СПОСОБ РАСЧЁТА ОБЪЁМА ДЕСТРУКЦИИ И ВИЗУАЛИЗАЦИИ НЕКРОЗА ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
METHOD FOR CALCULATING DESTRUCTION AND VISUALIZATION OF PANCREATIC NECROSIS

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для определения объема поражения поджелудочной железы и планирования хирургической тактики у больных с панкреонекрозом.
Известно КТ - исследование поджелудочной железы, которое является основным информативным инструментальным методом исследования пациентов с панкреонекрозом во все фазы заболевания [1]. Данное исследование основано на измерении и компьютерной обработке разности ослабления рентгеновского излучения различными по плотности тканями. С помощью него возможно построение послойного изображения органов любой локализации, однако получаемые в результате исследования данные, находятся в нативном виде. Традиционно используется визуальная оценка врачом - рентгенологом объема деструкции и локализации некрозов поджелудочной железы по данным КТ, без точного количественного расчета некроза в абсолютных числах [2]. Данный способ взят нами за прототип.
Метод отличается отсутствием воспроизводимости: данные полученные при измерении объема деструкции и визуализации некрозов поджелудочной железы одного и того же пациента разными врачами-рентгенологами, могут отличаться [3]. Следствиями этого могут быть: неточная оценка объема деструкции и локализации некрозов поджелудочной железы персонифицировано у больного; запоздалое и неадекватное выполнение оперативного вмешательства и проведение лечебных и профилактических мероприятий при остром панкреатите тяжелой степени.
В базовой комплектации компьютерного томографа, автоматические расчет объема деструкции и визуализация некрозов поджелудочной железы, путем построения цветовой трехмерной модели, технически не осуществимы.
Цель изобретения - создание способа расчета объема деструкции и визуализации некроза поджелудочной железы у больных с острым панкреатитом тяжелой степени.
Эта цель достигается тем, что пациенту проводят компьютерную томографию поджелудочной железы с болюсным контрастированием, полученные данные исследования в формате DICOM загружают в систему «Автоплан», полуавтоматическим способом сегментируют и выстраивают трехмерную полигональную модель поджелудочной железы, рассчитывают объем поджелудочной железы с помощью инструмента «свойства сегментации - расчет объема- полигональной модели», указывают на построенной модели исходные точки здоровой ткани и целевые точки некроза с помощью инструмента «инкрементальная сегментация», создают и визуализируют выделенную задаваемым цветом трехмерную полигональную модель некроза поджелудочной железы, производят расчет объема полигональной модели некроза с помощью инструмента «свойства сегментации - расчет объема полигональной модели».
Система "Автоплан" разработана в Самарском государственном медицинском университете. Данный продукт реализован на основе открытой платформы Medical Imaging Interaction Toolkit - MITK [4]. В рамках системы реализованы модули и расширения (плагины) для сегментации и измерения поджелудочной железы.
Технология получения виртуальной 3D-модели поджелудочной железы включает выполнение пациенту КТ с опциями: «толщина среза 3 мм, спиральный режим сканирования» и внутривенное болюсное контрастирование (раствор йогексол в количестве 100-150 мл со скоростью 3-5 мл/с) при отсутствии противопоказаний; загрузку данных в формате DICOM в систему «Автоплан»; полуавтоматическую сегментацию поджелудочной железы [5]; построение объемной полигональной модели и ее анализ. Описанные манипуляции проводят в полуавтоматическом режиме: на основании полученной статистической «средней» модели поджелудочной железы, ее сегментация проводится фактически за один «клик», после чего врач исправляет возможные неточности и осуществляет построение виртуальной трехмерной полигональной модели поджелудочной железы.
Для получения данных о персонифицированных особенностях конкретного больного, рассчитывают объем поджелудочной железы с помощью инструмента «свойства сегментации - расчет объема полигональной модели» следующим образом. Выделяют на построенной объемной полигональной модели поджелудочной железы целевую точку некроза с помощью инструмента «инкрементальная сегментация», при котором степень «растекания» захвата варьируется с помощью движения курсора в разные стороны. Инструмент «инкрементальная сегментация» позволяет не обводить зону некроза вручную на каждом срезе. Выделение происходит за счет клика мышью на зоне интереса, далее степень захвата пикселей для отнесения к нужной сегментации варьируется движением мыши вверх или вниз. Указанные манипуляции проводят без привязки к конкретному срезу, а регулируют за счет плотностных характеристик объекта в пространстве.
3
В автоматическом режиме создают трехмерную, полигональную модель выделенной зоны некроза поджелудочной железы с возможностью пространственной визуализации и выделения модели пользовательским цветом. Производят расчет объема построенной полигональной модели некроза путем запуска инструмента «свойства сегментации - расчет объема полигональной модели». При осуществлении расчетов объема получают данные, измеряемые в см.
Преимуществами данного способа являются точная оценка объема деструкции поджелудочной железы и визуализация некрозов, учитывая персонифицированные особенности пациента без возможной субъективизации заключений разных врачей - рентгенологов. Полученные данные позволяют своевременно выставлять показания к оперативному вмешательству, планировать объем операции, а также прогнозировать течение заболевания.
Изобретение иллюстрируется следующим примером клинического использования.
