления имплантата самоотверждающимся рентгеноконтрастным цементом с антибактериальным препаратом и формируют имплантат для реконструкции передней грудной стенки. При этом в качестве антибактериального препарата самоотверждающегося рентгеноконтрастного цемента используют гентамицин или ванкомицин.
Затем до завершения отверждения цемента имплантата в его тело вдавливают предварительно подготовленную сетку из никелида титана, размеры которой превышают размеры имплантата на 20-30 мм для использования при фиксации имплантата к хрящевым отрезкам ребер.
После отверждения цемента материала имплантата его извлекают из формы и выполняют по всей его длине сквозные отверстия для использования в процессе фиксации имплантата к грудине и ребрам. На нижней части тела имплантата размещают и параллельно закрепляют с использованием трех винтов две фиксирующие титановые пластины с шестью отверстиями фиксации. Также в теле имплантата просверливают отверстия для обеспечения оттока образующейся жидкости из ретростернального пространства.
Подготовленный имплантат интраоперационно укладывают в хирургически сформированный дефект передней грудной стенки и фиксируют к грудинным концам ключиц 8-образными сухожильными швами нитью FiberTape (2mm, 54’’ (137, 2 cm), 36’’ working length). Выполняют фиксацию имплантата к телу грудины винтами через отверстия фиксирующих титановых пластин. Имплантат фиксируют к хрящевым отрезкам 2-3 ребер непрерывным обвивным швом через выступающие края сетки из никелида титана.
Ретростернальное пространство дренируют через контрапертуру силиконовым дренажом, а также дренируют субпекторальное пространство. Затем большие грудные мышцы выделяют до уровня средней ключичной линии, перемещают в центральном направлении и фиксируют к ранее наложенным швам на передней поверхности установленного имплантата, закрывая последний. Выполняют послойное ушивание подкожной клетчатки и кожного покрова.
Среди существенных признаков, характеризующих предложенный способ хирургической реконструкции передней грудной стенки после обширной резекции грудины комбинированным имплантатом изготовленным путем дублирования трехмерной стереолитографической модели, отличительными являются:
- визуализация перед выполнением хирургической реконструкции методом мультиспиральной компьютерной томографии объема поражения передней грудной стенки, оценка распространенности опухолевого процесса и планирование объема резекции грудины и мягких тканей грудной стенки,
- выполнение трехмерного компьютерного моделирования грудно-реберного комплекса с использованием пакета программ Inobitec DICOM Viewer и Blender,
- выполнение с использованием заранее подготовленной стереолитографической модели удаляемой части грудины на FDM принтере печати формы для изготовления имплантата из костного цемента для использования во время выполнения хирургического вмешательства, при этом изготовление формы осуществляют из биологически совместимого стоматологического силикона,
- выполнение после осуществления анестезиологического пособия при положении пациента на спине с приведенными вдоль тела руками Т-образного разреза кожного покрова, при этом выполнение поперечного разреза над ключицами и продольного разреза по средней линии тела от яремной вырезки до 4-6 межреберья,
- послойное рассечение подкожной клетчатки, собственной фасции груди, выделение и отсечение больших грудных мышц в месте их прикрепления к грудине и хрящевым отрезкам 2-7 ребер, отведение мышц до уровня средне-ключичных линий в латеральном направлении,
- формирование канала в ретростернальном пространстве за рукояткой грудины и канала на уровне поперечного пересечения грудины на уровне 3-4 межреберья,
- пересечение в поперечном направлении грудины с использованием стернотома или пилы Джигли, подтягивание удаляемой части грудины кверху и последовательное пересечение грудино-реберных сочленений,
- выполнение экзартикуляции в грудино-ключичных суставах,
- выполнение после гемостаза реконструктивного этапа операции, в процессе которого на предоперационно подготовленной форме для изготовления имплантата размечают и наносят фактические границы выполненной резекции рукоятки и тела грудины пациента,
- выполнение стерилизации формы для изготовления имплантата и с использованием размеченных границ заполнение формы самоотверждающимся рентгеноконтрастным цементом с антибактериальным препаратом и формирование имплантата для реконструкции передней грудной стенки,
- вдавливание до завершения отверждения цемента имплантата в его тело предварительно подготовленной сетки из никелида титана, размеры которой превышают размеры имплантата на 20-30 мм для использования при фиксации имплантата к хрящевым отрезкам ребер,
- извлечение после отверждения материала имплантата его из формы и выполнение по всей его длине сквозных отверстий для использования в процессе фиксации имплантата к грудине и ребрам,
- размещение на нижней части тела имплантата и параллельное закрепление с использованием трех винтов двух фиксирующих титановых пластин с шестью отверстиями фиксации,
- просверливание в теле имплантата отверстий для обеспечения оттока образующейся жидкости из ретростернального пространства,
- укладывание подготовленного имплантата интраоперационно в хирургически сформированный дефект передней грудной стенки и фиксация к грудинным концам ключиц 8-образными сухожильными швами нитью FiberTape,
- осуществление фиксации имплантата к телу грудины винтами через три отверстия фиксирующих титановых пластин,
- осуществление фиксации имплантата к хрящевым отрезкам 2-3 ребер непрерывным обвивным швом через выступающие края сетки из никелида титана,
- дренирование ретростернального пространства через контрапертуру силиконовым дренажом, а также дренирование субпекторального пространства,
- выделение больших грудных мышц до уровня средней ключичной линии, перемещение в центральном направлении и фиксация к ранее наложенным швам на передней поверхности установленного имплантата, закрывая последний,
- использование в качестве антибактериального препарата самоотверждающегося рентгеноконтрастного цемента гентамицина или ванкомицина.
