СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОЖИ МОЛОЧНЫХ ЖЕЛЕЗ
METHOD OF ANALYSING MECHANICAL PROPERTIES OF SKIN OF MAMMARY GLANDS

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии - маммапластике.
Перед косметической маммапластикой, кроме полного клинического обследования, пациентке необходим тщательный осмотр самой молочной железы. Визуальный осмотр молочных желез проводится в фас и профиль, определяется их положение по отношению к ориентирам анатомического характера (грудина, ключицы, грудная клетка и др.), определяется состояние кожи. Производится пальпаторное обследование.
Известен метод (Фришберг И.И. Хирургическая коррекция косметических деформаций женской груди. Монография. М, 1997.) предоперационного осмотра молочной железы посредством пальпации в положении пациентки стоя с руками, уложенными на голову, либо в положении лежа на спине, так как в этих положениях степень выраженности деформации молоченой железы изменяется. Ощупывание желез посредством пальпации должно проводиться в симметричных участках желез по спирали от ареолы к периферии желез.
Основным недостатком способа является субъективность, т.к. оценка состояния ткани основывается на субъективных пальпаторных ощущениях врача-хирурга. Кроме того, визуально сложно оценить одинаковую анатомическую симметричность участков.
Известен способ пальпаторного осмотра груди посредством смещения тканей молочной железы по отношению к грудной клетке при перемене положения тела (сгибание, наклоны, смещение кнаружи при положении лежа на спине и др.). В работе (Dufourmentel С, Mouly R. Reduction mammaplasty by the iateral approach. - In: Plastic and Reconstructive Surgeru of the Breast/Ed. Goldwin R.M., 1976, p.233-249) утверждается, что пальпаторно наиболее рационально выявлять растяжение кожи молочной железы в двух положениях: а) положение сгибания туловища в пояснице на 90 градусов - при этом создается максимальное растяжение; б) лежа на спине с поворотом на противоположную сторону - при этом создается минимальное растяжение.
Однако положение «лежа на спине с поворотом на противоположную сторону» неестественно, «поворот на противоположную сторону» зависит от телосложения пациентки, размера груди, самого поворота. Натяжение кожи определяется пальпаторно, а значит субъективно. Все это в целом значительно снижает достоверность получаемых результатов.
Таким образом, основным недостатком известных методов является субъективность получаемых диагностических данных, что не позволяет получить достоверную оценку состояния кожи.
В то же время неинвазивные методы исследования механических свойств кожи молочных желез имеют в пластической хирургии большое значение для решения ряда практических задач, например при коррекции птоза, гипертрофии и др. Иссечения, перемещения и другие воздействия, осуществляемые в ходе подобных оперативных вмешательств, приводят к изменению и перераспределению исходного механического напряжения в коже указанного органа. Кроме того, от состояния тканей (коллагеновых, эластических волокон) зависит выбор типа рубца (например, вертикальный, косой и т.д.); возможность натяжения кожи груди как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях во время операции.
3адачей, решаемой в предлагаемом изобретении, является разработка объективного метода предоперационного обследования пациенток перед маммапластикой на основе механических свойств кожи молочной железы до операции.
Достигаемым результатом является получение объективной оценки механических свойств кожи молочной железы перед маммапластикой. Объективность оценки обусловлена следующим:
1) в процессе исследования анализируются объективные числовые характеристики кожи молочной железы - скорость распространения акустической волны (V), измеряемой прибором, который обеспечивает быстрое, неповреждающее, многократное, количественно воспроизводимое обследование;
2) оценка осуществляется по разработанной системе координат (строгая ориентация 6-ти линий сканирования), которая одинакова справа и слева;
3) измерение акустических параметров осуществляется строго в одинаковых точках, отстоящих на определенных расстояниях от ареолы по каждой линии сканирования;
4) линии сканирования проходят не только по верхней половине железы (3 линии), но и по нижней половине (3 линии);
5) положение пациентки во время исследования четко и однозначно определено: лежа, сидя, наклон;
6) объективной мерой растяжения является численная величина - коэффициент анизотропии, вычисляемый через соотношение скоростей, измеренных во взаимно перпендикулярных направления в 18 точках (6 линий по 3 точки на каждой линии).
Способ осуществляется следующим образом.
1) На коже молочных желез определяют одинаковые анатомические области, расположенные на 6 линиях, исходящих от ареолы, рис.1 (схема сканирования кожи молочной железы). Направление линий акустического сканирования представлено на рис.1. A, B, C - точки сканирования по всем линиям.
