Способ оценки состояния внутреннего носового клапана
METHOD FOR ASSESSING THE CONDITION OF INTERNAL NASAL VALVE

Изобретение относится к медицине, а именно к оториноларингологии, и может найти применение в эндоскопической ринохирургии у пациентов с патологией вестибулярного отдела полости носа, в частности при деформациях перегородки носа и дисфункции внутреннего носового капана.
Носовые клапаны - это мобильные структуры, которые представляют собой участок наибольшего сопротивления воздушному потоку, что формирует определенный механизм. Сутью этого механизма являются колебания (флотация) мягких боковых стенок носа во время дыхательного цикла: сближение их при вдохе (в момент понижения давления воздуха внутри носовых ходов) и расширение при выдохе. На сегодняшний день большинство исследователей разделяют область носового клапана на внутреннюю и наружную.
Внутренний носовой клапан расположен в месте соединения крыла носа с боковой стенкой носовой пирамиды. Представлен носовой клапан перегородкой носа, верхним латеральным хрящом и переднем концом нижней носовой раковины. Именно на этом отрезке носовые ходы имеют наименьший просвет, а боковая стенка носа смещается при носовом дыхании с наибольшей амплитудой.
В норме угол между носовой перегородкой и верхнелатеральным хрящом составляет 10-15°. Он подвержен значительным колебаниям в зависимости от состояния носовой перегородки и особенностей ее соединения с верхнелатеральными хрящами и с латеральными ножками больших крыльных хрящей.
Внутренний носовой клапан имеет две стенки: фиксированную и мобильную. Фиксированную стенку образуют носовая перегородка, гребешок верхней челюсти и дно носового хода (до уровня края грушевидного отверстия). Мобильную (наружную) стенку - мягкая боковая стенка носа и слизистая оболочка нижних носовых раковин. Весьма подвижный скелет этого участка тканей образован за счет контакта заднего края латеральной ножки (большого крыльного хряща) с каудальным краем верхнелатерального хряща и с элементами заднего опорного комплекса.
Область носового клапана играет ключевую роль в носовом дыхании. Физиологические исследования наглядно демонстрируют, что эта сложная компактная область регулирует объем воздушной струи и носовое сопротивление.
Внутренний носовой клапан является местом наибольшего сопротивления воздушному потоку, имеет наименьшую площадь поперечного сечения из всего верхнего дыхательного тракта. Минимальное уменьшение площади поперечного сечения внутреннего носового клапана может значительно увеличить сопротивление потоку воздуха.
Длительное нарушение носового дыхания является симптомом различных форм хронического ринита, патологии околоносовых пазух, причиной развития патологии слуховой трубы и среднего уха, воспалительных заболеваний глотки, гортани, а также нижних отделов дыхательных путей, что отрицательно сказывается на функциональном состоянии сердечнососудистой системы, приводит к целому комплексу неврологических расстройств.
Восстановление носового дыхания является одной из главных целей хирургического лечения патологии структур внутреннего носового клапана, а именно при нарушении анатомии и физиологии структур формирующих его, таких как септальные деформации, гипертрофия нижних носовых раковин, отсутствие каркаса каудального края верхнелатерального хряща.
Из существующих методов оценки состояния носового дыхания большинство имеющихся методов неспецифичны и носят субъективный характер. Например, клиническая оценка состояния носового клапана маневром Коттла и тестом Бахмана включает оттягивание крыла носа в верхнелатеральном направлении, что в большей части актуально при патологии наружного носового клапана, а не внутреннего.
Среди объективных методов оценки носового дыхания наибольшее значение имеют передняя активная риноманометрия (ПАРМ)и акустическая ринометрия (АР).
Известен способ оценки носового дыхания на основе акустической ринометрии, включающий определение геометрии полости носа, а именно площади ее поперечного сечения и локализации сужений (см. Djupesland Р.а. Nasal airway dimensins in term neonates measured by continuos wide-band noise acoustic rhinometry / P.G. Djupesland, B. Lyholm // Acta Otolaryngol. (Stockh). 1997. - Vol. 117. - P. 424-432).
