CC BY
10УДК 616.216
ИЗУЧЕНИЕ ВОЗРАСТНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРОЕНИЯ ВЕРХНЕЧЕЛЮСТНОЙ ПАЗУХИ МЕТОДОМ 3D-МОДЕЛИРОВАНИЯ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ В ПЛАНИРОВАНИИ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ СИНУСИТА
Е. С. Григорькина1, С. В. Сергеев1, В. Г. Недоваров2, С. Д. Зиновьев1, А. А. Григорькин3, П. А. Бурко2
1ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», г. Пенза, Россия (Ректор - А. Д. Гуляков)
2 МУЗ «Городская клиническая больница скорой медицинской помощи им Г. А. Захарьина», г. Пенза, Россия
(Главный врач - В. В. Космачев)
3 ООО «Окружность», г. Пенза, Россия (Генеральный директор - С. В. Алексеенко)
MAXILLARY SINUS AGE SPECIFIC STUDYING BY 3D-MODELING AND THEIR APPLICATION IN SURGICAL TREATMENT OF SINUSITIS
E. S. Grigorkina1, S. V. Sergeev1, V. G. Nedovarov2, S. D. Zinoviev1, A. A. Grigorkin3, P. A. Burko2
1 Penza State University, Penza, Russia
2 Zakharyin City Clinical Emergency Hospital, Penza, Russia
3 OOO Okruznnost' ("Circle"), Penza, Russia
Целью данного исследования было изучение возрастных особенностей верхнечелюстной пазухи и применение их при планировании хирургического вмешательства. Для этого проведен анализ 150 серий СКТ с использованием веб-приложения Rhino, определены сферические координаты точек поверхности и положения центра масс синуса. Сравнивались значения для групп 20-40 лет, 41-60 лет и 61 год и старше. Результаты исследования, подтвержденные на практике, показали, что возрастные особенности пространственного строения верхнечелюстной пазухи и ее положения в теле верхней челюсти необходимо учитывать при планировании эндоскопического хирургического лечения синусита, в частности, смещение центра масс книзу ведет к повышению риска травматизации орбитальной стенки в случаях затруднения анатомической ориентировки.
Ключевые слова: верхнечелюстная пазуха, возрастные особенности, эндоскопическая хирургия, BD-моделирование, лечение синусита.
Библиография: 11 источников.
The objective of this research was to study age specific of maxillary sinus construction and use these features in surgical practice. We analyzed 150 SCT series using own wed-application «Rhino». Spherical coordinates and the center of mass were defined. The value of these parameters for age 20-40, 41-60, 61 years and older were compared. The results, proved in practice, showed that the features of maxillary sinus construction and its location in the corpus of maxilla should be accounted in endoscopic surgical treatment planning; especially the lowering of mass center leads to the increasing risk of orbital wall in cases of lack orientation (teeth lost).
^y words: endoscopic sinus surgery, maxillary sinus, age features, 3D-modeling, sinusitis treatment.
Bibliography: 11 sources.
При проведении хирургических вмешательств в лицевой области, помимо формы лицевого черепа и симметрии костных структур, необходимо учитывать возможность изменчивости тех или иных размеров в зависимости от пола и возраста [1]. Кроме того, развитие эндоскопической риносинусохирургии повышает требования к точности хирургического доступа [4].
Расширить представление о пространственной анатомии верхнечелюстной пазухи и повысить точность планирования оперативного вмешательства, а также снизить риск интраоперационных осложнений позволяет 3D-реконструкция изображения, полученного при компьютерной томографии [5, 8]. Современные методики позволяют на основании цифровых данных создавать модели высокой сложности, подробно визуализировать органы
или их части [2, 8, 10]. Однако ни одна из известных нам методик не позволяет проводить измерение и сравнение формы и размеров объектов для выявления возрастных особенностей их строения и пространственного положения. Кроме того, для решения подобных задач необходимо изучение значительного количества материала и применение математических методов оценки и сравнения.
Цель исследования. Изучить возрастные особенности строения верхнечелюстной пазухи с применением 3D-моделирования и их значение в планировании хирургического лечения синусита.