Линии на коже верхней поверхности молочной железы:
1 линия - медиальная линия;
2 линия - центральная верхняя линия, проходящая по среднеключичной линии выше ареолы с соском (угол между линией 2 и линией 1 составляет 45°);
3 линия - латеральная линия, направленная к подмышечной впадине, направленная под углом 45° к линии 2.
Линии на коже нижней поверхности молочной железы:
4 линия - латеральная нижняя линия;
5 линия - центральная нижняя, проходящая по среднеключичной линии ниже ареолы с соском (угол между линией 4 и линией 5 составляет 45°);
6 линия - медиальная нижняя линия, направленная под углом 45° к линии 5.
2) На каждой линии на коже молочной железы выбирают по 3 точки, равноотстоящих от ареола: точки A, B, C. Расстояние между точками составляет 3 см.
y
x
3) До операции проводят акустическое сканирование вдоль каждой линии в каждой точке (всего 18 точек), измеряя скорость по двум осям: ось Y ориентирована вдоль каждой линии сканирования (параметр V), ось X ориентирована перпендикулярно направлению Y (параметр V).
Для определения механических свойств кожи возможно использовать акустический медицинский диагностический прибор, позволяющий измерять скорость V распространения поверхностной волны (патент №112618, от 20 января 2012 г.).
y
x
y
x
y
x
4) На основании измеренных параметров вычисляют величину коэффициента акустической анизотропии: К=V/V - 1. Коэффициент считается положительным (K+) при V>V, что соответствует большему натяжению кожи вдоль оси Y, коэффициент считается отрицательным (K-) при V<V, что соответствует большему натяжению кожи вдоль оси X.
На основании исследования оцениваются следующие показатели:
y
x
1) скорости поверхностной волны V, V;
2) коэффициент положительной анизотропии (K+);
3) коэффициент отрицательной анизотропии (K-);
4) процент проявления либо отрицательной, либо положительной анизотропии.
Получаемые таким образом данные позволяют оценить:
1) симметричность (если коэффициенты анизотропии в обеих железах сверху и снизу проявляются одинаково: знак коэффициента K одинаков по всем одноименным линиям, или асимметричность (если коэффициенты проявляются различно: знак коэффициента K различен по некоторым одноименным линиям молочных желез;
2) если акустическая анизотропия в коже молочных желез: а) изменяется при изменении положения тела, то после операции следует ожидать изменения натяжения кожи; б) не изменяется, то после операции натяжение кожи существенно не изменится.
Для более подробного изучения влияния силы тяжести на натяжение кожи в молочной железе производилось сканирование кожи молочной железы у 10 пациенток (в возрасте 30-35 лет, нормального телосложения, с нормально развитой грудью) в трех положениях: лежа, сидя, в положении согнувшись.
Пример результатов сканирования для одной женщины (12 измерений) в разных позах приведен в табл.1.
Таблица 1
Пример акустического сканирования
Область
Точки
V<sub>y</sub>, м/с
V<sub>x</sub>, м/с
К
Положение лежа
Правая грудь
1
70
57,3
0,22
2
69,3
58,0
0,20
3
46,3
45
-0,15
4
44,0
45,0
-0,02
5
56,3
46,3
0,22
6
50,3
51
-0,01
Левая грудь
1
70,3
69,7
0,01
2
37,0
60,3
-0,39
3
46,7
53,0
-0,12
4
33,0
56,3
-0,41
5
40,0
46,7
-0,14
6
63,3
48,7
0,30
Положение сидя
Правая грудь
1
47,7н
40,3н
0,18
2
52,3н
36,3н
0,44
3
57,7в
44,3н
0,30
4
48,0в
52,7в
-0,09
5
46,3н
55,0в
-0,16
6
61,7в
42,7н
0,45
Левая грудь
1
58,0н
35,7н
0,63
2
59,0в
31,0н
0,90
3
53,3в
50,7н
0,05
4
28,0н
48,7н
-0,42
5
32,7н
48,3в
-0,32
6
42,0н
52,3в
-0,20
Положение согнувшись
Правая грудь
1
42,3н
44,0н
-0,02
2
47,7н
33,0н
0,44
3
47,3н
38,3н
0,23
4
61,0в
47,3в
0,29
5
54,7н
35,0н
0,56
6
47,7н
34,3н
0,39
Левая грудь
1
41,3н
49,7н
-0,17
2
43,7в
37,7н
0,16
3
62,3в
31,3н
0,99
4
68,0в
33,7н
1,02
5
35,3н
29,0н
0,22
6
44,0н
45,0н
-0,02
н - низ, в - верх
y
x
При изменении положения изменялись численные значения скоростей V и V, по которым вычислялся коэффициент акустической анизотропии К. Определялся процент проявления (%) значений (K+) и значений (K-) в каждом положении, табл.2.
