СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЙ КРАНИО-ФАЦИАЛЬНОЙ ОБЛАСТИ Российский патент 2005 года по МПК A61B6/03 

Изобретение относится к медицине, а именно к рентгенодиагностике, методу компьютерной томографии, и может быть использовано в пред-, интра- и послеоперационном периодах при диагностике патологии кранио-фациальной области, планировании и контроле за осуществлением лечения. В частности, заявляемый способ может найти применение при осуществлении операций по поводу опухолевой патологии и посттравматических состояний лицевого и мозгового отдела черепа.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи определения необходимого и достаточного объема оперативного вмешательства при хирургическом лечении патологических состояний кранио-фациальной области и контроля послеоперационного состояния зоны хирургического вмешательства.

Использование в клинической практике заявляемого способа позволяет достичь нескольких технических (лечебных) результатов:

- достоверность диагностики распространенности опухолевого процесса;

- достоверность диагностики посттравматических изменений;

- возможность пространственно ориентировать хирургов относительно патологического процесса и анатомических структур при моделировании ЗД изображений;

- возможность планирования адекватного объема хирургического вмешательства;

- возможность планирования реконструктивно-пластических операций с использованием сложно-составных трансплантатов (кожного, мышечного, сальникового, костного, а также с применением гранул гидроксиаппатита);

- возможность оценки состояния трансплантированного лоскута.

Указанные лечебные результаты при осуществлении изобретения достигаются за счет того, что в соответствии с известными способами осуществляют диагностику патологических состояний кранио-фациальной области путем проведения спиральной компьютерной томографии (далее СКТ) с последующей мультипланарной и ЗД реконструкцией. Особенность изобретения заключается в том, что на этапе дооперационного исследования производят определение параметров сканирования, определение плоскости сканирования с помощью маркеров и осуществляют виртуальное моделирование объема операции, в ходе выполнения операции осуществляют повторное спиральное сканирование с первоначальными параметрами, производят совмещение аксиальных срезов томограмм, полученных до и во время операции, при этом в качестве ориентиров для совмещения аксиальных срезов томограмм служат анатомические структуры, например кости черепа и предварительно размещенные маркеры, производят сопоставление виртуального и реально выполненного объема операции, оценивают адекватность выполненного оперативного лечения, по результатам послеоперационого исследования, осуществляемого путем спирального сканирования с первоначальными параметрами, оценивают состояние трансплантированного лоскута и/или наличие продолженного роста опухоли.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Заявляемое изобретение представляет собой способ достоверной и точной диагностики патологических состояний лицевого и мозгового отдела черепа (кранио-фациальной области) на различных этапах динамического наблюдения, а именно в пред-, интра- и послеоперационных периодах. Хирургическое лечение патологии кранио-фациальной области представляет собой операции высокой степени сложности, характеризующиеся трудностями оперативного доступа, обусловленными анатомическими особенностями указанной области, в частности, наличием мелких и тонких жизненно важных структур. Очевидно, что радикальность лечения напрямую зависит от объема операции. Сложность выполнения такого рода операций многократно увеличивается при наличии злокачественных новообразовании. Это обусловлено тем, что перед хирургами, выполняющими операции по поводу злокачественных новообразований, встает дилемма - с одной стороны, операция должна быть выполнена с соблюдением правил абластики для избежания возникновения рецидивов заболевания, с другой стороны, удаление большого объема здоровых тканей неизбежно ведет к инвалидизации и снижению качества жизни.

Выполнение СКТ на предоперационном этапе позволяет с большой достоверностью определить границы области, подлежащей удалению, то есть необходимый и достаточный объем оперативного вмешательства. На данном этапе возникает также возможность осуществить планирование этапа реконструкции и/или трансплантации, в том числе определить количество гидроксиаппатита, необходимого для устранения послеоперационного дефекта.

Выбор параметров сканирования производят в зависимости от анатомической области, подлежащей исследованию. Экспериментальным путем определены следующие оптимальные параметры сканирования:

1. для исследования околоносовых пазух, носо-, рото- и гортаноглотки

- Slice 3,0 mm,

- Pitch 1,0 mm,

- Index reconstructs 2,0 mm.

2. для орбит, основания черепа

- Slice 2,0 mm,

- Pitch 1,0 mm,

- Index reconstructs 1,0 mm.

Плоскость и границы зоны исследования, а также такие параметры сканирования, как масштабность, ориентация и разрешение срезов, должны быть неизменны для каждого пациента на различных этапах обследования. При этом базовыми являются изображения первичной диагностики, полученные на дооперационном этапе.

