СПОСОБ ОЦЕНКИ ВЕРОЯТНОСТИ НАЛИЧИЯ ТЯЖИСТОЙ ПАРАНЕФРАЛЬНОЙ ЖИРОВОЙ КЛЕТЧАТКИ, СПАЯННОЙ С КАПСУЛОЙ ПОЧКИ, ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ ОРГАНОСОХРАНЯЮЩИХ ОПЕРАЦИЙ НА ПОЧКЕ
METHOD FOR EVALUATING PRESENCE PROBABILITY OF TIGHT-BINDING PARANEURAL FAT SOLDERED TO RENAL CAPSULE WHEN PLANNING ORGAN-PRESERVING KIDNEY SURGERIES

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области медицины, а именно к урологии, и может быть использовано на этапе планирования органосохранной операции (ОСО) на почке для прогноза сложности выполнения оперативного вмешательства путем определения вероятности наличия у пациента «сложной» паранефральной клетчатки (APF - Adherent Perinephric Fat).
Уровень техники
В настоящее время согласно рекомендациям Российского общества урологов (РОУ), Европейской ассоциации урологов (EAU - European Association of Urology) и Американской ассоциации урологов (AUA - American urological Association), золотым стандартом в лечении локализованных образований паренхимы почки на стадии Т1а является органосохранная операция (ОСО), при стадии T1b и Т2 ОСО могут быть выполнены при наличии технической возможности проведения оперативного вмешательства (Ljungberg В, Bensalah K, Canfield S, et al. EAU guidelines on renal cell carcinoma: 2014 update. European urology 2015;67(5):913-24; Аляев Ю.Г. ГПВ, Пушкарь Д.Ю. Российске клинические рекомендации по урологии. Геотар-Медиа 2016 с. 496; Campbell S, Uzzo RG, Allaf ME, et al. Renal Mass and Localized Renal Cancer: AUA Guideline. The Journal of urology 2017; 198(3):520-29).
На этапе планирования операции для определения технической возможности проведения ОСО с целью принятия решения о хирургической тактике лечения больного с образованиями почки и возможности прогноза операций на сегодняшний день в мире разработаны и используются более 10 шкал нефрометрической оценки (Hou W, Yan W, Ji Z. Anatomic features involved in technical complexity of partial nephrectomy. Urology 2015; 85(1):1-7).
В основу наиболее часто применяемых шкал нефрометрической оценки (RENAL, PADUA, C-index) входит расчет характеристик, связанных с образованием почки (Kutikov A, Uzzo RG. The R.E.N.A.L. nephrometry score: a comprehensive standardized system for quantitating renal tumor size, location and depth. The Journal of urology 2009; 182(3):844-53; Simmons MN. Morphometric characterization of kidney tumors. Current opinion in urology 2011; 21(2):99-103; Ficarra V, Novara G, Secco S, et al. Preoperative aspects and dimensions used for an anatomical (PADUA) classification of renal tumours in patients who are candidates for nephron-sparing surgery. European urology 2009; 56(5):786-93). На основании морфометрической оценки возможно определить вид хирургического доступа (открытый, лапароскопический, робот- ассистированный), объем оперативного вмешательства (резекция или нефрэктомия), спрогнозировать вероятность развития периоперационных осложнений. Недостатком расчета по нефрометрическим шкалам является отсутствие учета данных, связанных непосредственно с пациентом, включая возраст, пол, коморбидный фон и другие.
Одним из таких важных факторов, не связанных непосредственно с опухолью, но значительно влияющих на сложность ОСО, является наличие у пациента «сложной» паранефральной клетчатки (APF), представленной плотной висцеральной жировой клетчаткой, прочно спаянной с капсулой почки.
Частота встречаемости APF варьируется довольно широко и по разным данным составляет от 10.6% до 55.2% (Lee SM, Robertson I, Stonier T, et al. Contemporary outcomes and prediction of adherent perinephric fat at partial nephrectomy: a systematic review. Scandinavian journal of urology 2017;51(6):429-34; Kocher NJ, Kunchala S, Reynolds C, et al. Adherent perinephric fat at minimally invasive partial nephrectomy is associated with adverse peri-operative outcomes and malignant renal histology. BJU international 2016; 117(4):636-41; Bylund JR, Qiong H, Crispen PL, et al. Association of clinical and radiographic features with perinephric "sticky" fat. Journal of endourology 2013; 27(3):370-3). Такой широкий диапазон связан с тем, что предоперационная оценка присутствия APF субъективна, и может быть объективно произведена хирургом только во время выполнения операции (White WM, Derweesh Ш. Editorial comment. Urology 2013; 81(6):1230-1).
Среди клинических и демографических факторов риска развития APF большое значение имеют: мужской пол, возраст пациента>55 лет, высокий индекс массы тела (ИМТ), наличие гипертонической болезни и сахарного диабета 2 типа (Bylund JR, Qiong Н, Crispen PL, et al. Association of clinical and radiographic features with perinephric "sticky" fat. Journal of endourology 2013; 27(3):370-3; Ji C, Tang S, Yang K, et al. Analysis of Factors Influencing Mayo Adhesive Probability Score in Partial Nephrectomy. Medical science monitor: international medical journal of experimental and clinical research 2017; 23:6026-32).
Присутствие APF у больного затрудняет этап мобилизации образования почки во время операции, в связи с чем, увеличивается время операции. Ввиду сращения паранефрия с капсулой почки во время операции возможен отрыв капсулы почки с травмой паренхимы, в связи с чем, увеличивается объем интраоперационной кровопотери, а также повышается риск возникновения периоперационных осложнений (Bylund JR, Qiong Н, Crispen PL, et al. Association of clinical and radiographic features with perinephric "sticky" fat. Journal of endourology 2013; 27(3):370-3; Kawamura N, Saito K, Inoue M, et al. Adherent Perinephric Fat in Asian Patients: Predictors and Impact on Perioperative Outcomes of Partial Nephrectomy. Urologia internationalis 2018; 101(4):437-42). Учитывая все вышеперечисленное, возможность прогноза APF на этапе планирования операции очень важна как для врача-уролога, так и для пациента.