Материалы и методы. Для изучения возрастных особенностей строения верхнечелюстной пазухи проведен анализ 150 серий СКТ с шагом 2,5 мм из рентгенологического архива ГКБСМП им. Г. А. Захарьина (томограф MCKT Aquilion 32, ПО Vitrea) с использованием веб-приложения Rhino (свидетельство о государственной регистрации № 2014610074 от 09.01.2014). C помощью приложения определялся набор вершин, описывающих внутренний костный контур синуса. Из исследования исключались пазухи с признаками хронического синусита (выраженное пристеночное утолщение слизистой оболочки, неровность костного контура, наличие объемных образований в полости пазухи). С помощью программы MeshLab v. 1.3.2. строились 3D-модели для полости каждой ВЧП. Следующим этапом полученные модели вновь загружались в приложение Rhino для определения координат их центра масс и сферических координат точек, образующих «поверхность» 3D-модели. Средние значения координат центра масс и объема определяли в пакете программ Statistica 10.
Для сравнения формы и размеров пазух в различные возрастные периоды все серии СКТ были разделены на три группы: 20-40 лет, 41-60 лет и 61 год и старше с учетом возрастных особенностей макро- и микроструктуры стенок ВЧП, описанных Д. Е. Танфильевым в 1964 г. С помощью ПО J. Morpho [10] методом Procrustes ANOVA определялась усредненная форма синуса для
каждого возрастного периода, сравнение формы и размеров полостей проводилось методом «прокрустова анализа».
Кроме того, было прооперировано 29 пациентов в возрасте от 19 до 70 лет, находившихся на лечении в ЛОР-отделении ГКБСМП им. Г. А. Захарьина по поводу хронического синусита. Согласно классификации ВОЗ (1963) было выделено три подгруппы: 1-я - лица молодого возраста (19-44 года, п = 12), 2-я - среднего возраста (45-59 лет, п = 7), 3-я - лица пожилого возраста (60-70 лет, п = 10). Выполнено 10 эндоскопических гаймороэтмоидотомий, 12 цистэктомий и 10 микрогайморотомий. Из исследования исключались пациенты с указанием на травмы носа и лица в анамнезе, с аномалиями развития лицевого скелета, системными аутоиммунными заболеваниями, вторичным остеопорозом, ранее перенесшие оперативные вмешательства в области носа и околоносовых пазух, включая дентальную имплантацию.
Статистическая обработка проведена в пакете программ Statistica 10, с учетом разной численности групп, использованы непараметрические критерии Манна-Уитни и Краскела-Уол-лиса.
Результаты и обсуждение. Результаты изучения возрастной динамики положения центра масс относительно передней носовой ости представлены в таблице.
Полученные данные демонстрируют нелинейную тенденцию к увеличению значения х при отсутствии статистически значимой разницы между группами. Это говорит о некотором смещении синуса в латеральную сторону в среднем возрасте, однако не дает основания предполагать значительное возрастное абсолютное расширение пазухи. Учитывая нелинейное изменение х, можно скорее говорить о последующем медиальном смещении центра масс в пожилом и старческом возрасте. В то же время выявлено прогрессивное достоверное увеличение значения у, т. е. смещение центра масс синуса кзади. Отмечена
Т а б л и ц а
Возрастная динамика положения центра масс верхнечелюстной пазухи относительно передней носовой
ости в трехмерной системе координат, мм
Ось координат Возраст
20-40 лет 41-60 лет 61 год и старше
X 21,9±0,5 24,3±0,3 23,2±0,5
у 24,5±0,6* 28,7±0,5* 29,2±0,3*
z 16,1±0,3 14,5±0,3 13,7±0,6
* Статистически значимые различия, р < 0,05
также тенденция к уменьшению значений z, хотя статистически значимых различий между группами не выявлено.
При сравнении формы и размера ВЧП методом «прокрустова анализа» получены следующие значения: SS (сумма квадратов) - 7,001; MS -0,00006 (p < 0,01) для формы; SS - 212597,15; MS - 3081,12 (p = 0,96) для размера центроида. Это позволяет заключить, что с возрастом достоверно меняется форма, но не меняется объем синуса.
Учитывая изменения координат центра масс, можно сказать, что по окончании своего активного развития в 20-25 лет пазуха приобретает размеры, которые свойственны ей в течение оставшейся жизни.
В дальнейшем происходит перестройка верхней челюсти под действием различных хорошо изученных факторов [7, 8]. В результате происходит перемещение геометрического центра синуса кзади на всем протяжении взрослой жизни. Отсутствие достоверной разницы объема между возрастными подгруппами свидетельствует о том, что вне зависимости от абсолютных размеров, напрямую влияющих на объем, с возрастом геометрический центр пазухи смещается кзади. В случае значительного объема синуса это закономерно, так как пазуха в течение жизни расширяется кзади [7, 8]. В то же время результаты исследования показали, что это характерно для полостей с различными размерами, т. е. при небольшом синусе с возрастом наблюдается его более глубокое положение.
