CC BY
16
DOI 10.26724 / 2079-8334-2017-3-61-27-32 УДК 616.216.2-002
ДОСВ1Д ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДУ КОМП'ЮТЕРНОГО ПЛАНУВАННЯ
Х1РУРГ1ЧНОГО ВТРУЧАННЯ У ПАЦ1€НТ1В З ХРОН1ЧНИМ ФРОНТИТОМ
e-mail: [email protected]
У статп представлено результати проведеного комп'ютерного конф^урацшного планування об'ему хiрургiчних втручань 56 пащенив, що знаходились на стацюнарному лiкуваннi з приводу хронiчного фронтиту. Проведено аналiз риноманометричних показникiв та розрахунюв дослiдження аеродинамiки повiтряного опору носового дихання за даними стрально! комп'ютерно'! томографн до та тсля хiрургiчного лiкування у пацiентiв основно! групи (n=27), яким виконана ендоназальна фронтотомiя з корекцiею внутрiшньоносових структур, та контрольно! (n=29), яким виконана ендоназальна фронтотомiя. Корекцiя внутрiшньоносових структур змшюе аеродинамiчний носовий опiр на бшьшш дiлянцi, i в широкому дiапазонi значень, а без корекцп' - тiльки на дiлянцi, що безпосередньо примикае до дшянки ствустя, а також за рахунок загального зменшення набряку слизово! оболонки порожнини носа. Комп'ютерне планування дозволяе тдвищити ефективнiсть проведення функцiональних ринологiчних втручань на 32%. Для його реа^зацн потрiбнi високоточнi методи дiагностики i впровадження достатньо складних процедур конф^урацшного вiртуального моделювання хiрургiчних втручань.
Ключовi слова: хрошчний фронтит, комп'ютерне конф1гуращйне планування, риноманометр1я.
Робота е фрагментом НДР «Розробка нових медичних технологш в дiагностицi та л^ванш патологи верхшх дихальних шляхiв» (№ держреестрацн 0111U006761).
Емтричний метод прогнозування в медицин виник ще за час1в Пппократа i базувався на встановленн аналогш м1ж двома под1ями до- та тсля втручання. Сучасш методи прогнозування засноваш на математичному анал1з1 даних i реал1зуються за допомогою електронно! обчислювально! техшки [4].
Комп'ютерне конфпурацшне планування х1рурпчних втручань у функщональнш ринологи призначене для прогнозування функщональних результанв операцп за даними в1ртуального моделювання змши арх1тектошки порожнини носа. Вщповщно, метод заснований на комп'ютерному моделюванн аеродинам1чних процес1в при рус пов1тря в порожниш носа в процес дихання, а також анал1зу взаемозв'язку геометричних i ф1зюлопчних характеристик верхшх дихальних шлях1в [1, 3].
Х1рурпчш втручання ¡з використанням екстраназальних i ендоназальних достушв потребують у подальшому вщновлення структур та ф1зюлогп лобових пазух, що на сьогодш залишаеться багатокомпонентною i багатоетапною проблемою [2, 5]. З точки зору ф1зюлоги носа i навколоносових пазух, серед способ1в х1рурпчного лшування синуситу, спрямованих на вщновлення функщонування ствустя ураженого синусу з порожниною носа, найбшьш ф1зюлопчними е н вар1анти, при яких мшмально травмуеться слизова оболонка порожнини носу та навколоносових пазух. При цьому необидно враховувати, що основною вимогою в сучаснш функщональнш ринологи е ильки змша конфпураци (корекщя) при якомога меншш резекцп анатом1чних об'екнв.
Тому, одним ¡з прюритетних завдань для малошвазивно! х1рурги, е щадне вщношення до слизово! оболонки порожнини носа i навколоносових пазух (ННП). Ц завдання частково виршуються з приходом сучасних методик комп'ютерного планування.
Метою роботи було дослщити клшчну ефективтсть використання способу планування ринох1рурпчних втручань у пащенпв з хрошчними формами фронтиту та супутшми функцюнальними порушеннями внутршньоносових структур.
Матерiал та методи дослiдження. За даними стрально! комп'ютерно! томографп (СКТ) ННП та риноманометричного дослщження проведено комп'ютерне планування х1рурпчного лшування у 56 пащенпв, яю знаходились на стацюнарному лшуванш в ЛОР вщдшенш ПОКЛ ¡м. Скл1фосовського з приводу хрошчного фронтиту.