В основе данного способа лежит принцип эхолокации, позволяющий измерять акустический импеданс полости носа, размер которого пропорционален ее поперечному сечению. Звук, излучаемый импульсным генератором и имеющий частоту 150-10000 Гц (широкополосный «белый» шум), направляется в полость носа по длинной пластиковой трубке 58 см, диаметром 15 мм. Динамика акустического импеданса обусловлена изменением поперечного сечения носовых ходов.
Акустический сигнал отражается от стенок полости носа, регистрируется микрофоном, который встроен в звуковую трубу и обрабатывается при помощи компьютерной программы. Причем распознавание расстояния, на котором произошло отражение конкретного звукового сигнала, и, соответственно, привязка его к конкретной области происходит на основании анализа временного интервала между генерацией данного импульса и его «возвращением» к микрофону и выдается в виде площади поперечного сечения. Площадь поперечного сечения изображена в логарифмической зависимости, то есть логарифмическая шкала обеспечивает лучшую разрешимость в узких зонах, которые наиболее важны для исследования.
Недостатком данного метода является то, что при исследовании могут возникать ложные изображения из-за положения трубы и акустической утечки в области крыла носа.
Известен способ выявления и лечения патологи, включающий определение изменения площади структуры в динамике проводимого лечения при сравнении двух цифровых изображений, полученных до и после лечения, с помощью видеоэндоскопических систем (см. патент RU №2564751, МПК А61В 1/00, А61В 1/267, 20015).
2
1
1
1
2
При выполнении данного способа выделяют отрезки на сравниваемых изображениях голосовой щели между точкой соединения голосовых складок в области передней комиссуры и серединой межчерпаловидного пространства, определяют величину выделенных отрезков в пикселях и присваивают им равное значение, выраженное в условных единицах (усл. ед.), определяют масштаб каждого изображения в пиксель/усл. ед., выделяют контуры голосовой щели до и после лечения, рассчитывают площади внутри выделенных контуров в усл. ед. с учетом масштаба при помощи компьютерной программы для анализа и обработки изображений и определяют изменение площади голосовой щели по следующей формуле: ΔS=(S-S)×100/S, где: ΔS - изменение площади голосовой щели, %; S - площадь внутри выделенного контура голосовой щели до лечения, усл. ед.; S- площадь внутри выделенного контура голосовой щели после лечения, усл. ед.
Недостатком данного способа является то, что данные получены в условных единицах, а именно в пикселях, что не позволяет точно и объективно оценить изменения до и после операции.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является способ оценки состояния внутреннего носового клапана, включающий измерение площади внутреннего носового клапана по изображениям срезов компьютерной томографии (см. Shafik A. G. et al. Evaluation of the Internal Nasal Valve using Computed Tomography Pre and Post Rhinoplasty and Its Correlation to Symptomatic Improvement // The Egyptian Journal of Hospital Medicine (July 2018). - 2018. - T. 72. - №. 5. C. 4486-4489).
При осуществлении данного способа на определенных срезах компьютерной томографии околоносовых пазух в коронарной и сагитальной проекциях замеряют площадь и угол внутреннего носового клапана до и после ринопластики. Далее в полученных срезах изображения внутреннего носового клапана анализируются в программном обеспечении компьютерного томографа (iSite View Forum Applications; Philips Medical Systems).
Недостатком данного способа является то, что полученные срезы недостаточно четко идентифицируют хрящевые границы площади внутреннего носового клапана.
Технический результат заявляемого решения заключается в повышении точности и достоверности определения состояния внутреннего носового клапана за счет получения индивидуальных для пациента параметров площади внутреннего носового клапана, необходимых и достаточных для его полноценного носового дыхания.
