Компьютерные 3D-модели в хирургическом лечении грыжи межпозвонкового диска в сочетании со стенозом поясничного отдела позвоночника

Компьютерные ЗО-модели в хирургическом лечении грыжи межпозвонкового диска в сочетании со стенозом поясничного отдела позвоночника

Олизарович М.В.

Гомельский государственный медицинский университет, Беларусь Гомельская областная клиническая больница, Беларусь

Olizarovich M.V.

Gomel State Medical University, Belarus Gomel Regional Clinical Hospital, Belarus

Computer 3D models in surgical treatment of combination hernia of the intervertebral disc with stenosis of the lumbar spine

Резюме. Для хирургического лечения пациентов с сочетанием стеноза поясничного отдела позвоночника и грыжи межпозвонкового диска применены компьютерные 30-модели на основе данных рентгеновской компьютерной томографии. Всего по данной методике оперировано 70 пациентов. Наибольший эффект оперативного лечения достигнут для купирования корешковых болей (у 92,8% оперированных). Травматичность вмешательства оценена по развитию ятрогенных парезов разгибателей (сгибателей) стопы и составила 2,9%. Ключевые слова: компьютерная 3й-модель, грыжа межпозвонкового диска, компьютерная томография.

Медицинские новости. — 2018. — №3. — С. 40-43.

Summary. For surgical treatment of patients with a combination of stenosis of the lumbar spine and herniated intervertebral disc, used computer 3D models based on X-ray computed tomography. In total 70 patients were operated on this technique. The greatest effect of surgical treatment was achieved for the relief of radicular pain (in 92.8% of the operated). The trauma of the intervention was assessed by the development of iatrogenic paresis of the extensor (flexor) of the foot and was 2.9%. Keywords: computer 3D model, herniated intervertebral disc, computed tomography.

Meditsinskie novosti. - 2018. - N3. - P. 40-43.

Применение методов визуализации для диагностики дистрофической патологии поясничного отдела позвоночника в настоящее время является общепризнанным [3, 5]. Широко используются при этом методы компьютерной рентгеновской и магнитно-резонансной томографии (КТ и МРТ) [4, 5, 12]. С их помощью возможна окончательная диагностика нейрохирургической патологии со степенью достоверности, позволяющей принимать решение о выполнении хирургического вмешательства при компрессии поясничных нервных корешков. Эти исследования дают возможность дифференцировать и другие виды возможной патологии позвоночника, такие как последствия травмы позвоночника и новообразования спинного мозга и конского хвоста [3, 12].

Проблемным остается вопрос применения полученных диагностических данных по ходу оперативного вмешательства для облегчения работы хирурга и повышения ее точности, что может улучшить результаты хирургического лечения.

Для точной ориентировки в ране используют метод интраоперационной нейронавигации, в основе которого лежит компьютерная томография [1, 9, 11].

При этом системы такого типа, позволяющие сопровождение вмешательства на позвоночнике, являются дорогостоящими и требуют больших затрат времени на обучение нейрохирурга использованию этих систем.

Таким образом, по-прежнему актуальной является задача интраопе-рационного предоставления хирургу максимально возможного набора данных для визуализации зоны оперативного вмешательства для точного и малотравматичного выполнения операции.

Цель исследования - оценка эффективности применения компьютерных 3D-моделей на основе данных

Рисунок 1

Окно программы VR-Render 0.8.0 с 3D-моделью поясничного отдела позвоночника

Tile Window Filler Help

В KARCHEVSKAYA ELENA V

2013-01-1409:16

512 x 512 x 245

0.34 x 0.34 x 0.5

рентгеновской компьютерной томографии пациента для предоперационного планирования и интраоперационного сопровождения при сочетании стеноза поясничного отдела позвоночника с грыжей межпозвонкового диска (МПД).

Материалы и методы

В рамках исследования для реализации поставленной цели использовались возможности программы VR-Render 0.8.0, которая позволяет формировать 3D-модели поясничного отдела позвоночника, используя данные КТ пациента.

По ходу оперативного вмешательства сформированная 3D-модель с данными КТ пациента с сочетанием грыжи поясничного МПД и стеноза визуализировалась на экране портативного компьютера перед хирургом, выполняющим оперативное вмешательство. Вид основного окна программы VR-Render 0.8.0 представлен на рисунке 1.