Пащенти були подшеш на 2 групи. Основна група - 27 пащенпв, яким виконувалась традицшна функщональна фронтотом1я типу Draf II з корекщею внутршньоносових структур (ВНС). Контрольну групу складали пащенти, яким була виконана ендоназальна фронтотом1я типу Draf II без корекцп ВНС (29 пащенпв).
Спошб планування функцюнальних ринохiрургiчних втручань, який складасться з проведення ринометричних дослiджень, виконання ендоскопiчного обстеження порожнини носа, проведения функцюнальних дослщжень верхнiх дихальних шляхiв, виконання iнтраскопiчного обстеження стану носових пазух, проведення процедури формування просторово! сегментовано! лофтингово! моделi повiтряних шляхiв носово! порожнини, побудови аеродинамiчно! моделi верхнiх дихальних шлях1в на основi едино! узагальнено! воксельно! томогpафiчно! моделi верхнiх дихальних шляхiв для визначення витрати Q повiтря в верхшх дихальних шляхах за формулою, яка дозволяе враховувати режим течи пов^ря при носовому диханш, вiртуального моделювання корекцп форми анатомiчних структур шляхом змщення кiсткових утворень та скорочення об'ему слизово! оболонки на просторовш сегментованiй лофтинговiй моделi повiтряних шляхiв порожнини носа для зменшення локальних аеродинамiчних опорiв носових ходiв, визначення основних аеродинамiчних показникiв носового дихання та прогнозування результатiв оперативного втручання щодо покращення пов^ряно! провiдностi носових ходiв за формулами KQ=Q2/Q1■100% та Кй =R1/R2 • 100, яю характеризують процентнi спiввiдношения мiж юнуючими Q1,R1 та прогнозованими Q2, R2 параметрами витрати повiтря та аеродинамiчного опору верхнiх дихальних шляхiв вщповщно, за даними едино! узагальнено! воксельно! томографiчно! моделi верхнiх дихальних шляхiв визначають локальнi аеродинамiчнi опори вздовж порожнини носа, виявляють максимальний з них, а результуюча витрата Q повiтря в верхнiх дихальних шляхах обчислюеться за формулою
Q
1
Ар
fmax
r HSf - 2S j-
де ^^ - перепад тиску повиря носовому ходi, для ламшарного та для турбулентного режимiв течи повиря вiдповiдно; - число Рейнольдса для режиму течи повиря в носово! порожниш; = 1,205 кг/м3 - щiльнiсть повiтря; г - усереднений радiус перетину носового ходу;
^^ - довжина дшянки носового ходу; Б, - площа перетину дiлянки носового ходу; N -
кшьюсть дiлянок носового ходу; Sj - площа перетину j -! локально! дiлянки носового ходу; j -коефiцieнт локального аеродинамiчного опору j-! локально! д^нки носового ходу, з урахуванням не тшьки втрат тиску за довжиною носово! порожнини, а i враховуючи втрати тиску на локальних аеродинамiчних опорах.
Побудова моделей комп'ютерного планування ринохiрургiчних операцiй проведена на розробленому на кафедрi бiомедично! iнженерi! ХНУРЕ оригiнальному програмному забезпеченнi Rhinoplan. Vl.a.
Статистична обробка отриманих даних проводилась пакетом програм Statistica. Отриманi результати статистично ощнювали за t-критерieм Стьюдента. Показники наведенi у виглядi M±m (середне значення ± похибка середнього). Рiзниця вважались вiрогiдною при значеннях р<0,05.
Результати дослiдження та Тх обговорення. Розглянемо визначення аеродинамiчного носового опору при проведенш конфiгурацiйного хiрургiчного планування на прикладi двох пащенпв, яким з приводу причин, не пов'язаних з ЛОР-патолопею було виконано повторну СКТ ННП пiсля ирурпчного лiкування. Так з'явилась можливiсть порiвняти прогнозованi результати корекцi! ВНС з фактичними, тсля виконано! операцi!. Пащент 1. У передоперацiйному перiодi виконувалися обстеження функцi! носового дихання за даними динамiчно! задньо! активно! риноманометрп (ЗАРМ), а також iнтраскопiчне картування за даними СКТ. Аксiальна СКТ-томограма i мультипланарна реконструкцiя верхшх дихальних шляхiв у фронтальнiй проекцп наведенi на рис. 1, а i б, вiдповiдно. На рис. 1 (а, б) показано, що у пащента мали мiсце ознаки двобiчного гiперпластичного полiсинуситу, гребiнь передшки носа, сoncha bullosa справа. При проведенш ендориноскопп виявлено гребiнь передшки носа справа (рис. 2, а), слизово-гншш видшення в дiлянцi остюмеатального комплексу. За результатами дiагностичних дослщжень було виконано комп'ютерне планування хiрургiчного втручання, яке показало, що шляхом виконання функцюнально! ринохiрургiчно! операцi!, що включала в себе полюинусотомда та корекщю дiлянки гребня передiлки носа, можна знизити аеродинамiчний опiр правого i лiвого носових каналiв до величини у 1,7 - 1,8 разiв (рис. 1, д, е).