2
Для достижения указанного технического результата в способе оценки состояния внутреннего носового клапана, предназначенном для пациентов с патологией вестибулярного отдела полости носа, включающем исследование внутреннего носового клапана в динамике проводимого лечения с использованием видеосистем, измерение его площади по полученным изображениям и сравнение изображений до и после лечения, согласно изобретению, проводят эндоскопическое исследование до, во время и после операции с использованием ригидного эндоскопа 0 град., который располагают внутри полости носа на 1 см от преддверия носа, с помощью записывающего устройства DVD фиксируют полученное эндоскопическое изображение внутреннего носового клапана, сохраняют в формате jpeg, а затем на компьютере, после чего с помощью компьютерной программы для анализа и обработки изображений NoseSpace сначала задают такие параметры, как фокусное расстояние эндоскопа, размер матрицы эндоскопа, расстояние эндоскопа до внутреннего носового клапана пациента, затем на сохраненном изображении, используя функцию для измерения площади неправильной фигуры, очерчивают контур внутреннего носового клапана и измеряют его площадь, получая результат в абсолютных единицах, в мм.
Также, согласно изобретению, эндоскопическое исследование проводят после коррекции структур внутреннего носового клапана через 7, 30 и 90 дней, при этом фокусное расстояние ригидного эндоскопа 0 град. составляет 24,5 мм, а размер матрицы эндоскопа составляет 1/3.
Определение состояния внутреннего носового клапана по эндоскопическим изображениям позволяет полностью визуализировать область носового клапана без искажения данных. Эндоскоп 0° располагают внутри полости носа на 1 см от преддверия носа (7-ми часах). Именно данное положение эндоскопа фиксирует всю область внутреннего носового клапана, поэтому полученные видеоэндоскопические изображения не искажены и результаты измерений являются объективными данными состояния носового клапана.
Контроль операции посредством эндоскопической оптики позволяет хирургу оценить площадь внутреннего носового клапан интраоперационно и, следовательно, определить объем хирургического лечения.
Для повышения точности измерения была разработана программа NoseSpace, позволяющая определить площадь внутреннего носового клапана в зависимости от параметров эндоскопа. Калибровочные параметры, такие как, фокусное расстояние эндоскопа, расстояния до предмета и размер матрицы эндоскопа, настраиваются автоматически. Это делает способ универсальным для всех видов эндоскопического оборудования, не требует использования
специальных калибровочных инструментов. Универсальность повышает использование заявляемого способа в различных областях ринохирургии.
2
Программа позволяет получать необходимые измерения в абсолютных единицах (мм), а следовательно, исходя из индивидуальных параметров ВНК пациента, определить площадь ВНК достаточную для его полноценного носового дыхания. С помощью единственной кнопки «анализировать» возможно осуществлять динамический контроль после хирургической коррекции в отдаленном периоде.
Анализ эндоскопических изображений площади внутреннего носового клапан до и после эндоскопической септум-операции при помощи программы для измерения площадей позволяет достоверно определить состояние внутреннего носового клапана в динамике проводимого лечения.
При этом для проведения визуализации площади внутреннего носового клапана в динамике хирургу не требуется анестезии пациента.
А отсутствие необходимости в компьютерном томографе позволяют осуществлять динамический послеоперационный контроль площади носового клапана, что невозможно при компьютерной томографии в связи наличия лучевой нагрузки.
Из вышесказанного следует, что введенные отличительные признаки влияют на указанный технический результат, находятся с ним в причинно-следственной связи.
2
2
2
2
Способ иллюстрируется чертежами, где: на фиг. 1 отображены параметры настроек панели задач программы для измерения; на фиг. 2 представлено эндоскопическое изображение правого внутреннего носового клапана пациента из примера до операции, площадь S=120 мм; на фиг. 3 представлено эндоскопическое изображение левого внутреннего носового клапана пациента из примера до операции, S=24 мм; на фиг. 4 представлено эндоскопическое изображение левого внутреннего носового клапана пациента из примера после операции, S=116 мм; на фиг. 5 представлено эндоскопическое изображение правого внутреннего носового клапана пациента из примера после операции, S=165 мм. Способ осуществляют следующим образом.