Согласно данным С. J. Rosen (1999), с возрастом происходит смещение верхней челюсти вверх и кзади при одновременном повороте небного отростка кпереди и книзу (при сохранности зубного ряда). Результаты проведенного исследования позволяют заключить, что этот процесс сопровождается смещением верхнечелюстной пазухи в системе верхней челюсти кзади и некоторым ее снижением.
Полученные данные были использованы при хирургическом эндоскопическом лечении хронического синусита у пациентов различных возрастных групп.
В 1-й группе при доступе через лицевую стенку верхнечелюстной пазухи использовались традиционные ориентиры: переходная складка слизистой оболочки, 2-й резец, клык, первый моляр. Во всех случаях введение троакара осуществлялось через клыковую ямку беспрепятственно.
Во 2-й группе в одном случае при проведении микрогайморотомии введение троакара по классическим ориентирам потребовало значительных усилий. Место доступа было смещено вниз на 6-7 мм, в результате инструмент был введен со значительно меньшими усилиями. В ходе дальнейшего осмотра синуса было обнаружено глубокое положение его дна при низком стоянии орбитальной стенки. В остальных случаях при использовании общепринятых ориентиров доступ через лицевую стенку осуществлялся беспрепятственно.
В 3-й группе в 3 случаях наблюдалась тотальная адентия, в 7 случаях - частичная (3 из них с мостовидными протезами). В случаях с адентией при выборе доступа учитывались снижение высоты альвеолярного отростка и общее смещение геометрического центра пазухи вниз, т. е. доступ выбирали в среднем на 4-5 мм ниже и несколько более медиально, чем в молодом возрасте. В случаях частичной сохранности зубного ряда высоту доступа определяли также на 4-5 мм ниже, чем в молодом возрасте с ориентацией на клык. У всех пациентов введение инструмента было беспрепятственным, что во многом связано с возрастным изменением физических свойств костной ткани. Во всех случаях было обнаружено сглаженное дно синуса, в 2 случаях тотальной аден-тии - низкое стояние орбитальной стенки при относительно неглубоком дне пазухи. У 1 пациента 69 лет с частичной адентией при гипопневмати-зированной пазухе было отмечено глубокое положение синуса, его узость, что затрудняло манипуляции в задних отделах.
Таким образом, знание возрастных особенностей пространственного строения верхнечелюстной пазухи, ее положения в теле верхней челюсти является важным условием при выборе оптимального доступа для проведения эндоскопического вмешательства.
Выводы
После окончания своего формирования верхнечелюстная пазуха претерпевает дальнейшие изменения в течение всей жизни, связанные с изменением ее формы и положения в теле верхней челюсти.
С возрастом происходит смещение геометрического центра верхнечелюстной пазухи книзу, что повышает риск травматизации орбитальной стенки при введении троакара у пациентов старших возрастных групп, особенно в случаях затруднения анатомической ориентировки (тотальная адентия).
Возрастные особенности пространственного строения верхнечелюстной пазухи и ее положения в теле верхней челюсти необходимо учитывать при планировании эндоскопического хирургического лечения синусита.
Разработанная методика построения 3D-моделей околоносовых пазух и их сравнительного математического анализа позволяет изучать возрастные особенности строения костей черепа с позиций эндоскопической риносинусохирургии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гайворонский И. В., Дубовик Е. И. Морфометрическая характеристика лицевого черепа у взрослого человека при различной его форме // Вопросы морфологии XXI века. - 2008. - Вып. 1. - С. 87-91.
2. Геращенко С. М. Оценка параметров линейных динамических моделей биологических тканей // Изв. высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. - 2008. - № 3. - С. 63-70.
3. Кручинский Г. В., Филиппенко В. И. Одонтогенный верхнечелюстной синусит. - Минск, 1991. - 167 с.
4. Павлинов И. Я. Геометрическая морфометрия: новый аналитический подход к сравнению компьютерных образов // Информационные и телекоммуникационные ресурсы в зоологии и ботанике: тез. 2-го Междунар. симп. СПб., 2001. - С. 41-90.
5. Математическаря модель возрастных параметров хирургической анатомии верхнечелюстной пазухи / С. В. Сергеев [и др.] // Рос. оторинолар. - 2013. - № 6. - С. 114-118.
6. Технология построения трехмерных моделей бедренных костей на основе данных компьютерной томографии / В. М. Соловьев [и соавт.] // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Математика. Механика. Информатика. -2010. - Т. 10, вып. 2. - С. 81-87.
7. Сперанский B. C. Основы медицинской краниологии. - М.: Медицина, 1988. - 267 с.