Виртуальное сопровождение с помощью 3D-модели состояло из нескольких этапов. На первом этапе хирургу предоставлялось трехмерное изображение поясничного отдела позвоночника с видом сзади на междужковые промежутки и остистые отростки, располагающиеся по ходу доступа к грыже МПД, сочетающейся со стенозом позвоночного канала на этом уровне, что позволяло лучше ориентироваться при выполнении костной резекции дужек и межпозвонковых суставов в минимально необходимом объеме. Важной особенностью изображения является возможность установить на экране ноутбука его размер, который

в точности соответствует реальному (полученному при измерениях на КТ).

Применение 3D-модели позволяло достичь точного восприятия хирургом костного участка доступа в позвоночный канал, как правило, скрытого в ходе операции слоем мягких тканей (связки, надкостница).

На следующем этапе в режиме «для мягких тканей» визуализировалась грыжа МПД, являющаяся целью вмешательства. При этом применяется инструмент View clipping box для подбора нужных сечений (рис. 2).

По ходу хирургического вмешательства для практического применения 3D-изображения на экране ноутбука применялся разработанный нами дистанционный хирургический измеритель (патент Республики Беларусь №u20130386 от 06.05.2013), состоящий из неподвижной бранши, на которой закреплена измерительная линейка, и подвижной бранши, на которой установлен болт-фиксатор. При этом в обе бранши вмонтированы источники лазерного излучения. Провода от источников лазера идут к контакту-штекеру. Питание устройства осуществляется при помощи источника с напряжением от 3 до 12V [2].

Применение дистанционного хирургического измерителя в режиме операции осуществляют следующим образом. Хирург или ассистент хирурга подключает контакт-штекер к источнику питания. Для измерения параметров операционной раны хирург передвигает подвижную браншу, фиксируя световые пятна в заданных точках раны. При этом размер объекта проекционно равен рас-

стоянию между двумя световыми точками от источников лазера. Это расстояние отображается на измерительной линейке (рис. 3).

В ходе операции измеритель используется для переноса размеров любой произвольно выбранной части 3D-модели на экране ноутбука в рану. При этом хирург устанавливает световые пятна на необходимых участках 3D-модели путем смещения подвижной бранши на нужное расстояние. В необходимом положении подвижная бранша зажимается болтом-фиксатором. После этого хирург подносит устройство к ране. Расстояние между световыми точками от источников лазерного света является границами разреза мягких тканей или зоны костной резекции.

Компьютерные 3D-модели применены в ходе оперативного вмешательства при компрессионных радикулопатиях, обусловленных сочетанием стеноза поясничного отдела позвоночника с грыжей МПД у 70 пациентов, проходивших лечение в нейрохирургическом отделении №1 Гомельской областной клинической больницы.

В группе оперированных пациентов было 40 (57,1%) мужчин и 30 (42,9%) женщин. Средний возраст оперированных составил 42±11 года. Отмечено преобладание жителей города (43 (61,4%) человека). Среди пациентов тяжелым физическим трудом занимался 21 (30,0%) человек, легким и умеренным физическим -19 (27,1%), преимущественно интеллектуальную или сидячую работу выполняли 23 (32,9%) человека,

Ш1П Стенозированные ПДС с грыжей МПД

Позвоночно-двигательный сегмент Число случаев

п=70 %

имш 1 1,4

ин-ш 11 15,7

25 35,8

31 44,3

2 2,8

7 (10,0%) обследованных официально не работали.

При поступлении пациентов в нейрохирургическое отделение для оперативного лечения проводилось стандартное ортопедо-неврологическое обследование, уточнялось наличие и выраженность симптомов натяжения (Ласега), оценивалась мышечная сила в нижних конечностях и функция тазовых органов.

Диагноз стеноза поясничного отдела позвоночного канала устанавливали ис-

ходя из трех его вариантов, описанных в литературе (выделяют центральный стеноз позвоночного канала, стеноз корешкового канала и межпозвонкового отверстия) [7, 10].

Общепризнано, что центральным стенозом называют сужение передне-заднего размера позвоночного канала менее 12 мм (относительный стеноз) и менее 10 мм (абсолютный стеноз) [3], латеральный стеноз диагностируется при сужении менее 4 мм латерального рецес-суса [8] или размере межпозвонкового отверстия менее 15 мм [10].