У пациентов с патологией вестибулярного отдела полости носа или с жалобами на затруднение носового дыхания проводят эндоскопическое исследование внутреннего носового клапана. Пациент находится в положении лежа на спине.
Для исследования используют жесткий эндоскоп фирмы Азимут. Это оптика прямого видения 0°, крупноформатная, широкоугольная, диаметром Э 4 мм, длинной 18 см, со встроенным оптоволоконным световодом, цветовой код-зеленый, фокусное расстояние f'=24,5 мм, передвижная эндоскопическая стойка фирмы Азимуте.
Указанный эндоскоп 0° располагают внутри полости носа на 1 см от преддверия носа (7-ми часах) и осуществляют фотофиксацию всей области внутреннего носового клапана. С помощью записывающего устройства DVD фиксируют полученное эндоскопическое изображение внутреннего носового клапана, сохраняют в формате jpeg, а затем на компьютере.
Используя разработанную компьютерную программу NoseSpace, во вкладке на панели задач «открыть» загружают сохраненное изображение. Данное изображение сохраняют в программе.
Далее программе в параметрах настроек вводят характеристики эндоскопа: фокусное расстояние эндоскопа равное 24,5 мм f'=24,5 мм, расстояние до предмета (внутреннего носового клапана пациента) равное 1 см и размер матрицы эндоскопа 1/3.
На эндоскопическом изображении при помощи встроенного инструмента «измерение площади неправильной фигуры», расположенного на панели задач, очерчивают контур внутреннего носового клапана пациента, выделяя его с помощью курсора мыши в программе NoseSpace.
После выделения контура площади, возвращаются к панели задач в разделе «Измерить» и после нажатия кнопки «Анализировать» автоматически
2
получают выходные данные площади внутреннего носового клапана в абсолютных единицах (мм).
Затем при выявлении дисфункции ВНК осуществляют эндоскопическую коррекцию структур внутреннего носового клапана.
Операция заключается в коррекции костно-хрящевого остова вестибулярного отдела полости носа и двусторонней подслизистой вазотомии с целью устранения назальной обструкции. Во время операции и после нее также получают эндоскопические изображения структур внутреннего носового клапана.
Исходя из индивидуальных особенностей внутреннего носового клапана пациента, определяют площадь, необходимую для полноценного носового дыхания. Подтверждение достаточности носового дыхания получают путем объективного метода обследования - передней активной риноманометрии.
Полученные данные структур внутреннего носового клапана одного пациента сравнивают до проведения, во время и после коррекции структур ВНК через 7, 30 и 90 дней до и после эндоскопической коррекции структур внутреннего носового клапана.
2
Было обследовано 86 пациентов (мужчин - 47, женщин -39, в возрастном интервале от 19 до 52 лет). У всех пациентов на дооперационном этапе выявлена дисфункция ВНК. В среднем площадь ВНК у обследованного контингента до операции составляла 45,8±8,9 мм.
2
После операции определяется увеличение площади ВНК до 134±13,2 мм, что указывает на восстановление носового дыхания после коррекции структур формирующий ВНК. Следовательно, в среднем площадь внутреннего носового клапана увеличивается от 21% до 28%.
Способ поясняется следующим примером.
Больной С.39 лет поступил в ФБГУ «Санкт-Петербургский НИИ уха, горла, носа и речи» с жалобами на затруднение носового дыхания в течение многих лет, так же в анамнезе неоднократные травмы носа.
Установлен диагноз: искривление перегородки носа, дисфункция внутреннего носового клапана, хронический ринит. Принято решение о выполнении эндоскопической септопластики и двусторонней подслизистой вазотомии.