С целью прогнозирования APF в настоящее время в мире предложено несколько различных методик. Для расчета авторы используют рентгенологические или клинические характеристики пациентов либо их сочетание. Все рентгенологические характеристики основаны на результатах выполненной пациентам мультиспиральной компьютерной томографии с контрастированием (МСКТ) или магниторезонансной томографии (МРТ) на этапе подготовки к оперативному вмешательству.
Для прогноза присутствия APF было предложено проводить определение плотности висцеральной жировой клетчатки, окружающей почку в различных областях. Так Bylund и соавторы обследовали 29 пациентов и обнаружили, что плотность паранефрия в области ворот почки не является достоверным признаком для суждения об APF (Bylund JR, Qiong Н, Crispen PL, et al. Association of clinical and radiographic features with perinephric "sticky" fat. Journal of endourology 2013;27(3):370-3). К тем же выводам в своем исследовании пришли Martin с соавторами, которые при проведении однофакторного анализа обнаружили, что плотность жировой клетчатки при пороговом значении - 80 единиц Хаунсфидда (HU), является прогностическим фактором, при многофакторном анализе данный вывод не нашел свое подтверждение. Однако плотность измерялась только в области ворот почки на уровне почечной вены, а эта небольшая зона не может дать полноценную информацию о состоянии почечной APF (Martin L, Rouviere О, Bezza R, et al. Mayo Adhesive Probability Score Is an Independent Computed Tomography Scan Predictor of Adherent Perinephric Fat in Open Partial Nephrectomy. Urology 2017; 103:124-28).
В публикации Zheng и соавторов представлены результаты исследований, согласно которым для оценки риска выявления APF была использована плотность поверхности паранефрия (PNfsd). В исследуемой области были подсчитаны пиксели, находящиеся в пределах от -190 до -30 HU. Данный показатель плотности был больше у пациентов с APF и показал достоверность при многофакторном анализе в прогнозировании сложности диссекции (р<0,0001) (Zheng Y, Espiritu Р, Hakky Т, et al. Predicting ease of perinephric fat dissection at time of open partial nephrectomy using preoperative fat density characteristics. BJU international 2014; 114(6):872-80).
В мировой медицине наибольшее практическое использование с целью прогноза APF получила шкала MAP (Mayo Adhesive Probability Score) (Davidiuk AJ, Parker AS, Thomas CS, et al. Mayo adhesive probability score: an accurate image-based scoring system to predict adherent perinephric fat in partial nephrectomy. European urology 2014;66(6):1165-71). В основу шкалы MAP положена сумма двух рентгенологических признаков, которые были определены в результате проведения многофакторного анализа. Первый из этих признаков - толщина висцеральной жировой клетчатки от капсулы почки до брюшной стенки на уровне вхождения почечной вены в синус почки (House MG, Fong Y, Arnaoutakis DJ, et al. Preoperative predictors for complications after pancreaticoduodenectomy: impact of BMI and body fat distribution. Journal of gastrointestinal surgery: official journal of the Society for Surgery of the Alimentary Tract 2008; 12(2):270-8). При толщине менее 1,0 см присваивают 0 баллов, от 1,0 см до 1,9 см - 1 балл, более 1,9 см - 2 балла (Фиг. 1). Второй признак - наличие или отсутствие «perinephric stranding» (завитков), т.е. участков неравномерной плотности мягких тканей (Kunin М. Bridging septa of the perinephric space: anatomic, pathologic, and diagnostic considerations. Radiology 1986; 158(2):361-5). Если они отсутствуют, присваивают 0 баллов, если имеются «1 типа» - 2 балла, а при наличии завитков «2 типа» - 3 балла (Фиг. 2). Достоверность данной шкалы была оценена несколькими исследователями в мире при выполнении ОСО из разных хирургических доступов (Kawamura N, Saito К, Inoue М, et al. Adherent Perinephric Fat in Asian Patients: Predictors and Impact on Perioperative Outcomes of Partial Nephrectomy. Urologia internationalis 2018; 101(4):437-42; Martin L, Rouviere O, Bezza R, et al. Mayo Adhesive Probability Score Is an Independent Computed Tomography Scan Predictor of Adherent Perinephric Fat in Open Partial Nephrectomy. Urology 2017; 103:124-28; Dariane C, Le Guilchet T, Hurel S, et al. Prospective assessment and histological analysis of adherent perinephric fat in partial nephrectomies. Urologic oncology 2017; 35(2):39 e9-39 el7; Ishiyama R, Kondo T, Takagi T, et al. Impact of the Mayo Adhesive Probability Score on the Complexity of Robot-Assisted Partial Nephrectomy. Journal of endourology 2018; 32(10):928-33; Khene ZE, Peyronnet B, Mathieu R, et al. Analysis of the impact of adherent perirenal fat on peri-operative outcomes of robotic partial nephrectomy. World journal of urology 2015; 33(11):1801-6).