Для оценки результатов хирургического вмешательства изучены клинические данные, характеризующие травматичность (ятрогенные парезы мышц нижних конечностей, нарушение мочеиспускания) и эффективность операции (уменьшение выраженности дооперационных парезов и нарушения функции мочеиспускания). Сравнивали выраженность корешковых болей до операции и в раннем послеоперацион-

КИ Тип стенозирования позвоночного канала

Тип стеноза Число пациентов

мужчины,п=40 женщины, п=30 всего, п=70

п % п % п %

Центральный 20 50,0 16 53,3 36 51,4

Корешкового канала 7 17,5 5 16,6 12 17,1

Межпозвонкового отверстия 2 5,0 2 6,6 4 5,7

Комбинированный (центральный и стеноз корешкового канала) 7 17,5 6 20,0 13 18,6

Комбинированный (стеноз корешкового канала и межпозвонкового отверстия) 2 5,0 1 3,3 3 4,3

Комбинированный (центральный стеноз со стенозом корешкового канала и межпозвонкового отверстия) 2 5,0 0 0 2 2,9

ЩИ Тип операции при сочетании грыжи МПД со стенозом позвоночного канала

Вид операции Число случаев

п %

Гемиляминэктомия 1 1,4

Частичная гемиляминэктомия верхней дуги в ПДС 12 17,1

Частичная гемиляминэктомия нижней дуги в ПДС 6 8,6

Частичная гемиляминэктомия обеих дуг 28 40,0

Частичная гемиляминэктомия с фасетэктомией 16 22,9

Междужковая фенестрация с медиальной фасетэктомией 7 10,0

ном периоде (при выписке на 8-9-й день после операции).

При статистической обработке проведено определение ошибок репрезентативности (т) и доверительных границ относительного показателя генеральной совокупности (Рген). Степень вероятности безошибочного прогноза была задана на уровне р<0,05 (Ь2). Учитывались также абсолютные числа и относительные величины в процентах.

Результаты и обсуждение

По результатам анализа доопе-рационных диагнозов в исследуемой группе пациентов установлена частота стенотического поражения различных позвоночно-двигательных сегментов (ПДС) поясничного отдела позвоночного канала, что представлено в таблице 1.

В группе оперированных наиболее часто сочетание сегментарного стеноза с грыжей МПД наблюдалось на уровне Ц/-в| (31 (44,3%) случай), наиболее редко - на уровне 1.,-Ц, - 1 (1,4%) случай.

При оценке данных томографии установлено шесть видов стенозирова-ния поясничного отдела позвоночного канала, что указано в таблице 2.

Согласно полученным данным, у мужчин и женщин чаще наблюдался центральный стеноз позвоночного канала (соответственно 50,0% и 53,3%). Редкой формой в данной группе было тройное стенозирование (центральный стеноз со стенозом корешкового канала и межпозвонкового отверстия), которое составило 2,9% от всей группы из 70 пациентов.

В ходе хирургического вмешательства выполнялась секвестрэктомия при следующих видах грыж МПД: форами-нальная слева - 1 (1,4%) случай; экстра-фораминальная слева - 2 (2,8%); боковая слева - 3 (4,3%); срединная - 7 (10,0%); срединно-боковая слева - 26 (37,1%); срединно-боковая справа - 31 (44,3%).

Применение 3D-модели улучшало ориентировку хирурга при операциях на поясничном отделе позвоночника в глубине раны за счет визуальной оценки формы и локализации костных структур и выпавшего пульпозного ядра при грыже.

С помощью интраоперационного представления модели на экране ноутбука для доступа и декомпрессии спинномозговых корешков были использованы различные типы резекции заднего опорного комплекса поясничного отдела позвоночника (табл. 3).

ЛИЦаВ Динамика дезадаптирующих симптомов в раннем послеоперационном периоде

Симптомы Число пациентов, n=70

до операции после операции

n Р ±mp, % ген г' n Р ±mp, % ген г'

Корешковые боли 69 98,6±2,8 5 7,1±6,1*

Парезы мышц нижних конечностей 9 12,9±10,5 5 7,1±6,1**

Нарушение мочеиспускания 2 1,4±2,8 2 1,4±2,8***

Примечание. Достоверность различия показателей частоты встречаемости корешковых болей до и после операции: * - р<0,05, t=13,6; ** - р>0,05, t=0,48; *** - р>0,05.

ШИВ Симптоматика, характеризующая травматичность операции в раннем послеоперационном периоде

Симптомы в раннем послеоперационном периоде (8-9-е сутки) Число пациентов

n

Ятрогенные парезы разгибателей (сгибателей) стопы 2 2,9±4,0 р>0,05, t=0,72

Расширение зон гипестезии и анестезии на нижней конечности 6 8,6±6,8

Нарушение мочеиспускания 0 0

Как свидетельствуют данные, частичная гемиляминэктомия одновременно обеих дуг превалировала при операциях в случае сочетании грыжи МПД со стенозом (28 (40,0%) случаев).

