CC BY
53
ны показатели психоэмоционального состоя- рией пациентов и использовать разнообраз-
ния пациентов. Эти данные позволяют более ные техники повышения эффективности пре-
качественно определить стратегию и тактику одоления фрустрирующей ситуации, вызван-
психокоррекционной работы с данной катего- ной раком простаты и его лечением.
Сведения об авторах статьи:
Гарданова Жанна Робертовна - д.м.н., профессор, зав. кафедрой психотерапии психолого-социального факультета ГБОУ ВПО РНИМУ им Н.И. Пирогова Минздрава России. Адрес: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, 1. Тел./факс: 8(495)434-10-88. E-mail: [email protected].
Абдуллин Искандер Ильфакович - к.м.н., доцент кафедры эндоскопической урологии ФГАОУ ВО РУДН, врач-уролог ЗАО «Европейский Медицинский Центр». Адрес: 129090, г. Москва, ул. Щепкина, 35. E-mail: [email protected] Чернов Дмитрий Николаевич - к.психол.н., доцент кафедры общей психологии и педагогики ГБОУ ВПО РНИМУ им Н.И. Пирогова Минздрава России. Адрес: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, 1. Тел./факс: 8(495)434-10-88. E-mail: [email protected]
Чернов Антон Вячеславович - студент 3 курса ГБОУ ВПО РНИМУ им Н.И. Пирогова Минздрава России. Адрес: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, 1. Тел./факс: 8(495)434-10-88. E-mail: [email protected].
Мазуренко Денис Александрович - к.м.н., доцент кафедры эндоскопической урологии ФГАОУ ВО РУДН, врач-уролог ЗАО «Европейский Медицинский Центр». Адрес: 129090, г. Москва, ул. Щепкина, 35. E-mail: [email protected].
ЛИТЕРАТУРА
1. Злокачественные новообразования в России в 2010 году (заболеваемость и смертность) / под ред. В.И. Чиссова, В.В. Старин-ского, Г.В. Петровой. - М.: ФГУ «МНИОИ им. П.А. Герцена Росмедтехнологий», 2012. - 256 с.
2. Радикальная промежностная простаэктомия - метод выбора в лечении рака предстательной железы низкого онкологического риска / Г.А. Мартиросян [и др.] // Медицинский вестник Башкортостана. - 2015. - № 3. - С. 205-209.
3. Морозов, А.О. Роль радикальной простатэктомии в лечении пациентов раком простаты высокого и очень высокого риска / А.О. Морозов, Е.А. Безруков, Г.Е. Крупинов // Медицинский вестник Башкортостана. - 2015. - N° 3. - С. 170-173.
4. Scott C. Coping with Prostate Cancer: A Meta-Analytic Review / C. Scott // Journal of Behavioral Medicine. - June 2005. - Vol. 28, № 3. - Р. 281-293.
5. Sergienko E. A. Subjective regulation and coping behavior. Psychology of coping behavior: Proceedings of the international. scientifi c and practical. Conferences / Min. Ed. E. A. Sergienko, T. L. Kryukova. - Kostroma, 2007. - Р. 64-66.
6. Pyatnitskaya E.V. Psychology of traumatic stress. - Saratov, 2007. - 65 р.
7. Office for National Statistics, Cancer Statistics Registrations, Registrations of Cancer Diagnosed in 2007 // England Series MB1 no. 38, National Statistics, London, UK, 2007. URL: http://www.ons.gov.uk/ons/rel/vsob1/cancer-statistics-registrations-england-series-mb1-/no-38-2007/index.html.
8. Spiegel, D. Depression and cancer: mechanisms and disease progression / D Spiegel, J. Giese-Davis // Biol Psychiatry. - 2003. -Vol. 54(3). - P. 269-282.
9. Anxiety and depression after prostate cancer diagnosis and treatment: 5-year follow-up / IJ Korfage [et al.] // Br J Cancer. - 2006. -№ 94. - P. 1093-8.
УДК 616.6
© Коллектив авторов, 2015
В.Н. Дубровин1, А.В. Егошин1, Д.М. Батухтин2, Я.А. Фурман2, А.А. Роженцов2, Р.И. Ерусланов2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ НА ОСНОВЕ 3Б-МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ ЛАПАРОСКОПИЧЕСКОЙ РЕЗЕКЦИИ ПОЧКИ
1ГБУ «Республиканская клиническая больница» Республики Марий Эл, г. Йошкар-Ола 2ФГБОУ ВПО «Поволжский государственный технологический университет», г. Йошкар-Ола
В исследовании использована разработанная оригинальная компьютерная программа, которая на основе предоперационной компьютерной томографии создает трехмерную модель интересующего органа. Виртуальная модель совмещалась с реальным пациентом при помощи З^дигитайзера по технологии дополненной реальности. Точками сопоставления систем координат являлись реперные точки на теле пациента, указанные при компьютерной томографии.