2
Одним из недостатков шкалы MAP является субъективная оценка в определении второго показателя шкалы - наличие или отсутствие «perinephric stranding» (завитков). В связи с этим, Li и соавторы предложили для прогноза APF использовать двухэнергергетическую компьютерную томографию (DECT) с оценкой зоны интереса (ROI), площадь которой составляла 0,5 см, в венозную фазу DECT. В работу были включены данные 100 пациентов с APF и 50 пациентов без APF, после оценки данных DECT в этих наблюдениях были установлены статистически достоверные различия между группами больных, в связи с чем, авторы сделали заключение о возможности прогноза APF посредством DECT (Li G, Huang W, Xu Q, et al. Application value of dual-energy computed tomography spectrum curve combined with clinical risk factors in predicting adherent perinephric fat. Quantitative imaging in medicine and surgery 2019; 9(8):1421-28).
Другим недостатком шкалы MAP является то, что шкала основана на данных ретроспективного анализа 100 ОСО, выполненных одним хирургом из робот-ассистированного доступа. Учитывая это, Borregales с соавторами усовершенствовали шкалу MAP и помимо 2 рентгенологических характеристик добавили в расчет один клинический признак. В исследовании ретроспективно проанализированы 495 ОСО, выполненных 3 хирургами из открытого и робот-ассистированного доступов. Для установления наиболее значимого клинического признака был выполнен многофакторный регрессионный анализ, по результатам которого в качестве такового выявлен сахарный диабет 2 типа (Borregales LD, Adibi М, Thomas AZ, et al. Predicting Adherent Perinephric Fat Using Preoperative Clinical and Radiological Factors in Patients Undergoing Partial Nephrectomy. European urology focus). При оценке чувствительности и специфичности усовершенствованной прогностической шкалы было установлено, что показатель AUC (Area under curve) составляет 0.84, доверительный интервал (ДИ) составляет 0.78-0.89, что соответствует хорошему качеству прогностической модели.
Несмотря на все положительные стороны усовершенствованной шкалы, в ней остается присутствие субъективного признака - наличие или отсутствие «perinephric stranding» (завитков), при этом необходимо отметить, что данный признак оценивается лишь в венозную фазу МСКТ на одном из срезов в режиме 2D, в связи с чем, возможен неполный учет данных выполненного МСКТ.
Следует отметить, что в ходе проведения МСКТ с контрастированием возможно получение 4-х трехмерных изображений исследуемого пациента в соответствии с фазами выполняемого исследования: нативной, артериальной, венозной и экскреторной. Для совмещения всех этих фаз в единую картину и получения объемного виртуального образа патологического процесса (3D модели) в настоящее время разработаны и широко используются программы трехмерной компьютерной графики.
В мире для построения 3D моделей в медицинских целях используется около 30 графических программных редакторов, которые позволяют построить 3D модели органов и систем организма различной степени сложности. Часть программного обеспечения находится в свободном доступе в интернете и не требует приобретения лицензии для использования. Самыми известными доступными 3D редакторами являются программы «OsiriX», «MicroView», «MIPAV» и другие (Rosset A, Spadola L, Ratib О. OsiriX: an open-source software for navigating in multidimensional DICOM images. Journal of digital imaging 2004; 17(3):205-16).
Положительные стороны использования 3D построений отмечены в большинстве мировых работ по урологии. В прогнозе APF из доступных литературных источников не обнаружено исследований, отражающих возможности использования 3D моделей для оценки вероятности наличия APF при планировании ОСО на почке.
Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение, является разработка способа оценки вероятности наличия «сложной» паранефральной клетчатки (APF) при планировании ОСО на почке, позволяющего спрогнозировать сложность выполнения оперативного вмешательства, а также принять решение о хирургической тактике лечения больного с образованиями почки.
Раскрытие сущности изобретения
Достигаемым техническим результатом является обеспечение достоверной и объективной оценки наличия у пациента «сложной» паранефральной клетчатки (APF) при планировании ОСО на почке за счет определения параметров, полученных на основании данных 3D моделирования почки.
Технический результат достигается за счет реализации способа оценки вероятности наличия «сложной» паранефральной клетчатки (APF) при планировании органосохраняющих операций на почке, включающего построение 3D модели почки по изображениям МСКТ с контрастированием, полученным в нативной, артериальной, венозной и экскреторной фазах, анализ построенной 3D модели с визуальным определением на поверхности паренхимы почки структур в виде выступающих неровностей, образованных Рубцовыми изменениями в паранефральной клетчатке, определение количества данных неровностей, их высоты и максимальной ширины у основания на уровне паренхимы почки, с последующим присваиванием полученным значениям бальной оценки, при этом при отсутствии выступающих неровностей присваивают 0 баллов, при количестве неровностей от 1 до 5 включительно, присваивают 1 балл, более 5 неровностей - 2 балла; при высоте половины и более неровностей от всего выявленного количества неровностей, равной менее 5 мм, присваивают 1 балл, при высоте более 50% неровностей равной и более 5 мм, присваивают 2 балла; при ширине основания на уровне паренхимы почки всех неровности менее 5 мм присваивают 0 баллов, при ширине хотя бы одной неровности от 5 мм и более - 1 балл; осуществляют суммирование полученных баллов и в случае получения значения суммы, от одного до трех баллов, делают вывод о низкой вероятности наличия «сложной» паранефральной клетчатки, при получении значения суммы 4 или 5 баллов, делают вывод о высокой вероятности наличия «сложной» паранефральной клетчатки.
