Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Глушков Н.И.

Кафедра общей хирургии ФГБОУ ВО «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова» Минздрава России, Санкт-Петербург, Россия

Мусукаев Х.М.

Кафедра общей хирургии Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования, Мариинская больница, Санкт-Петербург

Павелец К.В.

Кафедра общей хирургии Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования, Мариинская больница, Санкт-Петербург

Лебедев А.К.

Кафедра общей хирургии Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования, Мариинская больница, Санкт-Петербург

Черных Д.А.

Кафедра общей хирургии Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования, Мариинская больница, Санкт-Петербург

Использование компьютерного моделирования для оптимизации хирургического лечения больных раком прямой кишки (с комментарием)

Авторы:

Глушков Н.И., Мусукаев Х.М., Павелец К.В., Лебедев А.К., Черных Д.А.

Подробнее об авторах

Журнал: Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2011;(11): 52‑56

Просмотров: 146

Загрузок: 3

Как цитировать:

Глушков Н.И., Мусукаев Х.М., Павелец К.В., Лебедев А.К., Черных Д.А. Использование компьютерного моделирования для оптимизации хирургического лечения больных раком прямой кишки (с комментарием). Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2011;(11):52‑56.
Glushkov NI, Musukaev KhM, Pavelets KV, Lebedev AK, Chernykh DA. Computer modeling in surgical treatment of rectum cancer. Pirogov Russian Journal of Surgery = Khirurgiya. Zurnal im. N.I. Pirogova. 2011;(11):52‑56. (In Russ.).

?>

Введение

Внедрение в лечебную практику новых методов диагностики позволяет проводить предоперационный анализ клинической ситуации для выбора оптимальной тактики хирургического лечения больных раком прямой кишки [1, 2, 6-9]. Обработка данных спиральной компьютерной и магнитно-резонансной томографии с использованием программы Power SHAPE для трехмерного моделирования английской фирмы «Delcam» позволяет в режиме реального времени моделировать взаиморасположение органов и анатомических структур малого таза, отражающее индивидуальные особенности организма пациента [3-5, 10].

Целью работы было оценить возможности программы Power SHAPE в определении распространения опухолевого процесса с прямой кишки на смежные органы и использовать полученные данные для планирования объема оперативного вмешательства.

Материал и методы

Мы располагаем опытом хирургического лечения 925 больных раком прямой кишки в период с 1980 по 2010 г. Из них 54 пациента составили основную группу, их обследование проводили с применением современных методов лучевой диагностики. Для анализа полученных результатов выделена контрольная группа из 100 больных, у которых предоперационное изучение опухолевого процесса проведено с помощью традиционных лучевых методов.

В основную группу вошли 23 (42,6%) женщины и 31 (57,4%) мужчина, в контрольную - 43 (43,0%) и 57 (57,0%) человек соответственно. Средний возраст больных в основной группе составил 69,3 года, в контрольной - 67,5 лет. Таким образом, большинство пациентов находились в старшей возрастной группе.

Для уточнения степени распространенности опухолевого процесса прямой кишки все пациенты основной группы были обследованы с помощью современных лучевых методов диагностики - эндоректальной сонографии (ЭС) на аппарате Voluson 730 Pro rus, спиральной компьютерной томографии (СКТ) на аппарате Somatom Emotion («Siemens»), магнитно-резонансной томографии (МРТ) на установке Magnetom Avanto («Siemens»). ЭС и СКТ выполнены в 8 наблюдениях, ЭС и МРТ - в 24, только СКТ - в 4 и только МРТ - в 18 наблюдениях. 21 пациенту ЭС не выполнялась, что связано с наличием стенозирующей опухоли. Кроме того, 10 больным выполнена интраоперационная сонография. Исследования проводили сразу после хирургической ревизии.

На основе данных лучевых методов диагностики с помощью программы Power SHAPE для трехмерного моделирования английской фирмы «Delcam» у всех 54 пациентов основной группы получена модель таза с проекцией опухоли на прямую кишку, мочевой пузырь и мочеточники, предстательную железу, матку и влагалище. На первом этапе результаты лучевого исследования конкретного больного использовали для построения модели костей таза (рис. 1).