При лечении 7 (10,0%) пациентов для доступа использовалась междужковая фенестрация с медиальной фасетэкто-мией, возможность применения которой была обусловлена латеральным стенозом, не требовавшим обширных костных резекций.

При выписке пациентов (на 8-9-й день после операции) проведена оценка неврологического статуса (табл. 4).

Согласно полученным данным, наибольший эффект оперативного лечения до-

стигнут для купирования корешковых болей (у 92,8% оперированных), наименьший - для восстановления функции мочеиспускания (в раннем послеоперационном периоде ее восстановление не произошло).

Для оценки травматичности проведенных вмешательств учтены развившиеся в раннем послеоперационном периоде неврологические расстройства (табл. 5).

В связи с операционной травмой у пациентов возникали зоны дополнительной гип- или анестезии на нижних конечностях (6 (8,6%) человек), при этом функционально значимое неврологическое расстройство (парезы разгибателей или сгибателей стопы) развилось у 2 (2,9%) оперированных.

Выводы:

1. Дистанционный хирургический измеритель позволяет атравматично проводить измерения объектов в операционной ране, что обеспечивает точность вмешательства и возможность получать данные об анатомических структурах в глубоких и узких раневых каналах.

2. Основным типом хирургического вмешательства при дистрофическом поясничном стенозе с использованием 3D-модели была частичная гемиляминэктомия одновременно обеих дуг в ПДС (40,0%).

3. Хирургическое лечение при данной патологии наиболее эффективно для купирования корешковых болей (у 92,8% оперированных), р<0,05, наименее - для восстановления функции мочеиспускания (в раннем послеоперационном периоде восстановления не произошло).

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Бадалов В. [и др.] // IV Съезд нейрохирургов России. Материалы съезда. - М., 2006. - С.6.

2. Олизарович М.В. Официальный бюллетень Национального центра интеллектуальной собственности. - Минск, 2013. - №5. - С.157.

3. Педаченко Ю.Е. // Укр. нейрох. журн. - 2009. -№4. - С.9-14.

4. Шевелев И.Н. [и др.] // Вопр. нейрохир. им. Н.Н. Бурденко. - 2012. - №3. - С.61-68.

5. Albert H.B. [et al.] // Eur. Spine J. - 2011. - Vol.20. -Р.1355-1362.

7. Campos-Benitez M., Keller L., Duggal N. // Spine. -2006. - Vol.31. - P.789-798.

8. Ciric I. [et al.] // J. Neurosurg. - 1980. - Vol.53. -P.433-443.

9. Innocenzi G. [et al.] // Acta Neurochir. Suppl. -2017. - Vol.124. - P.327-331.

10. Mroz TE. [et al.] // Spine. - 2006. - Vol.II. -P.995-1009.

11. Navarro-Ramirez R. [et al.] // World Neurosurg. -2017. - Vol.100. - P.325-335.

12. Ohnmeiss D.D. [et al.] // Clin. J. Pain. - 1999. -№15. - Р.210-217.

Поступила 14.12.2017 г.

I 67% НАСЕЛЕНИЯ ЗЕМЛИ НЕ ИМЕЮТ ДОСТУПА К БАЗОВОЙ ХИРУРГИИ

По результатам исследования, опубликованного в научном журнале The Lancet, 4,8 млрд жителей планеты не имеют доступа к качественному и своевременному хирургическому вмешательству.

Согласно результатам работы американских исследователей, в большинстве работ, опубликованных ранее, говорилось, что 2,2 млрд человек в мире не имеют доступа к базовым операциям. Группа исследователей проанализировала доступность хирургии в 196 странах на основе четырех критериев: оперативность хирургического вмешательства, «производительность», безопасность хирургии и ценовую

доступность. Учитывая эти параметры, для каждой страны ученые подсчитали долю населения, не имеющую доступа к хирургии.

По результатам исследования, к хирургии не имеют доступа 4,8 млрд человек: 95% населения Южной Азии и Центральной, Восточной и Западной Африки к югу от Сахары лишены доступа к оперативному хирургическому вмешательству. При этом в Австралии, Северной Америке и Западной Европе операции недоступны лишь 5% жителей.

По данным исследования, опубликованного в декабре 2014 года в The Lancet, с 1990 года продолжительность жизни по всему миру увеличилась на шесть лет.

Источник http://vademec.ru