Таким образом, предлагаемый способ основан на использовании диагностической шкалы наличия у пациента APF, представленной набором специфических признаков, каждому из которых присваивается определенное количество баллов, зависящее от выраженности признаков на 3D модели почек пациента, при этом количество баллов прямо коррелирует с вероятностью наличия APF. Предлагаемый способ позволяет оценить вероятность наличия APF у пациента с опухолью почки в предоперационном периоде, и на основе полученных данных спрогнозировать сложность выполнения оперативного вмешательства и принять решение о хирургической тактике лечения.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется иллюстрациями, где на фиг. 1 представлен сагиттальный срез венозной фазы МСКТ пациента с образованием почки, по которому измеряется толщина паранефральной клетчатки в соответствии со шкалой MAP - расстояние между капсулой задней поверхности почки и брюшной стенкой на уровне вхождения почечной вены в синус почки (белая стрелка); на фиг. 2 представлены сагиттальные срезы венозной фазы трех МСКТ пациентов с образованиями почки (А, В и С), по которым определяют тип паранефральной клетчатки по шкале MAP: изображение А характеризуется отсутствием изменений в паранефральной клетчатке которым присваивается - 0 баллов, В - «тип 1», в соответствии с которым в паранефральной клетчатке имеются незначительные завитки в виде тонких и в небольшом количестве затемнений, 2 балла, С -«тип 2», в соответствии с которым в паранефральной клетчатке имеются значительные завитки в виде множественных в большом количестве затемнений, 3 балла; на фиг. 3 представлены три изображения 3D-модели почки, демонстрирующие признаки для расчета APF: А - наличие дополнительных неровностей в проекции паранефральной клетчатки, В - высота неровностей от уровня капсулы почки (белая стрелка), С - наличие широкого основания неровностей на поверхности почки (белый круг); на фиг. 4 представлен сравнительный ROC анализ заявляемого способа на основе 3D моделирования с известным способом, использующим шкалу MAP; на фиг. 5-6 представлены данные клинического примера 1, на фиг. 7-11 данные клинического примера 2, на фиг. 12-14 - данные клинического примера 3.
В частности, на фиг. 5 - приведены данные клинического примера, МСКТ брюшной полости с контрастированием, сагиттальный срез. Оценка по шкале MAP - 3 балла: размер толщины паранефральной клетчатки от капсулы почки и брюшной стенкой 1,6 см (белая стрелка, 1 балл), вид клетчатки 1 «типа» (2 балла); на фиг. 6 - пример оценки APF по заявляемому способу на основе 3D моделирования - 5 баллов: дополнительные неровности - более 5 неровностей (белые стрелки, 2 балла), неровности с широким основанием (белый круг, 1 балл), размер неровностей >5 мм (белая стрелка, 2 балла); на фиг.7 - приведены данные клинического примера УЗИ почек. Рисунок А, Б: левая почка, курсорами обозначено образование левой почки; на фиг. 8 - данные клинического примера, МСКТ брюшной полости с контрастированием, сагиттальный срез. Оценка по шкале MAP - 4 балла: размер толщины паранефральной клетчатки от капсулы почки и брюшной стенкой 1,7 см (белая стрелка, 1 балл), вид клетчатки 2 «типа» (3 балла); на фиг. 9 - пример оценки APF по заявляемому способу на основе 3D моделирования - 5 баллов: дополнительные неровности - более 5 неровностей (белые стрелки, 2 балла), неровности с широким основанием (белый круг, 1 балл), максимальный размер неровностей 7 мм (белая стрелка, 2 балла); на фиг. 10 - 3D компьютерное планирование операции. Изображение А - вид спереди, режим послойной тканевой прозрачности, образование левой почки (белая стрелка). Изображение Б - вид спереди, режим виртуального удаления паренхимы левой почки, образование левой почки (белая стрелка); на фиг. 11 - интраоперационные данные клинического примера этап лапароскопической мобилизации почки белая стрелка А участок не измененной капсулы почки, белая стрелка В участок декапсуляции почки, белая стрелка С плотные сращения паранефральной клетчатки с капсулой почки; на фиг. 12 - представлены результаты УЗИ по клиническому примеру 3. Рисунок А, правая почка, курсорами обозначено образование правой почки; на фиг. 13 - данные клинического примера, МСКТ брюшной полости с контрастированием, сагиттальный срез. Оценка по шкале MAP - 0 баллов: размер толщины паранефральной клетчатки от капсулы почки и брюшной стенкой 1,1 см (белая стрелка, 0 баллов), вид клетчатки 1 «типа» (0 баллов); на фиг. 14 - данные клинического примера оценки APF по заявляемому способу на основе 3D моделирования - 0 баллов: дополнительные неровности - отсутствуют (0 баллов), неровности с широким основанием отсутствуют (0 баллов).
Описание изобретения
Ниже представлено более подробное описание заявляемого способа оценки вероятности наличия APF с использованием диагностической шкалы, полученной на основании 3D моделирования почек.