Метод применен в лечении 7 пациентов среднего возраста 47,5 (38 - 54) года, мужчин 3 (42,9%), женщин - 4 (57,1%), имеющих опухоли почки размером в среднем 3,0 (2,0 - 4,0) см. Время тепловой ишемии составило 14,5 (12 - 18) мин. Среднее время операции было 110,5 (80 - 155) мин. Осложнений в послеоперационном периоде не наблюдалось. При послеоперационном гистологическом исследовании случаев положительного хирургического края не было.
Таким образом, примененный метод предоставлял хирургам дополнительную информацию о распространенности опухолевого процесса во время операции, что позволило правильно выбрать границы резекции. Метод перспективен для начинающих хирургов и для развития малоинвазивной хирургии.
Ключевые слова: компьютерное моделирование, дополненная реальность, лапароскопическая резекция почки.
V.N. Dubrovin, A.V. Egoshin, D.M. Batukhtin, J.A. Furman, A.A. Rozhentsov, R.I. Eruslanov AUGMENTED REALITY TECHNOLOGY BASED ON 3D MODELING AT LAPAROSCOPIC PARTIAL NEPHRECTOMY
The research used a special computer program that created a three-dimensional image of the organ under investigation on the basis of preoperational tomographic data. A virtual model was matched with the patient with the help of 3D digitizer by augmented
reality technology. Coordinate system matching points were the control points at the patient's body revealed by computer tomography.
The method was originally performed for the 7 patients, their average age was 47,5 (38 - 54) years, men - 3(42,9%), women - 4 (57,1%) with size of the tumors 3,0 (2,0 - 4,0) cm. The average time of an operation performed with the use of the computerized choice of the surgical approach was 110,5 (80-155) minutes. Warm ischemia time was 14,5 (12 - 18 min). There were no complications during the operation and in the post-operative period. There were no cases of positive surgical margins.
Thus, the technique provides additional possibilities for the surgeon in selecting borders in partial nephrectomy. This method is particularly perspective for teaching beginner surgeons and for the development of low-invasive surgery.
Key words: computer modelling, augmented reality, laparoscopic partial nephrectomy.
Внедрение современных информационных технологий в медицину позволило значительно усовершенствовать диагностические возможности лучевых методов диагностики. Совмещение на одной мультиспиральной компьютерной томографии (МСКТ) артериальной, паренхиматозной, венозной и экскреторной фаз позволяет получить пространственное изображение органа, создать его 3-мерную виртуальную модель, которая дает дополнительную информацию для изучения характера и особенностей заболевания. 3Б-моделирова-ние интересующего органа предоставляет возможность выявить индивидуальные детали кровоснабжения органа, возможные сосудистые аномалии, локализацию патологического процесса, границы опухоли [1-3]. Детальное изучение оперируемого органа при предоперационном планировании этапов открытого хирургического вмешательства позволяет уменьшить количество осложнений и улучшить результаты лечения больных [1,4-6].
Новым направлением в применении современных методов визуализации и 3-мерного моделирования в урологии является интраопе-рационная навигация при видеоэндоскопических операциях. Однако использование в условиях операционного поля любой, даже самой качественно подготовленной виртуальной модели затруднено, так как имеются анатомические и физиологические особенности органов забрюшинного пространства, такие как дыхательная экскурсия, наличие значительных клетчаточных пространств, затрудняющих визуализацию, отсутствие четких ориентиров в виде костных структур [7,8]. Применяются различные технические способы, помогающие хирургу сопоставить виртуальную модель органа и его реальное изображение. К таким методам относится использование стереоскопических видеокамер в операционной и специальных навигационных инструментов с инфракрасными метками, однако при операциях на органах забрюшинного пространства метод малоприменим вследствие более глубокого расположения почки в клетчаточных пространствах. Некоторые авторы проводят ин-траоперационную компьютерную томографию с установкой контрастных меток на органе, установленных непосредственно в ходе эндо-
скопического вмешательства [9], что затрудняет и затягивает хирургическое вмешательство, делает его более дорогостоящим. Перспективным является метод дополненной реальности, когда используется изображение с прямым или косвенным дополнениями реального объекта физического мира цифровыми данными в режиме реального времени при помощи компьютерных устройств [10]. Технология дополненной реальности включает: комбинацию реального и виртуального контентов; их взаимодействие в реальном режиме времени; отображение в 3Б-пространстве. В настоящее время метод нашел применение в навигации при пунк-ционных операциях на почке.