Экспериментальные и клинические исследования предложенного способа хирургической реконструкции передней грудной стенки после обширной резекции грудины комбинированным имплантатом изготовленным путем дублирования трехмерной стереолитографической модели показали его высокую эффективность. Предложенный способ хирургической реконструкции передней грудной стенки после обширной резекции грудины комбинированным имплантатом изготовленным путем дублирования трехмерной стереолитографической модели при своем использовании обеспечил надежную фиксацию имплантата к пострезекционному дефекту грудной клетки, обеспечил в достаточной степени облитерацию плевральной полости, обеспечил заполнения объема пострезекционного дефекта при использовании имплантата, обеспечил в достаточной степени уменьшение экскурсии грудной клетки, обеспечил предотвращение экссудации, исключил возможность проникновения инфекции в местах рассечения костных структур и размещения имплантата, а также обеспечил повышение качества жизни пациентов.
Реализация предложенного способа хирургической реконструкции передней грудной стенки после обширной резекции грудины комбинированным имплантатом изготовленным путем дублирования трехмерной стереолитографической модели иллюстрируется следующим практическим примером.
Пример 1. Пациентка X., 50 лет, поступила в ГБУЗ ГКОБ №1 ДЗМ с диагнозом: «Рак левой молочной железы pT1N0M0 R1 (инфильтративный протоковый рак G2 с внутрипротоковым компонентом, pR1, Her2Neu 1+, Ki67 15%, РЭ 7Б, РП 6Б), I ст. Состояние после радикальной резекции 12.2014 г, ДЛТ СОД 45Гр., эндокринотерапии. Прогрессирование от 10.2018 г: солитарный метастаз в рукоятку грудины. В процессе 1 линии гормонотерапии, бифосфонат-терапии. Прогрессирование 09.19 г.: Рост метастатического очага. 4 курса химиотерапии по схеме АС - частичная регрессия».
Пациентке выполнили хирургическую реконструкцию передней грудной стенки после обширной резекции грудины комбинированным имплантатом изготовленным путем дублирования трехмерной стереолитографической модели.
Перед выполнением хирургической реконструкции визуализировали методом мультиспиральной компьютерной томографии объем поражения передней грудной стенки и оценили распространенность опухолевого процесса. Выполнили планирование объема резекции грудины и мягких тканей грудной стенки.
В проекции рукоятки и тела грудины визуализировали образование размером 49x63x67 мм, распространяющееся не переднее средостение и в мягкие ткани передней грудной стенки (SUVmax=11,07). В костях скелета и мягких тканях патологического метаболизма РФП не выявлено. Так же в переднем средостении отмечается наличие лимфатического узла размером 12x10 мм (SUVmax=2.68) с отрицательной динамикой роста 7 мм.
Трепанобиопсия: в 90% ядрах опухолевых клеток (PS5) определили умеренно выраженную экспрессию (IS2) ER при уровне экспрессии TS=7. В ядрах опухолевых клеток (PS0) определили экспрессию (IS1) ER при уровне экспрессии TS=1.
Выполнили трехмерное компьютерное моделирование грудно-реберного комплекса пациентки с использованием пакета программ Inobitec DICOM Viewer и Blender и с использованием заранее подготовленной стереолитографической модели удаляемой части грудины выполнили на FDM принтере печать формы для изготовления имплантата из костного цемента для использования во время выполнения хирургического вмешательства. При этом форму изготовили из биологически совместимого стоматологического силикона.