Способ включает построение 3D модели почки по изображениям мультиспиральной компьютерной томографии с контрастированием (МСКТ), полученным в различные фазы выполняемого исследования: нативной, артериальной, венозной и экскреторной. При этом для построения трехмерной модели используют любой известный из уровня техники графический программный редактор, позволяющий строить 3D модели органов и систем организма различной степени сложности (например, «OsiriX», «MicroView» или «MIPAV»). Для получения 3D модели почки осуществляют совмещение изображений, полученных во всех фазах контрастирования (одновременная визуализация изображений различных фаз контрастирования на 3D изображении). Для получения единой картины левой и правой почки одновременно проводят выделение по отдельности правой и левой почки из данных артериальной фазы. Для интеграции других анатомических структур почки - вен, чашечки, лоханки, мочеточника, паренхимы и образований почки, выравнивание производят к данным артериальной фазы правой и левой почки с околопочечными структурами по отдельности (см., например, Фиев Д.Н. Виртуальное моделирование для выбора метода лечения и планирования операций при хирургических заболеваниях почки: дис. д-р мед. наук. -М., 2014). Далее осуществляют визуальный анализ полученной 3D модели почки, для чего поворачивают трехмерно совмещенные изображения в различных направлениях (во всех режимах 3D моделирования), получая точки обзора поверхности почки из различных ракурсов, и осуществляют при этом осмотр всей поверхности паренхимы почек на уровне капсулы с выявлением на ней дополнительных структур в виде выступающих неровностей (завитков), представляющих собой рубцовые изменения в паранефральной клетчатке. Осуществляют подсчет количества выявленных выступающих неровностей (признак А), определяют высоту каждой неровности (признак В) и ее ширину основания на уровне паренхимы почки (признак С). При этом для определения размеров находят ракурсы, при которых измеряемые величины имеют максимальные значения, и проводят измерения посредством программного обеспеченья программы 3D моделирования Amira компании VSG версии 5.4.5 (лицензия ASTND.44644). Рубцовые изменения в паранефральной клетчатке (adherent perinephric fat, sticky fat, toxic fat), как правило, имеют сложную объемную форму, могут быть достаточно протяженными и изменяющимися по ширине и высоте, при этом являются достаточно выраженными, в связи с чем определение количества таких изменений (неровностей) на поверхности паренхимы почки на 3D модели не вызывает затруднений для специалиста. В качестве однозначного ориентира при дифференцировании неровностей может быть использован следующий алгоритм: при визуальном осмотре поверхности почки в каждом из ракурсов определяют уровень поверхности паренхимы, и в качестве выступающей неровности считают отдельное рубцовое объемное образование, расположенное над поверхностью паренхимы (на величину от 0,5 мм и выше), например, см. фиг. 3С. Полученным диагностическим признакам, ассоциированным с наличием APF, присваивают определенное количество баллов, зависящее от выраженности признака (от 0 до 2 баллов). При отсутствии выступающих неровностей присваивают 0 баллов, при количестве неровностей от 1 до 5 включительно, присваивают 1 балл, более 5 неровностей - 2 балла. При высоте половины и более неровностей (50% и более) от всего выявленного количества неровностей, равной менее 5 мм, присваивают 1 балл, при высоте более 50% неровностей равно и более 5 мм, присваивают 2 балла. При ширине основания на уровне паренхимы почки всех неровности менее 5 мм присваивают 0 баллов, при ширине хотя бы одной неровности от 5 мм и более - 1 балл (Фиг. 3). Полученные баллы суммируют (рассчитывают значение R по формуле: R=A+B+C) и в случае получения значения R<3 делают вывод о низкой вероятности наличия «сложной» паранефральной клетчатки (APF), при R>3 делают вывод о высокой вероятности наличия «сложной» паранефральной клетчатки.
Признаки, свойственные APF, были определены в ходе статистического анализа данных 391 пациента с образованиями почки, которым перед ОСО выполнялась МСКТ почек с контрастированием с последующим 3D моделированием и оценкой по шкале MAP и разработанной шкале. Построение 3D моделей было осуществлено с использованием программы «Amira 5.4» [(разработчик: 1995-2013 гг., Konrad-Zuse-Zentrum Berlin (ZIB); 1999-2013 гг., VSG)] (лицензия ASTND.44644). Исследования были выполнены на мульти спиральных компьютерных томографах. Протокол проведения исследования 3 Phase Kidneys - в положении пациента лежа на спине с внутривенным контрастированием, с последующим построением 3D моделей. Математические основы и алгоритмы построения 3D модели при помощи программы «Amira 5.4» описаны в работах (Глыбочко ПВ, Аляев ЮГ. 3D-технологии при операциях на почке: от хирургии виртуальной к реальной.
ГЭОТАР- Медиа, 2014:10, 63-66, 91). Для получения качественных 3D моделей почек толщина среза при исследовании в каждой фазе контрастирования не должна превышать 1 мм. Запись исследования была сделана на CD или DVD в формате «Dicom» с шагом, равным толщине среза в каждой фазе. В результате выполнения МСКТ с контрастированием для каждого исследуемого пациента были получены четыре трехмерных изображения в соответствии с фазами выполняемого исследования: нативной, артериальной, венозной и экскреторной. Получаемые при МСКТ мультипланарные построения позволяют получать фактически полную информацию об опухолевом процессе в почке. В каждой фазе визуализируются различные анатомические составляющие почки. Для получения 3D изображения почки было выполнено совмещение всех фаз исследования. Для получения единой картины левой и правой почки одновременно проводили выделение по отдельности правой и левой почки из данных артериальной фазы. Д ля интеграции других анатомических структур почки выравнивание производили к данным артериальной фазы правой и левой почки с околопочечными структурами по отдельности. При помощи многомерного регрессионного анализа было установлено три статистически значимых признака выявления APF при оценке 3D построений: количество выступающих неровностей в паранефральной клетчатке OR=3,8(2,1-6,8) (р <0,001), высота неровностей (выступов) OR=7,3(3,6-15,3) (р <0,001), ширина основания неровностей на уровне паренхимы почки OR=0,293(0,146-0,588) (р=0,001). Бальная оценка этих трех признаков составила новую прогностическую шкалу с суммарным значением всех баллов от 1 до 5 баллов (Таблица 1).
Для оценки достоверности шкалы был проведен сравнительный ROC анализ со шкалой MAP. При ROC анализе шкалы MAP AUC составляет 0,803 (ДИ 95%, 0,758-0,848), р <0,001 по разработанной нами шкале, AUC составляет 0,816 (ДИ 95%, 0,772-0,861), р <0,001 (Фиг. 4).