Таблица 2
Изменение проявления (%) различной анизотропии у одной пациентки
Коэффициент К
Положение лежа
Положение сидя
Положение согнувшись
K+
41,7
66,7
83,4
К
58,3
33,7
16,6
В изменении этого параметра выявлена закономерность: при изменении положения пациентки (1)→2)→(3) процент коэффициентов (K-) убывает, процент коэффициентов (K+) возрастает.
В табл.3 показаны разные коэффициенты анизотропии для 10 женщин при разных позах (120 измерений)
Таблица 3
Изменение проявления (%) различной анизотропии у 10 пациенток
K
Положение (1)
Положение (2)
Положение (3)
Прав. гр.
Лев. гр.
Прав. гр.
Лев. гр.
Прав. гр.
Лев. гр.
K+
6
6
4
0
2
2
2
6
4
4
8
8
6
8
6
6
6
8
8
6
10
10
8
8
10
10
8
6
10
4
K-
6
6
8
12
10
10
8
6
8
8
4
4
6
4
6
6
6
4
4
6
2
2
4
4
2
2
4
6
1
2
K+
36/120
30%
70/120
58,4%
88/120
73,3%
K-
82/120
68%
50/120
41,6%
32/120
26,6%
Таким образом, акустическим методом показано, что изменение ориентации молочной железы (относительно направления силы тяжести) ведет к изменению значений скорости распространения поверхностной волны V, что отражается как на численных значениях скорости, так и на величине коэффициента акустической анизотропии К.
Оценка асимметричности
При осмотре обращается внимание на симметричность желез. В нашем способе симметричность/несимметричность оценивается объективно с использованием коэффициента анизотропии (К).
Ниже приведены примеры сканирования; при симметричности (табл.4) и при асимметричности (табл.5) молочных желез у двух пациенток.
Таблица 4
Симметричность
Грудь
№ линии
Ось Y
Ось X
(K)
V, м/с
V<sub>уср</sub>
V, м/с
V<sub>xср</sub>
Правая
1
46
46
46
46
38
38
39
38,3
+0,21
2
42
42
42
42
30
33
30
31,0
+0,35
3
47
46
46
46,3
32
31
32
31,6
+0,46
4
34
35
36
35
43
43
43
43
-0,19
5
35
35
37
35,6
44
43
45
44
-0,19
6
34
34
34
34
42
42
41
41,6
-0,20
Левая
1
57
56
45
55,6
40
42
42
41,3
+0,34
2
49
49
49
49
37
32
33
34
+0,44
3
53
54
55
54
36
39
39
38
+0,42
4
39
42
42
41
51
52
52
51,7
-0,21
5
28
28
29
28,3
46
42
42
43,3
-0,35
6
30
32
32
31,3
42
43
43
42,7
-0,27
Таблица 5
Асимметричность
Грудь
№ линии
Ось Y
Ось X
(К)
V, м/с
V<sub>yср</sub>
V, м/с
V<sub>xср</sub>
Правая
1
38
40
42
40,0
43
47
47
45,7
-0,12
2
52
53
54
53,0
30
33
30
31,0
+0,71
3
57
57
57
57,0
30
36
32
32,7
+0,74
4
28
28
29
28,3
43
43
44
43,3
-0,35
5
26
28
28
27,3
43
46
44
44,3
-0,38
6
48
48
45
47,0
43
45
45
44,3
+0,06
Левая
1
57
60
61
59,3
40
42
42
41,3
+0,44
2
49
51
52
50,7
31
32
33
32,0
+0,58
3
53
54
55
54,0
36
39
39
38,0
+0,42
4
39
42
42
41,0
51
52
52
51,7
-0,21
5
46
42
42
43,3
30
31
29
30
+0,44
6
30
32
32
31,3
42
43
43
42,7
-0,27
По полученным результатам подсчитано проявление разной анизотропии (K+) и (K-) в верхней и нижней половинах молочных желез, табл.6.