Рисунок 1. Трехмерная компьютерная модель костей таза.
На втором этапе в полученную модель последовательно добавлялись органы малого таза - прямую кишку, мочевой пузырь, матку с придатками или предстательную железу с семенными пузырьками, сосуды (артерии и вены), лимфатические узлы (рис. 2).
Рисунок 2. Трехмерная компьютерная модель малого таза с органокомплексом.
На третьем этапе в полученную модель встраивали опухолевую ткань. Последняя могла быть представлена в виде сферы либо иной структуры, соответствующей анатомическим особенностям опухоли. При этом анализировали результаты лучевых методов исследования о вовлечении в опухолевый процесс смежных с прямой кишкой анатомических структур. Полученные данные отражались на трехмерной компьютерной модели (рис. 3).
Рисунок 3. Трехмерная компьютерная модель малого таза с проекцией опухоли среднеампулярного отдела прямой кишки на смежные органы. В опухолевую ткань (сфера) вовлечена нижняя треть левого мочеточника. Здесь и на рис. 4 опухоль окрашена синим цветом.
Преимуществом компьютерной модели является возможность ее поворота и оценки в любой плоскости (рис. 4).
Рисунок 4. Трехмерная компьютерная модель опухоли среднеампулярного отдела прямой кишки. Проекция со стороны входа в малый таз.

Программа Power SHAPE позволяет в режиме реального времени моделировать взаиморасположение органов и анатомических структур малого таза, отражающее индивидуальные особенности организма пациента. На трехмерной модели оценивали техническую возможность проведения оперативного вмешательства и его объем, имитировали выделение, перевязку и пересечение сосудов, органов и их частей, а также повреждение различных структур, представляющих наибольшую опасность при выполнении конкретной операции.

Результаты

Полученные данные имели определяющее значение для предоперационного выбора вида и объема оперативного вмешательства. Вид хирургических вмешательств у больных раком прямой кишки представлен в таблице.

Как видно из таблицы, 81,5% пациентов основной группы выполнены радикальные операции, что позволяет прогнозировать благоприятные результаты послеоперационного лечения и выживаемость. Лишь у 18,5% больных хирургическое вмешательство было ограничено формированием колостомы. Четырем больным были выполнены комбинированные операции: 2 - брюшно-промежностная экстирпация прямой кишки с резекцией левого мочеточника и формированием уретероцистоанастомоза, 1 - брюшно-промежностная экстирпация прямой кишки и экстирпация матки с придатками, 1 - передняя резекция прямой кишки с субтотальной резекцией мочевого пузыря. Выполнение комбинированных операций связано с вовлечением в опухолевый процесс смежных органов, в частности мочевого пузыря (1 больной), матки (1) и левого мочеточника (2).

Характер оперативных вмешательств в контрольной группе был иным. 50 (50,0%) больным выполнена паллиативная операция - формирование колостомы. Лишь 11 (11,0%) пациентам произведена радикальная операция с первичным формированием межкишечного анастомоза - передняя резекция прямой кишки. 3 (3,0%) больным выполнены комбинированные операции: операция Гартмана с резекцией мочевого пузыря (1) и брюшно-промежностная экстирпация прямой кишки с резекцией уретры на катетере, с экстирпацией матки без придатков, с резекцией мочевого пузыря (2).

Высокий процент паллиативных операций в контрольной группе связан с субъективностью оценки резектабельности опухоли при интраоперационной ревизии. Не имея объективных показателей распространенности опухолевого процесса, хирург принимает решение о невозможности выполнить радикальную операцию в тех ситуациях, когда она была бы возможна. На получение необходимых сведений и было направлено предоперационное обследование пациента с помощью современных лучевых методов.

Ниже приведено одно из клинических наблюдений, демонстрирующее возможности современных технологий в планировании оперативного вмешательства, выборе его оптимального объема, профилактике послеоперационных осложнений.

Больной С., 59 лет, поступил в 6-е хирургическое отделение Мариинской больницы Санкт-Петербурга 27.06.08. При поступлении предъявлял жалобы на повышение температуры, чувство жара, боли в нижних отделах живота при натуживании, примесь крови и слизи в кале. Считал себя больным в течение 2 нед, когда появились описанные жалобы. Отмечал потерю в массе тела 10 кг за последние 6 мес. Пациент обследован. Выполнены клинические исследования крови, УЗИ брюшной полости, ЭС, ирригоскопия, СКТ малого таза. В области ректосигмоидного отдела прямой кишки выявлен инфильтрат размером 7,8×3,6 см с нечеткими контурами за счет перехода на параректальную клетчатку; увеличенные лимфатические узлы не определяются; в печени очаговых образований не обнаружено. В результате анализа трехмерной модели, полученной с помощью программы Power SHAPE, выявлен инфильтративный рост опухолевой ткани в параректальную клетчатку слева с высокой вероятностью вовлечения дистального отдела левого мочеточника. Принято решение выполнить комбинированную операцию - брюшно-промежностную экстирпацию прямой кишки с резекцией левого мочеточника и формированием уретроцистоанастомоза на мочеточниковом стенте.