Заявляемый способ был использован для диагностики «сложной» паранефральной клетчатки (APF) при планировании ОСО почки за период с января по декабрь 2019 года в 244 наблюдениях у больных с образованиями почки. У 52(21,3%) пациентов был диагностирован APF по заявляемой шкале (R=4 или 5 баллов) в ходе предоперационного планирования на основании 3D моделирования. Все диагностированные наблюдения APF, были подтверждены хирургами во время выполнения ОСО из лапароскопического доступа. Ни в одном из 192 наблюдений, где в ходе предоперационного планирования не был диагностирован APF по заявляемой шкале с оценкой R<3 баллов интраоперационно хирурги не столкнулись со сложностями на этапе мобилизации почки из паранефральной клетчатки.
При этом хирурги отметили несколько положительных моментов использования новой диагностической шкалы APF: простота выявления «сложной» паранефральной клетчатки при выполнении предоперационного планирования посредством компьютер-асситированных операций; возможность персонифицированного подхода к определению хирургической тактики лечения пациентов с образованиями почки; объективность используемых признаков заявляемой диагностической шкалы, которые не требуют дополнительного визуального сравнения с эталоном изменений в МСКТ при работе с диагностической шкалой MAP.
Диагностика APF заявляемым способом на этапе планирования в 3 наблюдениях позволила изменить тактику лечения с выполнением пациентам аблативной методики оперативного лечения в виде криотерапии образований почки под ультразвуковой навигацией. В результате этого удалось выполнить малоинвазивные ОСО и избежать удаление органа при выполнении пособия из лапароскопического доступа, за счет высокой вероятности развития интраоперационных осложнений.
Ниже представлены клинические примеры, демонстрирующие возможность реализации заявляемого способа с достижением технического результата.
Пример. 1 Больной А., 73 года, поступил в клинику урологии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова 18.10.2015 года с диагнозом при поступлении: опухоль левой почки cT1aN0Mo. При поступлении в клинику жалоб не предъявлял.
Из анамнеза было установлено: в 2013 году при плановом ультразвуковом обследовании и МСКТ по месту жительства выявлено образование левой почки. В виду тяжелого соматического статуса (гипертоническая болезнь III ст., ИБС ПИКС (ОИМ от 2013 года), ХСН 2Б, нарушение ритма сердца в виде постоянной формы фибрилляции предсердий) и небольшого размера образования пациент находился под активным динамическим наблюдением. В настоящее время при контрольном обследовании выявлен прирост размеров опухоли.
3
По данным УЗИ: правая почка с четкими неровными контурами, размерами 11,0 × 6,0 см, паренхима толщиной до 18 мм. Дилатации чашечно-лоханочной системы нет. Гиперэхогенных образований не визуализируется. Подвижность почки 2,0 см. Левая почка с четкими ровными контурами, размерами 11,0 × 5,5 см, паренхима толщиной до 18 мм. Дилатации чашечно-лоханочной системы нет. В среднем сегменте визуализируется анэхогенное образование с нечеткими контурами по задней поверхности почки размерами до 35×25 мм. Подвижность почки 2,0 см. Мочевой пузырь: с четкими, ровными контурами, содержимое анэхогенное, однородное. Патологических образований нет. Остаточной мочи нет. Предстательная железа с четким, ровным контуром, объемом 114 см, однородной эхоструктуры.
По данным МСКТ органов брюшной полости с контрастированием: почки расположены обычно. Размер правой почки - 57×62×102 мм. Контуры четкие. Паранефральная клетчатка тяжистая. Слой паренхимы достаточный. Отмечена киста паренхимы нижнего сегмента диаметром 16 мм, ангиомиолипома нижнего сегмента размером 10x6 мм. Собирательная система почки не расширена. Рентген-контрастных конкрементов не выявлено.
Размер левой почки - 56×64×112 мм. Контуры четкие. Паранефральная клетчатка тяжистая. В среднем сегменте левой почки определяется образование округлой формы с нечеткими неровными контурами, неоднородной структуры, размером 35×31 мм, активно накапливающее контрастный препарат. Образование на  расположено интрапаренхиматозно, доходит до синуса, не вдаваясь в него, окружающая жировая клетчатка не изменена. ЧЛС не расширена. Конкрементов не выявлено. Оценка по шкале MAP составила 3 балла (Фиг. 5), что соответствует прогнозированию APF средней сложности.
Больному было выполнено 3D планирование оперативного вмешательства, по данным которого установлено: левая почка расположена в стандартном положении. Артериальное кровоснабжение левой почки представлено одним двумя почечными артериями, основная артерия расположена за верхним краем почечной вены, в воротах почечная артерия делится на два основных ствола, питающих переднюю и заднюю поверхность почки. В воротах каждая из этих артерий делится на сегментарные почечные артерии, которые питают сегменты почки. Вторая почечная артерия меньшего диаметра питает нижний сегмент передней поверхности почки.
Почечная вена представлена одним стволом, деление почечной вены соответствует делению почечных артерий. Дополнительных поясничных вен по данным построения не прослеживается. Данных о тромбозе почечных вен не получено.
Строение чашечек и лоханки без особенностей, расстояние от чашечки средней группы до опухоли равно 4 мм.
Образование левой почки расположено по ребру почки на границе среднего и нижнего сегментов почки, образование на 2/3 расположено экстрапаренхиматозно. Образование кровоснабжается, в основном, из средней сегментарной артерии. К опухоли подходит отдельная веточка от средне сегментарной передней артерии. По данным нефрометрии: «RENAL» 6х., «PADUA» 8, «С-index» 3,31. Была проведена оценка вероятности наличия APF предлагаемым способом с использованием разработанной шкалы. На 3D модели почки, представленной на фиг. 6, количество выступающих неровностей на поверхности паренхимы почки составило >5 (2 балла), высота более половины неровностей составила >5 мм (2 балла), ширина >5 мм (1 бал). Рассчитанная сумма баллов составила 5, на основании чего были сделаны выводы о том, что планируемое оперативное вмешательства в объеме ОСО из лапароскпического доступа имеет высокую сложность. Операционный цикл может составить не менее 180 минут при этом на этапе мобилизации высока вероятность возникновения большой кровопотери. Принимая внимание, отягощенный соматический статус пациента, индекс коморбидности Чарлсона равен 7 баллам, степень анестезиологического риска ASA III, было принято решение о наименее безопасном методе оперативного лечения - малоинвазивное вмешательство с использованием криотерапии образования левой почки под ультразвуковой навигацией под местной анестезией.