В период с 08.17-05.18 гг. в общем хирургическом отделении СОКБ им. В.Д. Середавина г. Самара мы наблюдали две группы пациентов по 4 человека. Пациентам контрольной группы проводили компьютерную томографию поджелудочной железы с болюсным контрастированием в качестве инструментальной диагностики заболевания. Комплексное лечение соответствовало национальным клиническим рекомендациям. Недостаточный объем операции, спланированный по нативным данным полученным в результате КТ-исследования, запоздалое выставление показаний к оперативному вмешательству и фульминантность течения заболевания обусловили высокие показатели летальности.
Общая летальность в данной группе составила 75%. Количество повторных оперативных вмешательств - 6±2. Сроки выполнения первой операции (дней с момента госпитализации) - 10±2. Срок госпитализации (койко - дней) - 30±8.
Основная группа больных была пролечена с использованием предлагаемого способа. Общая летальность в группе составила 25%. Количество повторных оперативных вмешательств - 2±1.Срок выполнения первой операции (дней с момента госпитализации) - 2±2.
Применение данного способна позволило снизить количество повторных оперативных вмешательств, снизить общую летальность и в самые ранние сроки спрогнозировать тяжелое течение заболевания за счет своевременно выявленного объема деструкции поджелудочной железы (>35%) и выставления показаний к раннему оперативному вмешательству.
Больной Г., 37 лет, диагноз: «Острый панкреатит тяжелой степени. Стерильный панкреонекроз. Стадия ферментной токсемии» Для оценки распространенности некроза поджелудочной железы, до операции была выполнена компьютерная томография поджелудочной железы с болюсным контрастированием. При этом у пациента были выявлены все подтверждающие данные жалоб, анамнеза, status localis, лабораторных и физикальных методов исследования, которые верифицировали диагноз. Наличие тяжелого течения и возникших осложнений, таких как выраженный абдоминальный компартмент - синдром, парез кишечника, не купируемый болевой синдром свидетельствовали о неблагоприятном течении заболевания. Заключение врача - рентгенолога, по результатам первого исследования КТ - брюшной полости: «Острый панкреатит. Панкреонекроз. Участок некроза тела поджелудочной железы. Жидкостное скопление в сальниковой сумке». На основании полученных данных и сопутствующей клиники развивающихся осложнений, пациенту было показано выполнение лапароскопического вмешательства и широкого комплекса интенсивной консервативной терапии с применением эфферентных методов лечения.
3
Однако после применения предлагаемого способа анализа данных компьютерной томографии поджелудочной железы в системе «Автоплан», был выявлен значительный объем некроза поджелудочной железы(V=41.8 см) и его труднодоступное пространственное расположение. Результаты сегментации поджелудочной железы, расчета объема и пространственной визуализации некроза у пациента Г. представлены на фигуре 1.
Полученные данные, являлись ключевыми в выборе вида и объема оперативного вмешательства. Выполнение лапароскопического вмешательства было бы неадекватным и неэффективным, в силу распространенности процесса, и могло только усугубить течение заболевания и привести к летальному исходу.
Проведена операция «Лапаротомия. Резекция большого сальника. Вскрытие и дренирование сальниковой сумки. Вскрытие и дренирование левого отдела забрюшинного пространства люмботомическим доступом. Санация и дренирование брюшной полости Лапаростомия. Оментобурсостомия. Люмбостомия», при которой было выполнено полное адекватное дренирование пораженных участков и близлежащих парапанкреатических тканей, являющихся огромной резорбционной площадкой.
Своевременно выполненное адекватное оперативное вмешательство, за счет использования предложенного способа, индуцировало значительное улучшение течения заболевания, обрыв порочного круга острого панкреатита, снизило количество повторных оперативных вмешательств и способствовало выздоровлению больного. Срок госпитализации 36 койко - дней.
Таким образом, предложенное изобретение позволяет рассчитать точный объем некроза поджелудочной железы, его локализацию, спрогнозировать течение заболевания, выбрать адекватный объем и вид оперативного вмешательства, а также исключает субъективность полученных данных. Способ может быть применен в хирургических стационарах.
Источники литературы:
1. Федоров В.Д., Кармазановский Г.Г., Гузеева Е.Б., Цвиркун В.В. Виртуальное хирургическое моделирование на основе данных компьютерной томографии // Видар-М, 2003. стр. 184.
2. А.В. Араблинский, P.M. Черняков, А.Н. Хитрова, Е.Г. Богданова Лучевая диагностика острого панкреатита // Медицинская визуализация «Январь-март», 2000. Стр 2-11.
3. Кармазановский Г.Г., Нерестюк Я.И., Кригер А.Г., Хайриева А.В. Диагностическая значимость трехмерных реконструкций кт - изображений у пациентов с протоковой аденокарциномой поджелудочной железы // REJR.2017.
4. Каторкин С.Е., Колсанов А.В., Быстров С.Л., Зельтер П.М., Андреев И.С.. Виртуальное 3-D моделирование в хирургическом лечении хронического панкреатита // Новости хирургии, выпуск 25, 2017. стр. 503-509,
5. Katorkin S.E., Kolsanov A.V., Bystrov S.A., Chaplygin S.S., Zelter P.M., Nazarov R.M. Preoperative 3d modeling splenectomy in patients with primary immune thrombocytopenia // Новости хирургии. 2017. №1 C. 21-27.