Для создания сходных условий сканирования при выполнении СКТ (на до-, интра- и послеоперационных этапах исследования) необходима пространственная ориентация. Особая значимость выполнения данного условия возникает на этапе интраоперационного исследования, когда пациент находится в бессознательном состоянии и не может контролировать положение своего тела, в частности головы, а также при послеоперационном исследовании, когда из-за рубцово-фиброзных изменений и/или болевых ощущений положение головы может быть вынужденным. Стабильность и воспроизводимость пространственной ориентации в заявляемом способе диагностики достигается путем размещения маркеров в плоскости, близкой к аксиальному сечению и последовательной нумерации полученных сечений, выполняемых в заданной плоскости. Количество используемых маркеров обусловлено необходимостью задать плоскость сканирования исследуемой зоны. Должно быть маркировано не менее трех точек, лежащих в одной плоскости. Предпочтительно местами маркировки являются точки на поверхности черепа - в области надбровных дуг и в области височных костей. В случае, если в послеоперационном периоде сторона поражения будет иметь анатомические несоответствия, что в свою очередь затруднит сопоставление, маркеры предпочтительно устанавливать на здоровой стороне.

Подтверждением того, что все реперные точки расположены в одной плоскости, служит латеральная топограмма, получаемая перед началом каждого исследования. На топограмме, в случае правильного размещения пациента, все реперные точки, обозначенные маркерами, должны находиться строго на одной линии, которая будет неизменно отражать плоскость, а значит, и угол сканирования относительно аксиального сечения. При этом указанный угол является величиной постоянной для всех последующих исследований. Выполнение этого условия необходимо во избежание погрешностей при интерпретации изображений, получаемых в различные периоды обследования.

Выбор материала маркера основывается на том, что он не должен вносить существенный вклад в изображение и хорошо определяться с помощью СКТ. Кроме того, маркер должен обладать достаточно высокой пространственной устойчивостью, быть доступен и пригоден к стерилизации, что особенно важно при проведении интраоперационных исследований. С учетом перечисленных требований в качестве маркеров были выбраны танталовые скрепки, используемые в хирургии.

Важнейшим преимуществом заявляемого способа является возможность осуществлять контроль выполнения проводимого хирургического лечения непосредственно в ходе операции. Указанный технический результат достигается путем интраоперационного проведения СКТ и последующего сопоставления и анализа данных пред- и интраоперационного исследований.

Исследование, проводимое на послеоперационном этапе при соблюдении условия воспроизведения всех параметров дооперационного обследования, позволяет произвести объективную оценку состояния трансплантированного лоскута, а также наличие или отсутствие продолженного роста опухоли.

Заявляемый способ диагностики безопасен для здоровья пациента в связи с низкой лучевой нагрузкой и незначительной продолжительностью проводимого исследования, которая составляет не более 10 мин. Последнее обстоятельство особенно важно при выполнении интраоперационной томографии.

Способ осуществляют следующим образом.

При наличии патологии кранио-фациальной области пациенту выполняют компьютерную томографию на этапе предоперационного исследования по методике спирального сканирования с применением спирального компьютерного томографа Toshiba "Asteion".

На первом этапе обследования осуществляют выбор области исследования путем выделения опорной плоскости, причем выбранная плоскость должна быть максимально близка к аксиальному сечению в планируемой зоне исследования. Затем определяют границы зоны исследования по оси движения стола томографа. Границы зоны исследования должны быть выбраны так, чтобы обеспечить попадание установленных маркеров. Маркеры закрепляют на коже.

Посредством СКТ на дооперационом этапе получают и последовательно анализируют серии близких к аксиальным срезов, которые в дальнейшем будут являться базовыми. Определяют топографическое расположение опухоли, ее размеры и структуру. В том случае, если причиной патологического состояния является травма, определяют ее локализацию, травмированные структуры и характер их изменений.

Полученные срезы сохраняют в виде серии файлов, доступных в дальнейшем по сети рабочей станции. На рабочей станции Vitrea 2 " Vitrea Imoushn" version 3,3 уточняют распространенность патологического процесса посредством построения и анализа сагиттальных и фронтальных сечений при мультипланарной реконструкции.

Далее на серии аксиальных срезов в режиме измерения объема окунтуривают и измеряют визуальный объем опухоли или травмированные структуры. Затем в режиме вырезания виртуально иссекают выделенный объем. После моделирования виртуального оперативного объема производят ЗД реконструкцию.

На этапе выполнения хирургического лечения после мобилизации и удаления опухоли или иного оперативного вмешательства больного транспортируют в отделение компьютерной томографии, где осуществляют повторную СКТ зоны резекции с теми же параметрами, предварительно установив маркеры на прежние реперные точки. Полученные при интраоперационном исследовании линии срезов сопоставляют с базовыми изображениями, производят наложение их друг на друга с обязательным совмещением анатомических структур, например, костей черепа. Таким образом, проанализировав степень совпадения виртуального и истинного оперативных объемов, определяют адекватность выполненного хирургического вмешательства.