В других примерах реализации заявляемого изобретения верификация APF в предоперационном периоде у 15 пациентов позволила оценить сложность планируемого ОСО и отдать предпочтение в выполнении данных операций хирургам с опытом проведения>100 ОСО, тем самым за счет экспертных хирургических навыков удалось завершить ОСО без конверсий и возникновения других периоперационных осложнений.
Пример.2.
Больной Г., 56 лет, поступил в клинику урологии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова 14.03.2017 года с диагнозом при поступлении: опухоль левой почки cT1aN0Mo. При поступлении в клинику жалоб не предъявлял.
Из анамнеза было установлено: при плановом обследовании в январе 2017 года в поликлинике по месту жительства, при выполнении УЗИ выявлено образование левой почки, размерами до 2 см.
По данным УЗИ: левая почка: размером 11,0 × 5,7 см, с четким неровным контуром, паренхима толщиной 1,9 см. Дилатации ЧЛС нет, подвижность нормальная. На границе верхнего и среднего сегментов почки между верхними и средними группами чашечек определяется округлое образование размером до 2 см. Правая почка: размером 11,1 × 4,8 см, с четким ровным контуром, паренхима толщиной 2,0 см. Дилатации ЧЛС нет, подвижность в пределах нормы. Патологических образований нет.
3
Мочевой пузырь: с четкими, ровными контурами, содержимое анэхогенное, однородное. Патологических образований нет. Остаточной мочи нет. Предстательная железа с четким, ровным контуром, объемом 114 см, однородной эхоструктуры (Фиг. 7).
По данным МСКТ органов брюшной полости с контрастированием: почки расположены обычно. Размер правой почки - 57×62×102 мм. Контуры четкие. Паранефральная клетчатка тяжистая. Слой паренхимы достаточный. Отмечена киста паренхимы нижнего сегмента диаметром 16 мм, ангиомиолипома нижнего сегмента размером 10×6 мм. Собирательная система почки не расширена. Рентген-контрастных конкрементов не выявлено.
Размер левой почки - 56×64×112 мм. Контуры четкие. Паранефральная клетчатка тяжистая. Слой паренхимы достаточный. На границе верхнего и среднего сегментов почки между верхними и средними группами чашечек определяется округлое образование диаметром 18 мм, несколько выступающее в синус почки и имеющее контрастное усиление, сходное с таковой паренхимы почки. Образование несколько смещает (раздвигает) верхние и средние чашечки, без признаков прорастания стенок чашечек. Собирательная система почки не расширена. Рентген-контрастных конкрементов не выявлено. Накопление и выведение контрастного препарата паренхимой почек своевременное, симметричное. Почечные сосуды расположены типично. Диаметр правой почечной артерии по кровотоку - 6 мм, левой - 6 мм. Дополнительных сосудов, дефектов контрастирования, участков стенозов не выявлено. Оценка по шкале МАР=4 балла (Фиг. 8).
Больному было выполнено 3D планирование оперативного вмешательства, по данным которого установлено: левая почка расположена в стандартном положении. Артериальное кровоснабжение левой почки представлено одним стволом почечной артерии, основная артерия расположена за верхним краем почечной вены, в воротах почечная артерия делится на два основных ствола, питающих переднюю и заднюю поверхность почки. В воротах каждая из этих артерий делится на сегментарные почечные артерии, которые питают сегменты почки.
Почечная вена представлена одним стволом, деление почечной вены соответствует делению почечных артерий. Дополнительных поясничных вен по данным построения не прослеживается. Данных о тромбозе почечных вен не получено.
Строение чашечек и лоханки без особенностей, чашечки верхней группы прилегают к области опухоли.
Образование левой почки расположено на границе верхнего и среднего сегментов почки между верхними и средними группами чашечек, округлой формы диаметром 18 мм, несколько выступающее в синус почки. Образование кровоснабжается, в основном, из средней сегментарной артерии. Данную артерию возможно отдельно пережать на этапе выполнения резекции. По данным нефрометрии: «RENAL» 10р., «PADUA» 13, «С-index» 2,3. Была проведена оценка вероятности наличия APF предлагаемым способом с использованием разработанной шкалы. На 3D модели почки, представленной на Фиг. 9, количество выступающих неровностей на поверхности паренхимы почки составило >5 (2 балла), высота более половины неровностей составила >5 мм (2 балла), ширина >5 мм. (1 бал). Рассчитанная сумма баллов составила 5 (высокая вероятность наличия «сложной» паранефральной клетчатки), на основании чего были сделаны выводы о том, что планируемое оперативное вмешательства в объеме ОСО из лапароскпического доступа имеет высокую сложность, принято решение о выполнении операции хирургом с высоким уровнем хирургических навыков выполнения ОСО.