Таким образом, нерешенными проблемами применения метода компьютерного моделирования и использования 3Б-модели для интраоперационной навигации являются: отсутствие универсального метода формирования виртуальной модели, применимого ко всем аппаратам медицинской визуализации (МСКТ, МРТ), в большинстве случаев несоответствие систем координат диагностического изображения и реального пациента. Таким образом, очевидна необходимость широкого внедрения виртуального планирования операции, прогнозирования опасных зон, учета индивидуальной анатомии.
Материал и методы
В исследовании нами использовались разработанная компьютерная программа для обработки изображения, полученного на любом аппарате КТ в формате DICOM, и 3D-моделирование интересующей хирурга зоны операции или выделенного органа (патенты Российской Федерации № 2011611778 от 12.01.2011 г. и № 2012135049 от 2012 г.). Перед проведением исследования на теле пациента устанавливали реперные точки (не менее 4), отмеченные металлическими метками в строго определенных местах, для последующего сопоставления систем координат. Полученные при обследовании снимки компьютерной томограммы для последующей обработки передавались в персональный компьютер, оснащенный оригинальной компьютерной программой, при помощи которой создавали объемную модель почки, сосудов почечной ножки и внутрипочеч-ных сосудов с возможностью изменять про-
зрачность паренхимы почки, изучать внутренние границы опухоли. На полученной модели имелась возможность производить виртуальное удаление опухоли почки, оценку края резекции и вовлечения в него полостной системы почки или сосудов паренхимы. После формирования 3-мерной модели интересующей зоны предстоящего хирургического вмешательства, определения реперных точек в виртуальном пространстве изображения производили сопоставление систем координат модели и реального пациента при помощи механического 3Б-дигитайзера, прибора, позволяющего формировать объемные компьютерные изображения. Точками сопоставления систем координат являлись реперные точки на теле пациента, указанные при компьютерной томографии.
Видеоэндоскопическую операцию проводили по общепринятой методике. После осуществления доступа, обзорной лапароскопии производили мобилизацию почки, выделяли сосуды почечной ножки, почку освобождали от жировой клетчатки. Далее в статическом режиме на отдельном мониторе персонального компьютера производили совмещение изображений модели, полученных на основании предоперационной компьютерной томографии и видеоизображения, полученного в ходе лапароскопической операции. Совмещение изображения позволяло визуализировать опухоль почки, ее предполагаемые внутренние границы, соотношение артериальных сосудов с зоной планируемой резекции почки.
Оперировано 7 пациентов среднего возраста (47,5 (38-54) года), имеющих опухоли почки небольшого размера - в среднем 3,0 (2,0-4,0) см, мужчин - 3 (42,9%), женщин - 4 (57,1%). Во всех случаях опухоль локализовалась на нижнем полюсе почки. В левой почке опухоль обнаружена в 5 (71,4%) и в правой почке в 2 (28,6%) случаях.
Результаты и обсуждение
Полученная объемная модель органа перед операцией позволила провести планирование предстоящей резекции почки перед операцией, во время которой четко была определена локализация опухоли, ее связь с артериями паренхимы и полостной системой почки. При виртуальном удалении опухоли можно было наблюдать возможные повреждения внутренних структур почки, определить их локализацию и спрогнозировать методы устранения возможных осложнений.
При проведении реальной лапароскопической операции после выделения сосудов сосудистой ножки почки при наложении сосудистого зажима на артерию была выбрана сег-
ментарная артерия при ее делении в зоне ворот почки, что оказалось возможным в 4 (57,1%) случаях, при проведении остальных 3 (42,9%) операций зажим накладывался на почечную артерию. Резекцию почки проводили холодными ножницами. После удаления части почки с опухолью на почечную паренхиму накладывали обвивной гемостатический шов на пластиковых клипсах. Время тепловой ишемии составило 14,5 (12-18) мин. Среднее время операции - 110,5 (80-155) мин. В послеоперационном периоде проводилась ранняя активизация пациента. Осложнений в послеоперационном периоде не наблюдали. Средняя продолжительность лечения составила 6,7 (6-10) дня. При послеоперационном гистологическом исследовании случаев положительного хирургического края не было.
Применение метода совмещения компьютерного изображения, полученного при компьютерной томографии, и изображения на экране монитора при выполнении видеоэндоскопической операции позволило хирургу точнее представить анатомию оперируемого органа, его ангиоархитектонику, расположение опухоли почки, ее связь с кровеносными сосудами и провести резекцию почки радикально в пределах здоровых тканей. В тех случаях, когда возможно точно определить сегментарную артерию у пациента, появляется значительное преимущество в плане сохранения почечной функции после операции, поскольку тепловой ишемии подвергается не вся паренхима почки, а только сегмент, пораженный опухолевым процессом.