В послеоперационном периоде, как правило, по истечении 3-4 недель осуществляют третье по счету обследование при соблюдении условия воспроизведения всех параметров дооперационного обследования. По результатам последнего наблюдения оценивают состояние трансплантированного лоскута, а также наличие или отсутствие продолженного роста опухоли. Дальнейшее исследование проводят по мере необходимости.

Использование в клинической практике заявляемого способа диагностики позволяет с большой степенью достоверности осуществить исследование посттравматических состояний или распространенности новообразований кранио-фациальной области, планирование и оценку объема необходимого и достаточного хирургического лечения, в том числе с выполнением одномоментной микрохирургической пластики дефекта.

Заявляемый способ диагностики успешно опробован в клинике Московского научно-исследовательского института имени П.А.Герцена.

Клинический пример.

1. Пациентке Т., 48 лет, с направленным диагнозом - опухоль верхней челюсти - с целью уточнения распространенности опухолевого процесса было выполнено исследование лицевого отдела черепа по методике спирального сканирования с последующей мультипланарной реконструкцией. Исследование проводили на аппарате Toshiba "Asteion" с соблюдением следующих параметров: толщина коллимационного слоя - 3,0 мм, индекс реконструкции - 1,0 мм, шаг спирали - 1,4. Мультипланарная реконструкция была выполнена на рабочей станции "Vitrea″. Обработка данных компьютерной томографии с построением сагиттальных и фронтальных проекций реконструкции позволила детально изучить распространенность ранее описанного образования относительно всех анатомических структур. По данным СКТ опухолевое образование занимает большую часть левой верхнечелюстной пазухи, распространяется в полость носа, частично вовлекает ячейки решетчатого лабиринта, разрушает медиальную стенку левой орбиты. Учитывая обширную распространенность опухолевого процесса для планирования и выполнения радикального хирургического лечения, было предпринято виртуальное моделирование объема операции. С этой целью на рабочей станции “Vitrea” на серии аксиальных томограмм последовательно выделили и иссекли визуальный опухолевый объем. Для контроля за адекватностью выполнения хирургического лечения после удаления опухолевого образования была выполнена интраоперационная СКТ лицевого скелета. При сопоставлении виртуального и реально выполненного объема операции были отмечены расхождения. В результате интраоперационного исследования установлено, что во время хирургического вмешательства при удалении опухоли резецирована верхнечелюстная пазуха, носовые раковины, сошник, медиальная стенка левой орбиты и только частично ячейки решетчатого лабиринта. В результате интраоперационного исследования хирурги имели возможность своевременно расширить оперативный объем, полностью удалив решетчатый лабиринт.

Таким образом, заявляемый способ диагностики патологических состояний кранио-фациальной области обладает значительными преимуществами по сравнению с известными способами того же предназначения и отвечает критериям патентоспособности.

Изобретение относится к области медицины, а именно к рентгенодиагностике, и может быть использовано в пред-, интра- и послеоперационном периодах при диагностике патологических состояний кранио-фациальной области. Проводят спиральную компьютерную томографию с последующей мультипланарной и ЗД реконструкцией на пред-, интра- и послеоперационном периодах. Способ позволяет осуществлять планирование, виртуальное моделирование объема операции и контролировать процесс лечения, в частности состояние трансплантированного лоскута и/или наличие продолженного роста опухоли, а также с большой степенью достоверности осуществить исследование посттравматических состояний или распространенности новообразований кранио-фациальной области, планирование и оценку объема необходимого и достаточного хирургического лечения, в том числе с выполнением одномоментной микрохирургической пластики дефекта. 2 з. п. ф-лы.

1. Способ диагностики патологических состояний кранио-фациальной области путем проведения спиральной компьютерной томографии с последующей мультипланарной и ЗД реконструкцией, отличающийся тем, что на этапе дооперационного исследования производят определение параметров сканирования, определение плоскости сканирования с помощью маркеров и осуществляют виртуальное моделирование объема операции, в ходе выполнения операции осуществляют повторное спиральное сканирование с первоначальными параметрами, производят совмещение аксиальных срезов томограмм, полученных до и во время операции, при этом в качестве ориентиров для совмещения аксиальных срезов томограмм служат анатомические структуры и предварительно размещенные маркеры, производят сопоставление виртуального и реально выполненного объема операции, оценивают адекватность выполненного оперативного лечения, по результатам послеоперационного исследования, осуществляемого путем спирального сканирования с первоначальными параметрами, диагностируют патологические состояния кранио-фациальной области.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для исследования околоносовых пазух, носо-, рото-, и гортаноглотки используют следующие параметры сканирования:

- Slice 3,0 mm,

- Pitch 1,0 mm,

- Index reconstructs 2,0 mm.

- Slice 2,0 mm,

- Pitch 1,0 mm,

- Index reconstructs 1,0 mm.