8. Танфильев Д. Е. Возрастные особенности гайморовых пазух. - М.: Медицина, 1964. - 133 с.
9. Klapan I. Application of 3D computer-assisted techniques to sinonasal pathology — Case report: War wounds of paranasal sinuses caused by metallic foreign bodies / I. Klapan [et al.] // Am. J. Otolaryngol. 2002. - Vol. 23. -P. 27-34.
10. Klingenberg C. P. Computer program not. MORPHOJ: an integrated software package for geometric morphometrics // Molecular Ecology Resources. - 2011. - Vol. 11. - P. 353-357.
11. The Aging Skeleton / С. J. Rosen [et al.] // Academic Press Publ., 1999. 642 p.
Григорькина Евгения Сергеевна - ассистент каф. «Стоматология» курса оториноларингологии медицинского института Пензенского государственного университета. Россия, 440026, г. Пенза, ул. Лермонтова, д. 3; тел.: (8412) 23-61-41, e-mail: grigorkina87@gmail.com
Сергеев Сергей Владимирович - докт. мед. наук, профессор каф. «Стоматология», курса оториноларингологии медицинского института Пензенского ГУ. Россия, 440026, г. Пенза, ул. Лермонтова, д. 3; тел.: (8412) 23-61-41, e-mail: sergeylor@gmail.com
Недоваров Владимир Георгиевич - МУЗ ГКБСМП им. Г. А. Захарьина, зав. ЛОР-отделением. Россия, 440071, г. Пенза, ул. Стасова, д. 7; тел.: (8412) 56-39-04
Зиновьев Сергей Дмитриевич - ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», медицинский институт, клинический ординатор кафедры «Стоматология» курса оториноларингологии. Россия, 440026, г. Пенза, ул. Лермонтова, д. 3; тел.: (8412) 23-61-41, e-mail: zinser00@mail.ru
Григорькин Алексей Александрович - ООО «Окружность», руководитель интернет-проектов. Россия, 440000, г. Пенза, ул. Пушкина, д. 2; тел.: 8-927-289-62-88, e-mail: alexypnz@gmail.com
Бурко Павел Александрович - МУЗ ГКБСМП им. Г. А. Захарьина, врач-рентгенолог рентгенологического отделения им. В. В. Милешина. Россия, 440071, г. Пенза, ул. Стасова, д. 7; тел.: (8412) 56-39-04
Russian otorhinolaryngology [Rossijskaja otorinolaringologija]. 2014. N 5. P. 20-24.
Grigorkina E. S., Sergeev S. V., Nedovarov V. G., Zinoviev S. D., Grigorkin A. A., Burko P. A. Izuchenie vozrastnyh osobennostej stroenija verhnecheljustnoj pazuhi metodom 3D-modelirovanija i ih znachenie v planirovanii hirurgicheskogo lechenija sinusita [Maxillary sinus age specific studying by 3D-modeling and their application in surgical treatment of sinusitis]
Evgenija S. Grigorkina - Assistant, Chair of Dentistry, Penza State University, Russia. 440026, Penza, ul. Lermontova, 3; tel.: (8412) 23-61-41; e-mail: grigorkina87@gmail.com
Sergey V. Sergeev - M. D., Professor, Chair of Dentistry, Penza State University, Russia. 440026, Penza, ul. Lermontova, 3; tel.: (8412) 23-61-41, e-mail: sergeylor@gmail.com
Vladimir G. Nedovarov - Chair, Department of Otorhinolaryngology, Zakharyin City Clinical Emergency Hospital, Russia. 440071, Penza, ul. Stasova, 7; tel.: (8412) 56-39-04
Sergey D. Zinoviev - Resident Physician, Chair of Dentistry, Penza State University, Russia. 440026, Penza, ul. Lermontova, 3; tel.: (8412) 23-61-41, e-mail: zinser00@mail.ru
Alexey A. Grigorkin - IT project manager, Okruzhnost' OOO. Russia, 440000, Penza, ul. Pushkina, 2; tel.: 8-927-289-62-88, e-mail: alexypnz@gmail.com
Pavel A. Burko - Zakharyin City Clinical Emergency Hospital, Russia. 440071, Penza, ul. Stasova, 7; tel.: (8412) (8412) 56-39-04
References
1. Gajvoronskij I. V., Dubovik E. I. Morfometricheskaja harakteristika licevogo cherepa u vzroslogo cheloveka pri razlichnoj ego forme. Voprosy morfologii XXI veka. 2008, Vyp. 1, pp. 87-91.
2. Gerashhenko S. M. Ocenka parametrov linejnyh dinamicheskih modelej biologicheskih tkanej. Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Povolzhskij region. Fiziko-matematicheskie nauki. 2008, N 3, pp. 63-70.