При виртуальной резекции в области дна определяются ветви средней сегментарной артерии, средняя группа чашечек. Учитывая кровоснабжение почки, возможно выделение и пережатие для создания тепловой ишемии сегментарной почечной артерии. Сложность резекции по данным шкалы «RENAL» высокая. Резектабельность опухоли сомнительная, высок риск конверсии на нефрэктомию. Вариант выполнения резекции почки по типу энуклеации. Вариант доступа при выполнении операции -лапароскопический, ввиду локализации образования по передней поверхности среднего сегмента левой почки. Для навигации интраоперационно необходимо использование УЗИ. При проведении пособия навигационным ориентиром локализации образования по делению средней сегментарной артерии, питающей левую почку (фиг. 10). Интраоперационно диагностированное присутствие APF по заявляемой шкале было подтверждено. В ходе выполнения ОСО на этапе мобилизации почки из паранефральной клетчатки присутствовало плотное сращение паранефральной клетчатки с капсулой почки, при мобилизации частично была декапсулирована почка что наглядно отображено на фиг. 11 (белая стрелка А участок не измененной капсулы почки, белая стрелка В участок декапсуляции почки, белая стрелка С плотные сращения паранефральной клетчатки с капсулой почки). Несмотря на присутствие APF ОСО была завершена успешно объем кровопотери составила 100 мл, время пособия 245 минут. Знание наличия APF позволило спланировать выполнение операции хирургом с высоким уровнем операционных навыков и достичь хорошего результата хирургического лечения. Стоит отметить, что бальная оценка по шкале MAP составила 4 балла, что также говорило о присутствие APF, при этом оценка баллов по заявляемой шкале составила максимально возможное значение. Этот факт подтверждает результаты проведенного исследования по определению чувствительности и специфичности известной и заявляемой диагностических шкал.
Пример. 3.
Больной А., 57 лет, поступил в клинику урологии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова 09.04.2015 года с диагнозом при поступлении: опухоль правой почки cT1aN0Mo. При поступлении в клинику жалоб не предъявлял.
Из анамнеза было установлено: при плановом обследовании в поликлинике по месту жительства, при выполнении УЗИ выявлено образование правой почки, размерами до 3,5 см.
По данным УЗИ: левая почка: размером 12,0 × 5,5 см, с четким ровным контуром, паренхима толщиной 1,9 см. Дилатации ЧЛС нет, подвижность нормальная. Патологических образований нет. Правая почка: размером 11,5 × 6,1 см, с четким неровным контуром, паренхима толщиной 1,8 см. Дилатации ЧЛС нет, подвижность в пределах нормы. Между средним и верхним сегментом, выступая за контур почки, определяется округлое изоэхогенное образование диаметром 37 мм.
3
Мочевой пузырь: с четкими, ровными контурами, содержимое анэхогенное, однородное. Патологических образований нет. Остаточной мочи нет. Предстательная железа с четким, ровным контуром, объемом 17 см, однородной эхоструктуры (фиг. 12)
По данным МСКТ органов брюшной полости с контрастированием: надпочечники расположены обычно, не увеличены. Накопление контрастного вещества надпочечниками равномерное.
Левая почка расположена типично. Паренхима не истончена, структура однородная. В паренхиме средней трети киста максимальным размером 13 мм. Артерия представлена одним стволом. ЧЛС не расширена.
Правая почка расположена типично. Паренхима неоднородная за счет изоденсного (34 ед. HU) образования в верхнем полюсе по задней поверхности. Образование выступает за контур почки, интенсивно накапливает контрастный препарат (в позднюю артериальную фазу 151 ед. HU), структура его неоднородная, с кистозным компонентом. Размер 31×33×30 мм. Артерия представлена 2 стволами. ЧЛС не расширена.
Дефектов наполнения почечных вен и нижней полой вены нет. Паранефральная клетчатка не инфильтрирована. Лимфоузлы не увеличены. Костно-деструктивных изменений нет.
Оценка по шкале MAP составила 0 баллов (фиг. 13).
Больному было выполнено 3D планирование оперативного вмешательства, по данным которого установлено: правая почка расположена в своем физиологическом положении. Артериальное кровоснабжение почки представлено тремя стволами почечной артерии. Глубоко в воротах почки артерии делятся на сегментарные артерии. Почечная вена представлена двумя стволами. Дополнительных поясничных вен по данным построения не прослеживается. Данных о тромбозе почечных вен не получено. Строение ЧЛС без особенностей конкрементов нет. Опухоль почки расположена по задней поверхности среднего сегмента почки, размер 31×33×30 мм, на 50% опухоль располагается экстрапаренхиматозно, опухоль не проникает в синус почки. Опухоль кровоснабжается, в основном, из 2 артерий, питающих заднюю поверхность почки. При выполнении резекции потребуется создание тепловой ишемии с перекрытием этих двух артерий, которые питают заднюю поверхность почки. По данным нефрометрия «RENAL» 7р, «PADUA» 9, «С-index» 1,6. Опухоль резектабельна. Вариант выполнения резекции почки по типу атипичной резекции или энуклеорезекции. При выполнении резекции возможно вскрытие чашечек верхней группы, в дне резекции расположены ветви сегментарных артерий и вен, которые, возможно, могут быть повреждены при резекции или при ушивании раны почки. Операции возможно проводить из лапароскопического доступа.
Была проведена оценка вероятности наличия APF предлагаемым способом с использованием разработанной шкалы. На 3D модели почки, количество выступающих неровностей над поверхностью паренхимы почки составило <5 шт (1 бал), высота всех неровностей составила менее 5 мм (1 бал), ширина <5 мм. (0 баллов) (фиг. 14). Рассчитанная сумма баллов составила 2, на основании чего был сделан выводы о том, что планируемое оперативное вмешательства в объеме ОСО из лапароскпического доступа не имеет высокой сложности по присутствию APF. Интраоперационно присутствие APF не было подтверждено. В ходе выполнения ОСО на этапе мобилизации почка свободно без технических трудностей выделена из паранефральной клетчатки.
Время операции составило 140 минут, вариант тепловой ишемии - перекрытие основных почечных артерий, время тепловой ишемии 18 минут, величина кровопотери 100 мл.