Рис. 1. - 1люстращя результата функционально! ринох1рургп з урахуванням комп'ютерного планування: а) вихвдна акЫальна СКТ, б) вихвдна фронтальна МПР, в) акЫальна СКТ в шсляоперацшному пер1од1 через 3 тижш, г) фронтальна МПР в шсляоперащйному пер1од1 через 3 тижш, змша аеродинам1чного носового опору для правого (д) i л1вого (е) носових канал1в (1 -передоперащйш дат, 2 - прогнозоваш дат, 3 - дат фактичного результату операцп через 3 тижш).
Рис. 2. Ендориноскотя: а - до операцп (тсля анем1зацп слизово! оболонки порожнини носа); б - Через 1 мюяць тсля операцп.
Фактично за результатами СКТ 1 ЗАРМ через 4 тижт тсля операцп встаиовлеио, що аеродииамiчиий отр право! половини носа знизився в 1,4 рази, л1во! - в 1,2 рази (рис. 1, в, г, д, е). Прогностична ефективтсть комп'ютерного планування склала близько 70%. При ендоскотчному оглядi порожнини носа через 1 мшяць пiсля операцп даних за запальну ЛОР патологiю не виявлено (рис. 2, б).
Пащент 2. Ак^альна СКТ-томограма i мультипланарна рекоиструкцiя верхиiх дихальних шляхiв у фроитальиiй проекцii иаведеиi на рис. 3, а i б, ввдповвдно. За даними СКТ (рис. 3) та ендоскотчного обстеження (рис. 4) визначались запальиi змiии в лiвiй лобиiй пазусi (на рис. 3, б
не видно), гребшь носово!' передни. За результатами дiагностичних досл1джень було виконано комп'ютерне планування хiрургiчного втручання, яке показало, що шляхом виконання комплексного ринох1рурпчного втручання, що складалось з корекци передiлки носу (септопластика) та лiвобiчноi ендоназально! фронтотоми, можна знизити аеродинамiчний опiр правого носового каналу в 1,2 рази, i лiвого носового каналу - до 2-х разiв (рис. 3, д, е). Фактично за результатами СКТ i ЗАРМ через 4 тижш пiсля операци встановлено, що аеродинамiчний опiр право!' половини носа за рахунок шсляоперацшного набряку збiльшився в 1,16 разiв (рис. 3, в, г, д, е), а лiвоi - зменшився в 1,53 рази. Прогностична ефектившсть комп'ютерного планування склала близько 60%. При ендоскошчному оглядi порожнини носа через 1 мюяць пiсля операци даних за запальну ЛОР патологш виявлено не було (рис. 4, б).
Рис. 3. - Глюстращя результат1в функцiональноí ринохiрургií з урахуванням комп'ютерного планування: а) вихщна акаальна СКТ, б) вихщна фронтальна МИР, в) акаальна СКТ в тсляоперацшному перiодi через 4 тижнi, г) фронтальна МИР в тсляоперацшному перiодi через 4 тижнi, змiна аеродинамiчного носового опору для правого (д) i лiвого (е) носових каналiв (1 -передоперацiйнi данi, 2 - прогнозоваш данi, 3 - даш фактичного результату операцií через 4 тижш).
Результати дослщження аеродинамiчного носового опору за даними риноманометри i сшрально!' комп'ютерно!' томографií. Даш дослщження повiтряного опору носового дихання, отриманi на основi риноманометричного дослщження представленi на рис. 5. В дооперацшному перiодi в основнiй груш пащенлв Азарм = 2,15±0,11 (M±m; кИа*с/л=Иа*с/м3-10б), пiсля хiрургiчного лiкування Азарм = 1,43±0,09 (M±m; кИа*с/л=Иа*с/м3-10б). В контрольнш групi: до операци Азарм = 1,41±0,07 (M±m; кИа*с/л=Иа*с/м3-10б), тсля операцií Азарм = 1,29±0,05 (M±m; кИа* с/л=Иа- с/м3-10б). Иоказаники риноманометри до хiрургiчного втручання та через 4 тижш тсля мали статистично достовiрнi вiдмiнностi у пацieнтiв основноí групи, яким була виконана ендоназальна фронтотомiя з корекцieю ВНС (р<0,00001).