Таблица 6
Количественное проявление анизотропии при симметричности и асимметричности молочных желез
K
Симметричность
Асимметричность
Правая грудь
Левая грудь
Правая грудь
Левая грудь
верх
низ
верх
Низ
верх
низ
верх
низ
(K+)
3
0
3
0
2
1
3
1
(K-)
0
3
0
3
1
2
0
2
На основании обобщения полученных результатов для всех пациенток предложен критерий для оценки симметричности и несимметричности молочных желез:
а) железы симметричны в том случае, когда процент положительной анизотропии (K+) и отрицательной (K-) в обеих молочных железах одинаков в верхней и нижней половинах;
б) железы асимметричны в том случае, когда процент положительной анизотропии (K+) и отрицательной (K-) в обеих молочных железах разный в верхней и нижней половинах.
Обследуемые пациентки до и после операции
Обследовалось 10 пациенток, которые обратились за хирургической коррекцией молочных желез. Пациентки имели нормальное телосложение, возраст 30-35 лет. Пациенты по исходному диагнозу были разбиты на две группы: первая группа (I) - 5 пациенток с послеродовой инволюцией молочных желез; вторая группа (II) - 5 пациенток с врожденной гипомастией.
y
x
y
x
Сравнение результатов акустического сканирования кожи молочных желез до и после операции представлено в табл.7 и на рис.2 (изменение скорости после операции по направлениям Y и X в обследуемых группах пациентов: в группе I скорости V и V уменьшились; в группе II скорости V и V возросли).
Таблица 7
Усредненные по группам результаты акустического сканирования
Область
Группы
До операции
После операции
Разница
Vy ср
Vx ср
Vy ср
Vx ср
ΔVy ср
ΔVx ср
Правая грудь
I - 0,14
50,2
58,0
44,9
50,9
-5,3
-7,1
II - 0,15
42,6
50,0
48,0
58,1
+5,4
+8,1
Левая грудь
I
48,7
57,0
42,4
50,0
-6,3
-7,1
II
42,4
47,2
47,8
54,0
+5,4
+6,2
В группе I с инволюционными изменениями до операции имело место преобладающее проявление отрицательной анизотропии (K-), процент которой существенно не менялся в зависимости от положения тела, табл.8.
Полученные данные свидетельствуют о том, что натяжение кожи молочных желез слабо меняется в зависимости от положения тела. Это обусловлено тем, что измерения осуществляются на коже, близко расположенной к ребрам грудной клетки, т.е. на «твердой подложке». Результаты сканирования в группе I хорошо согласуются с нашими результатами, полученными на двухслойных физико-механических системах, в которых верхний слой, имитирующий кожу, выполнен из желатинового геля, а нижний слой (подложка) - из твердой полиуретановой резины: при высокой твердости подложки изменения в верхнем желатиновом слое акустическим методом не различаются. После протезирования (силиконовые протезы) контакт кожи с ребрами существенно ослабевает, т.к. между кожей и ребрами появляется протез - «мягкая подложка». Численные значения скорости снижаются, рис.2. Сильного натяжения кожи при этом не возникает. Несколько снижается процент отрицательной анизотропии. В послеоперационном периоде (6 месяцев) при изменении положения, табл.8.
В группе II с врожденной гипомастией исходно контакт с ребрами выражен меньше, чем в группе (I), поэтому скорости здесь ниже, чем в I группе, табл.4. Акустическая анизотропия до операции в разных положениях различна, табл.8. Это свидетельствует о том, что натяжение кожи меняется при изменении положения тела. После протезирования (силиконовые протезы) возросло натяжение кожи, о чем свидетельствуют увеличения скорости. В послеоперационном периоде (6 месяцев) при изменении положения тела коэффициент (K-) меняется, табл.8.
Таблица 8
Проявление анизотропии до и после операции при разных положениях тела
Группа пациенток
Период
Процент (K-) в разных положениях
(ΔK-)<sub>1-3</sub>
Лежа (1)
Сидя (2)
Согнув. (3)
I группа
До операции
70%
68%
62%
8%
После операции
60%
54%
50%
10%
II группа
До операции
51%
30%
26%
25%
После операции
48%
28%
20%
28%
Полученные результаты позволили сделать следующий вывод.
Если исходная акустическая анизотропия в коже молочных желез: а) изменяется при изменении положения тела, то после операции следует ожидать изменения натяжения кожи; б) не изменяется, то после операции натяжение кожи существенно не изменится.