Хирургическое лечение необходимо для увеличения площади поперечного сечения внутреннего носового клапана с целью восстановления адекватного носового дыхания.
Необходимые инструменты для осуществления способа: 1. Жесткий эндоскоп фирмы Азимут (оптика прямого видения 0°, крупноформатная, широкоугольная,  4 мм, длинной 18 см, со встроенным оптоволоконным световодом, цветовой код-зеленый, f'=24,5 мм); 2. Передвижная эндоскопическая стойка фирмы Азимут; 3. Световод для работы с эндоскопом; 4. Записывающее устройство для сохранения изображений с матрицы видеокамеры эндоскопа или фотоаппарат (для создания интраоперационной картинки); 5. Компьютер; 6. Программа для анализа и обработки изображений NoseSpace.
На начальном этапе, осуществляли эндоскопическую оценку состояния структур носового клапана, а именно перегородки носа, переднего конца нижней носовой раковины и каудального края верхнего латерального хряща.
Для этого вводили эндоскоп 0 на 1 см от преддверья полости носа и с помощью записывающего DVD устройства фотофиксировали область внутреннего носового клапана. Полученные изображения внутренних носовых клапанов сохраняли с записывающего DVD устройства в формате jpeg и переносили на компьютер.
Затем изображение структур открывали с помощью программы для анализа и обработки изображений NoseSpace. В разделе настроек вводили следующие параметры эндоскопа: фокусное расстояние эндоскопа f=24,5 мм, расстояние до предмета 1 см, размер матрицы эндоскопа 1/3, параметры эндоскопической фотографии в пикселях 1555×861 (фиг. 1).
При помощи инструмента, встроенного в программу, а именно измерение площади неправильной фигуры, очерчивали контур внутреннего носового клапана. После выделения контура площади ее измеряли в разделе «Измерить» и после нажатия кнопки «Анализировать» получали данные площади внутреннего носового клапана в абсолютных единицах.
2
2
Выявлена дисфункция носового клапана, о чем свидетельствует уменьшение площади поперечного сечения внутреннего носового клапана правой S=120 мм (фиг. 2) и левой S=24 мм половин полости носа (фиг. 3).
Выполнена коррекция структур, формирующих внутренний носовой клапан. Устранена косто-хрящевая деформация остова перегородки носа и гипертрофия нижних носовых раковин.
Интраоперационное эндоскопическое изображение внутреннего носового клапана сохранили с записывающего во время операции DVD устройства в формате jpeg и отправили на компьютер.
Затем изображение открыли с помощью программы для анализа и обработки изображений NoseSpace. В разделе настроек параметры эндоскопической оптики оставили прежними.
2
2
С помощью программы для измерения площади неправильной фигуры очертили контур внутреннего носового клапана. После выделения контура площади в разделе «Анализировать» и «Измерить» получили данные площади внутреннего носового клапана в абсолютных единицах, как представлено на эндоскопических изображениях правого S=165 мм (фиг. 4) и левого S=116 мм внутреннего носового клапана (фиг. 5).
2
2
Анализ показал, что наблюдается прирост площади внутреннего носового клапана после операции, что свидетельствует в пользу нормализации носового дыхания. Особенно показательно это прослеживается на примере левой половины полости носа до операции S=24 мм, после S=116 мм.
Таким образом, заявляемый способ определения состояния внутреннего носового клапана может быть использован в дополнение к уже существующим методам диагностики дисфункции носового клапана.
К преимуществам заявляемого способа можно отнести: простоту использования, отсутствие необходимости в дополнительном оборудование (компьютерный томограф, калибровочный инструмент) и расчет площади в абсолютных единицах.
Интраоперационный анализ эндоскопических изображений позволяет получить объективные сведения о размере внутреннего носового клапана и его изменениях при операциях, что является важным показателем качества, проведенного хирургического вмешательства, критерием эффективности хирургического лечения.