Выводы
1. Предоперационное компьютерное моделирование позволяет поэтапно планировать предстоящую органосохраняющую операцию -резекцию почки - и обеспечить лучшую ориентировку хирурга в операционном пространстве, свести к минимуму опасность осложнений.
2. Подробная информация о взаимоотношении опухоли с сетью внутрипочечных сосудов позволяет избежать непредвиденных ситуаций при проведении резекции почки.
3. Выбор сегментарного сосуда для его временного пережатия с помощью виртуальной 3-мерной модели позволяет сократить зону тепловой ишемии и предотвратить послеоперационные осложнения.
4. Совмещение компьютерной модели и изображения реального органа методом дополненной реальности во время видеоэндоскопической операции является перспективным методом, требующим дальнейшей разработки и усовершенствования.
Сведения об авторах статьи:
Дубровин Василий Николаевич - д.м.н., зав. урологическим отделением ГБУ РМЭ РКБ. Адрес: 424000, г. Йошкар-Ола, ул. Осипенко, 33. Тел./факс: (8362)46-80-14. Е-mail: [email protected].
Егошин Александр Вячеславович - врач урологического отделения ГБУ РМЭ РКБ. Адрес: 424000, г. Йошкар-Ола, ул. Осипенко, 33. Тел./факс: 8(8362)46-80-14.
Батухтин Дмитрий Михайлович - аспирант кафедры радиотехники и медико-биологических систем ФГБОУ ПГТУ. Адрес: 424000, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3. Тел./факс: 8(8362)68-78-05.
Фурман Яков Абрамович - д.т.н., профессор кафедры радиотехники и медико-биологических систем ФГБОУ ПГТУ. Адрес: 424000, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3. Тел./факс: 8(8362)68-78-05.
Роженцов Алексей Аркадьевич - д.т.н., зав. кафедрой радиотехники и медико-биологических систем ФГБОУ ПГТУ. Адрес: 424000, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3. Тел./факс: 8(8362)68-78-05.
Ерусланов Руслан Валентинович - к.т.н., ассистент кафедры радиотехники и медико-биологических систем ФГБОУ ПГТУ. Адрес: 424000, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3. Тел./факс: 8(8362)68-78-05.
ЛИТЕРАТУРА
1. Виртуальное планирование органсохраняющих операций при опухоли почки / П.В. Глыбочко [и др.] // Медицинский вестник Башкортостана. - 2013. - Т.8, № 2. - С.256-260.
2. Zero ischemia anatomical partial nephrectomy: A novel approach / IS. Gill [et al.] // J Urol. - 2012. - № 187. - P. 807-14.
3. Лоран, О.Б. Технические особенности при выполнении операций по поводу рака почки / О.Б. Лоран, А.В. Серегин, Н.В. Шуст-ицкий // Медицинский вестник Башкортостана. - 2013. - Т. 8, № 2. - С. 198-203.
4. Кит, О.И. Оценки клинической эффективности модифицированной методики лапароскопической резекции почки / О.И. Кит, С.А. Дмитриади // Медицинский вестник Башкортостана. - 2013. - Т. 8, № 2. - С.300-301.
5. Комяков, Б.К. Резекция почки по поводу рака в условиях ее длительной холодовой ишемии / Б.К. Комяков, В.В. Шмолин, Б.Г. Гулиев // Медицинский вестник Башкортостана. - 2013. - Т. 8, № 2. - С. 302-305.
6. Возможности методов визуализации в диагностике и мониторинге опухоли почки / Ю.Г. Аляев [и др.]// Экспериментальная и клиническая урология. - 2011. - №2. - С. 96-98.
7. Применение метода интраоперационной навигации при лапароскопической нефрэктомии / С.И. Емельянов [и др.] // Эндоскопическая хирургия. - 2009. - № 2. - С. 63-68.
8. Ukimura, O. Imaging-asssisted endoscopic surgery: Cleveland Clinic experience / O. Ukimura, I.S. Gill // J Endourology. - 2008. -№ 22. - Р. 803-810.
9. The role of imaging and navigation for natural orifice translumanal endoscopic surgery /J. Rassweiler [et al.] // Journal of endourology. -2009. - Vol. 23, № 5. - P. 793-800.
10. Current progress on augmented reality visualization in endoscopic surgery / M. Nakamoto [et al.] // Curr Opin Urol. - 2012. - № 22. -P. 121-126.