Рис. 4. Риноскошчне фото (шва половина носа): а - до операцп (шсля ане]шзаци слизово! оболонки порожнини носа); б -Через 1 мкяць шсля операцп.
Показники риноманометрп у пащенпв контрольно! групи, яким виконана фронтотом1я без корекцп ВНС, не мали статистично достов1рних вщмшностей (р=0,168). Таким чином, корекщя внутршньоносових структур змшюе аеродинам1чний носовий ошр на бшьшш дшянщ, { в широкому д1апазош значень, а без корекцп - тшьки на дшянщ, що безпосередньо примикае до д1лянки сшвустя, а також за рахунок загального зменшення набряку слизово! оболонки порожнини носа.
I До операцп
Через 5 тингн'в
I До операшТ Через Этн-ж-пв
-
1,6 1,4
С, 6 0,4 с,2 С-
Рис. 5. Спiввiдношення риноманометричних показникiв до операцп та через 9 тижшв у пацiентiв: а - основно! групи; б -контрольно! групи.
У пащенпв основно! групи показник Лсдт=2,82±0,21 (М±т; Па- с/м6-109), у пащенпв контрольно! групи - Лсдт=1,06±0,06 (М±т; Па- с/м6-109). У пащенпв контрольно! групи отримаш даш вщповщають середньостатистичним показникам норми для даного дослщження. У пащештв основно! групи показники свщчили про наявшсть порушень ВНС, як полягали в порушенш аеродинам1чного носового опору.
1. Використання даного способу дае можливють на етат ирурпчного планування провести кшьюсну ощнку шсляоперащйного покращення функщональних результапв оперативного втручання, причому, що особливо важливо, з урахуванням тсляоперащйно! зм1ни локальних аеродинам1чних опор1в, що спостер1гасться бшьш, тж в 80% випадюв при функцюнальтй септопластищ.
2. Комп'ютерне планування дозволяе тдвищити ефективтсть функщональних ринолопчних втручань в середньому на 32%. Для його реал1зацп потр1бш високоточш методи д1агностики { впровадження достатньо складних процедур конф1гурацшного в1ртуального моделювання х1рурпчних втручань.
1.Аугишп О. О. Рг1п181ру1 kompyuternogo р1ап1гоуап1уа Шп^от^й орега11упу1И утезИа!еЫу / О. О. Аугитп // ТеШсИпа e1ektrodinamIka, tem у1ри8к «ЗПоуа e1ektronIka ta energoefektiуnIst». - 2011. - СИ. 2. - 293-298.
2. Уо1коу А. О. Vosstanov1enie anatomii i fizio1ogii 1obnyih pazuh pos1e ih rasskryitiya / А. О. Vo1kov // Uspehi sovremennogo estestуoznaniya №.1, - 2006, 50 8.
3. Knigavko Уи. V. Б^с!^ funktsiona1nyih parametroу, oprede1yayuschih pokazaniya k proуedeniyu rinop1astiki / Уи. V. Knigaуko, О. О. Аугитп, Н. Faruk // Vostochno-Eуropeyskiy zhurna1 peredoуyih tehno1ogiy.- 2013.- Мо. 2/10 (62). - 24-27.
4.Tarasova А. Prognozirovanie у k1inicheskoy meditsine / А. Tarasova // Innoуatsii у nauke: зЬ. st. po mater. XXX mezhdunar. nauchno-prakt. konf. Chast II. - М^оз^тек SibAK, - 2014.
б
а
б
а
5.Eloy J. A. High-resolution computed tomography analysis of the frontal sinus ostium: a pilot study / J. A. Eloy, D. M. Neskey, R. Vivero [et al.] // JAm J Otolaryngol. - 2013. - Vol. 34. - № 2. - P. 99-102.
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА КОМПЬЮТЕРНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ У ПАЦИЕНТОВ С ХРОНИЧЕСКИМ ФРОНТИТОМ
Лобурець А. В., Бесшапочный С. Б., Аврунин В. Г.