После осуществления анестезиологического пособия при положении пациента на спине с приведенными вдоль тела руками выполнили Т-образный разрез кожного покрова. При этом поперечный разрез выполнили над ключицами и продольный разрез по средней линии тела от яремной вырезки до 5 межреберья. Послойно рассекли подкожную клетчатку, собственную фасцию груди, выделили и отсекли большие грудные мышцы от места их прикрепления к грудине и хрящевым отрезкам 2-7 ребер. Мышцы отвели до уровня средне-ключичных линий в латеральном направлении, сформировали канал в ретро-стернальном пространстве за рукояткой грудины и канал на уровне поперечного пересечения грудины на уровне 4 межреберья.
В поперечном направлении пересекли грудину с использованием стернотома, подтянули удаляемую часть грудины кверху и последовательно пересекли грудино-реберные сочленения и выполнили экзартикуляцию в грудино-ключичных суставах.
После гемостаза выполнили реконструктивный этап операции, в процессе которого на предварительно подготовленную форму для изготовления имплантата разметили и нанесли фактические границы выполняемой резекции рукоятки и тела грудины пациента. Выполнили стерилизацию формы для изготовления имплантата. С использованием размеченных границ заполнили форму для изготовления имплантата самоотверждающимся рентгеноконтрастным цементом с антибактериальным препаратом и сформировали имплантат для реконструкции передней грудной стенки. При этом в качестве антибактериального препарата самоотверждающегося рентгеноконтрастного цемента использовали ванкомицин.
Затем до завершения отверждения цемента имплантата в его тело вдавили предварительно подготовленную сетку из никелида титана, размеры которой превышают размеры имплантата на 30 мм, для использования при фиксации имплантата к хрящевым отрезкам ребер.
После отверждения цемента материала имплантата его извлекли из формы и выполнили по всей его длине сквозные отверстия для использования в процессе фиксации имплантата к грудине и ребрам. На нижней части тела имплантата разместили и параллельно закрепили с использованием трех винтов две фиксирующие титановые пластины с шестью отверстиями фиксации. Также в теле имплантата просверлили отверстия для обеспечения оттока образующейся жидкости из ретростернального пространства.
Подготовленный имплантат интраоперационно уложили в хирургически сформированный дефект передней грудной стенки пациентки и зафиксировали к грудинным концам ключиц 8-образными сухожильными швами нитью FiberTape (2mm, 54’’ (137, 2 cm), 36’’ working length). Выполнили фиксацию имплантата к телу грудины винтами через отверстия фиксирующих титановых пластин. Имплантат зафиксировали к хрящевым отрезкам 2-3 ребер непрерывным обвивным швом через выступающие края сетки из никелида титана.
Ретростернальное пространство дренировали через контрапертуру силиконовым дренажом, а также дренировали субпекторальное пространство. Затем большие грудные мышцы выделили до уровня средней ключичной линии, переместили в центральном направлении и зафиксировали к ранее наложенным швам на передней поверхности установленного имплантата, закрыв последний. Выполнили послойное ушивание подкожной клетчатки и кожного покрова.
Пациентку активизировали в течение 1-х суток после операции, дренажи удалены из мягких тканей и ретростернального пространства на 3-е сутки после операции. Выписали в удовлетворительном состоянии на 7-е сутки после операции. При контрольной МСКТ грудной клетки - восстановлена анатомическая непрерывность тела и рукоятки грудины, легкие расправлены, структуры средостения не смещены, очаговых и инфильтративных изменений в мягких тканях, плевральных полостях и легких не выявлено.
В результате выполненной хирургической реконструкции передней грудной стенки после обширной резекции грудины комбинированным имплантатом изготовленным путем дублирования трехмерной стереолитографической модели достигнуто обеспечение надежной фиксации имплантата к пострезекционному дефекту грудной клетки, достигнуто обеспечение в достаточной степени облитерации плевральной полости, обеспечение заполнения объема пострезекционного дефекта при использовании комбинированного имплантата, достигнуто обеспечение в достаточной степени уменьшения экскурсии грудной клетки, а также достигнуто обеспечение предотвращения экссудации, исключения возможности проникновения инфекции в местах рассечения костных структур и размещения комбинированного имплантата, а также обеспечено повышение качества жизни пациентов.