3. Kruchinskij G. V., Filippenko V. I. Odontogennyj verhnecheljustnoj sinusit. Minsk, 1991, 167 p.
Российская оториноларингология № 5 (72) 2014
4. Pavlinov I. Ja. Geometricheskaja morfometrija: novyj analiticheskij podhod k sravneniju komp'juternyh obrazov. Informacionnye i telekommunikacionnye resursy v zoologii i botanike: tez. 2-go Mezhdunar. simp. SPb., 2001, pp. 41-90.
5. S. V. Sergeev eds. Matematicheskarja model' vozrastnyh parametrov hirurgicheskoj anatomii verhnecheljustnoj pazuhi. Rossijskaja otorinolaringologija, 2013, N 6, pp. 114-118.
6. SoloVev V. M. eds. Tehnologija postroenija trehmernyh modelej bedrennyh kostej na osnove dannyh komp'juternoj tomografii. Izv. Sarat. un-ta. Nov. ser. Ser. Matematika. Mehanika. Informatika, 2010, t. 10, vyp. 2, pp. 81-87.
7. Speranskij B. C. Osnovy medicinskoj kraniologii. Moskow: Medicina, 1988, 267 p.
8. Tanfil'ev D. E. Vozrastnye osobennosti gajmorovyh pazuh. - Moskow: Medicina, 1964, 133 p.
9. I. Klapan eds. Application of 3D computer-assisted techniques to sinonasal pathology — Case report: War wounds of paranasal sinuses caused by metallic foreign bodies. Am. J. Otolaryngol., 2002, vol. 23, pp. 27-34.
10. Klingenberg C. P. Computer program not. MORPHOJ: an integrated software package for geometric morphometrics. Molecular Ecology Resources, 2011, vol. 11, pp. 353-357.
11. Rosen С. J. eds. The Aging Skeleton. Academic Press Publ., 1999, 642 p.
УДК 616.216.4-001
РЕШЕТЧАТЫЙ ЛАБИРИНТ И ЕГО ТРАВМА
А. С. Киселев1, И. М. Волошин2, А. А. Рыбин2
1 ФГКВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С. М. Кирова», Санкт-Петербург, Россия (Начальник каф. отоларингологии - засл. врач РФ, проф. В. В. Дворянчиков)
2 ГУЗ «Городская больница № 20», Санкт-Петербург, Россия (Главный врач - Т. В. Суровцева)
SINUS ETHMOIDALIS AND ITS TRAUMA
A. S. Kiselyov1, I. M. Voloshin2, A. A. Rybin2
1 Kirov Military Medical Academy, Saint Petersburg
2 City hospital N 20, Sankt-Petersburg
В статье рассматриваются последствия травматических повреждений решетчатого лабиринта, его ситовидной и папиросных пластинок, приводящие к ряду тяжелых осложнений.
Ключевые слова: решетчатый лабиринт, ситовидная пластинка, папиросная пластинка, травма решетчатого лабиринта.
Библиография: 8 источников.
The objective of the present work is to consider consequences of traumatic injury of sinus ethmoidalis, its lamina cribriform and lamina papyracea, leading to a number of heavy complications.
Key words: ssinus ethmoidalis, sinus ethmoidalis trauma, lamina cribrosa, lamina papyracea. Biblijgraphy: 8 sourses.
В последние годы отмечается постоянный них сосуды и нервы. Необходимо иметь в виду, что рост черепно-лицевых травм, во время которых ситовидная пластинка, крыша решетчатой кости, наиболее часто повреждается назоэтмоидальный почти всегда находится ниже верхнего края лате-комплекс [1, 2, 4]. Решетчатый лабиринт, его наи- рально расположенных от нее решетчатых лаби-более деликатная структура, практически всегда ринтов, что создает постоянную опасность при страдает при транспортных, спортивных, быто- эндоназальной хирургии. Представляют клини-вых и других травмах. Не исключены его повреж- ческий интерес исследования Р. Keros [8], кото-дения и при хирургических вмешательствах. При рый описал три варианта положения ситовидной этом наиболее часто нарушается целостность си- пластинки по отношению к решетчатому лаби-товидной (lamina cribrosa) и папиросной (lamina ринту (рис. 1):
papyracea) пластинок, являющихся соответствен- - высокое положение, если ситовидная пла-но стенками передней черепной ямки и глазни- стинка расположена ниже крыши лабиринта на цы. В результате повреждаются проходящие через 1-3 мм (11,59% случаев), при этом пластинка кры-