07.07 больному выполнено оперативное вмешательство. При ревизии: опухоль прямой кишки распространяется от тазовой брюшины в дистальном направлении; отдаленных метастазов не выявлено; опухоль прорастает в брюшину слева. После вскрытия тазовой брюшины установлено, что нижний полюс опухоли располагался на расстоянии 5 см от ануса. При мобилизации прямой кишки с опухолью выявлено прорастание последней в левый мочеточник на протяжении 8 см. В операционную приглашен врач-уролог. Выполнен планируемый объем оперативного вмешательства. Результат гистологического исследования: низкодифференцированная аденокарцинома с прорастанием всех слоев стенки кишки; края резекции без опухолевых клеток; прилегающая жировая клетчатка с фибрином и выраженным хроническим воспалением, лимфатические узлы с признаками неспецифической гиперплазии.

Послеоперационный период без осложнений. Больной выписан в удовлетворительном состоянии 28.07, на 21-е сутки после операции.

16.10 - повторная госпитализация. После подготовки выполнены цистоскопия, удаление стента левого мочеточника. Данные контрольных лабораторно-инструментальных исследований в норме.

Пациент выписан в удовлетворительном состоянии. Осмотрен через 6, 12 и 24 мес - жалоб не предъявляет. Прибавил в массе 8 кг. На основании данных УЗИ брюшной полости, ирригоскопии патологических изменений не выявлено.

Таким образом, трехмерная компьютерная модель опухолевой ткани у больных раком прямой кишки с использованием программы Power SHAPE позволяет планировать ход оперативного вмешательства в каждом конкретном наблюдении и снизить риск возможных осложнений.

Использование в диагностике рака прямой кишки современных методов лучевой диагностики и трехмерного моделирования способствует выбору адекватного объема хирургического лечения с увеличением количества радикальных вмешательств (с 50,0% в контрольной до 81,5% в основной группе) и улучшению тем самым прогноза послеоперационного лечения и выживаемости.

Комментарий

Первым желанием редакционной коллегии журнала по ознакомлении с данной работой было отклонить ее публикацию. Однако в связи с тем, что в ней, как в капле воды, отражаются наиболее часто встречающиеся проблемы, препятствующие публикации такого рода статей, редколлегия приняла решение представить ее вниманию хирургического сообщества, указав в комментарии на недостатки, которые нивелируют ее научное и практическое значение. Надеемся, что приведенные аргументы в дальнейшем будут способствовать повышению качества статей, присылаемых для публикации.

Представленная статья освещает один из важнейших аспектов, необходимых для успешного лечения больных раком прямой кишки, - использование современных технологических достижений для планирования максимально возможной радикальности хирургической резекции опухоли. В работе описаны возможности использования программного обеспечения Power SHAPE («Delcam PLC», Бирмингем, Великобритания) для моделирования взаимоположения органов малого таза и прогнозирования глубины прорастания опухоли прямой кишки на основании результатов различных методов лучевой диагностики. Успешное применение данного программного обеспечения продемонстрировано в различных отраслях промышленного моделирования, а также в качестве экспериментальной функции используется в таких сферах медицины, как стоматология [5] и ортопедия [2].

Для построения трехмерной модели таза использованы результаты трансректального УЗИ, СКТ и МРТ малого таза, проведенных больным раком прямой кишки. Известно, что в настоящее время золотым стандартом диагностики местного распространения рака прямой кишки является МРТ органов малого таза, которая без применения дополнительных методов компьютерного моделирования позволяет с высокой точностью определять глубину прорастания опухолью мезоректальной клетчатки, вовлечение мезоректальной фасции в опухолевый процесс и распространение опухоли на соседние органы малого таза. Согласно данным крупного мультицентрового исследования MERCURY [3], проведенного в Великобритании, оценка степени инфильтративного роста опухоли прямой кишки с помощью МРТ отличается от фактически измеряемой глубины опухолевой инвазии при гистологическом исследовании удаленного препарата более чем на 0,5 мм. Таким образом, данный метод предоперационной диагностики опухоли прямой кишки является наиболее точным и информативным для определения глубины инвазии опухоли в мезоректальную клетчатку и возможного вовлечения соседних органов и структур.