В статье представлены результаты проведенного компьютерного конфигурационного планирования объема хирургических вмешательств 56 пациентов, находящихся на стационарном лечении по поводу хронического фронтита. Проведен анализ риноманометрических показателей и расчетов исследования аэродинамики воздушного сопротивления носового дыхания по данным спиральной компьютерной томографии до и после хирургического лечения у пациентов основной группы (п = 27), которым выполнена эндоназальная фронтотомия с коррекцией внутриносовых структур, и контрольной (п = 29), которым выполнена эндоназальная фронтотомия. Отдельно представлены расширенные результаты исследования двух пациентов. Коррекция внутриносовых структур меняет аэродинамическое носовое сопротивление на большем участке, и в широком диапазоне значений, а без коррекции - только на участке, непосредственно примыкающем к участку соустья, а также за счет общего уменьшения отека слизистой оболочки полости носа. Компьютерное планирование позволяет повысить эффективность проведения функциональных ринологических вмешательств на 32%. Для его реализации требуются высокоточные методы диагностики и внедрение достаточно сложных процедур конфигурационного виртуального моделирования хирургических вмешательств.
Ключевые слова: хронический фронтит, компьютерное конфигурации планирования, риноманометрии.
Стаття надшшла 15.07.2017 р.
EXPERIENCE IN THE USE OF COMPUTER PLANNING METHOD FOR SURGICAL TREATMENT OF PATIENTS WITH CHRONIC
FRONTAL SINUSITIS Loburets A.V., Besshapochny S.B., Avrunin V.G.
The article represents the results of the computer configuration planning of the value of surgical interference of 56 patients who underwent inpatient treatment of chronic frontal sinusitis. The analysis of rhinomanometry indicators and the research of aerodynamics of air resistance of nasal breathing were performed according to computer tomography before and after surgery within the patients of the main group (n = 27) who underwent endonasal frontotomy correction intranasal structures (INS) and controls (n = 29) - by which was made the endonasal frontotomy. Extensive results of the study of two patients are presented separately. The correction of INS changes the aerodynamic nasal resistance in a larger area, and in a wide range of values; without correction INS - only at the site that immediately adjacent to the anastomosis site, and also due to a general decrease in the edema of the mucous membrane of the nasal cavity. Computer planning makes it possible to increase the effectiveness of functional rhinological interference by an average 32%. But its implementation needs highly accurate diagnostic methods and cumbersome procedures of the virtual simulation of surgical interference.
Key words: chronic frontal sinusitis, computer configuration planning, rhinomanometry, frontal sinus surgery.
Рецензент Аветков Д.С.
DOI 10.26724 / 2079-8334-2017-3-61-32-36 УДК 616.13-089.86:616-073.7
УЛЬТРАЗВУКОВА ОЦ1НКА ЕФЕКТИВНОСТ1 ФОРМУВАННЯ АРТЕР1АЛЬНИХ АНАСТОМОЗ1В У РАННЬОМУ П1СЛЯОПЕРАЦ1ЙНОМУ ПЕР1ОД1
e-mail: [email protected]
Проведено аналiз 76 медичних карток стащонарних хворих з явищами критично! шемп нижшх юнщвок (III-IV стадiя за класифжащею Фонтейна-Покровського), яким виконаш вщновш оперативш втручання на стегново-тдколшному та стегново-гомшковому сегментах артерш з приводу облтеруючого атеросклерозу артерш. Пащенти були розподшеш на двi групи в залежност вщ техшки виконаних реконструктивних операцш. Для контролю ефективност проведення реконструктивних операцш уам хворим перед операщею та на 7-8 добу тсля не! проведене ультразвукове кольорове анпосканування нижшх юнщвок з визначенням гомшково-плечового шдексу. В результат дослщжень доказана ефектившсть застосування даного дiагностичного способу i вш може бути рекомендований для ощнки якост проведення реконструктивних операцш на артерiях нижшх юнщвок.
Ключовi слова: обл^еруючий атеросклероз, вщновш операцп, ультразвукове дослщження, ефектившсть застосування.
Робота е фрагментом НДР «Оптимiзацiя дiагностики, л^валъноХ тактики та профшактики гостроI хiрургiчноí патологи та и ускладненъ», № державноI реестрацн 011би005024.
Обл1теруючий атеросклероз артерш нижшх кшщвок е одним з найпоширешших захворювань. За даними ВООЗ, в кра'нах Свропи хрошчна 1шем1я нижшх кшщвок (Х1НК) атеросклеротичного генезу серед пащенпв старше 50 роюв зустр1чаеться у 2% випадюв, у хворих