Авторы основывают свое исследование на сравнении двух групп больных - одной выполнены современные обследования (трансректальное УЗИ/КТ/МРТ, при этом объем исследований у всех больных оказался разным), другую группу составили больные, которые были выбраны ретроспективно из тех, кому такие современные обследования не проводились. С учетом неясного и неописанного принципа выбора больных, неравнозначность объема полученных выборок значительному сомнению подвергается сам факт возможности их адекватного и достоверного сравнения в дальнейшем. Значительный вклад в искажение результатов сравнения могут внести существующие, но не учитываемые авторами условия формирования групп (так называемая систематическая ошибка). Так, если больные обеих групп проходили обследование и лечение в одном и том же временном промежутке, то почему одним выполнялся весь комплекс обледований, а другим нет?

Одновременно с этим настораживают и описанные результаты лечения больных раком прямой кишки в отдельно взятой клинике. Авторы указывают на то, что без использования современных методов диагностики в контрольной группе больных (отобранных по неизвестным критериям) частота эксплоративных лапаротомий составила 50%, а резекционная операция с наложением анастомоза выполнена всего у 11% пациентов. Такие низкие показатели резектабельности и соответственно эффективности оперативного лечения абсолютно неприемлемы в современных условиях развития хирургической техники при раке прямой кишки. Еще в недавнее время, когда высокотехнологичные методы предоперационной диагностики рака прямой кишки не были внедрены в клиническую практику, резектабельность злокачественных опухолей данной локализации тем не менее достигала 90% [1].

Описывая опыт так называемых «радикальных» операций (под которыми подразумеваются все вмешательства, связанные с удалением опухоли), авторы не оценивают их с точки зрения негативности краев резекции. Это не позволяет понять, была ли удалена опухоль в пределах здоровых тканей. Как продемонстрировано во многих крупных исследованиях, именно этот показатель играет решающую роль в определении прогноза заболевания и безрецидивной выживаемости больных [4]. В статье совсем не проанализирован персональный опыт оперирующих хирургов, так как этот фактор тоже имеет важное значение в определении степени резектабельности и радикальности резекций прямой кишки.

Таким образом, учитывая сомнительную достоверность результатов сравнения выборок пациентов и отсутствие применения статистических критериев оценки эффективности изучаемого метода исследования, подвергается значительному сомнению высокая клиническая значимость предлагаемого авторами статьи метода компьютерного моделирования для определения стадии опухолевого процесса и планирования радикального хирургического вмешательства. Как и для любого другого метода исследования, перед оценкой его эффективности необходимо провести его клиническую валидацию, т.е. утверждение в качестве возможного к использованию на основании проведенных клинических контролируемых и желательно рандомизированных исследований. Все сказанное выше не позволяет согласиться с тем, что именно этот метод диагностики является тем ключевым фактором, который обусловливает увеличение доли радикальных операций в хирургическом лечении рака прямой кишки. Мы желаем авторам для достижения своей цели - оценки возможности изучаемого программного обеспечения в эффективном планировании радикальных хирургических вмешательств при раке прямой кишки тщательно спланировать и провести контролируемое клиническое исследование, которое на основании адекватного статистического анализа смогло бы поддержать или опровергнуть высказанную ими гипотезу.

Литература

1. Клиническая оперативная колопроктология: Руководство для врачей. Под ред. В.Д. Федорова, В.Л. Ривкина. М: ГНЦ проктологии 1994; 432.

2. Коваленко А. Разработка и создание анатомически адаптированного тотального эндопротеза тазобедренного сустава с использованием CAD/CAM-систем Delcam. САПР и графика 2011; 1: 86-89.

3. Brown G., Daniels I.R. Preoperative staging of rectal cancer: the MERCURY research project. Recent Results Cancer Res 2005; 165: 58-74.

4. Nagtegaal I.D., Quirke P. What is the role for the circumferential margin in the modern treatment of rectal cancer? Clin Oncol 2008; 26: 2: 303-312.

5. Persson A.S., Oden A., Andersson M., Sandborgh-Englund G. Digitization of siinulated clinical dental impressions: virtual three-dimensional analysis of exactness. Dent Mater 2009; 25: 7: 929-936.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail