Реклама
Реклама
Реклама
Реклама
 
Реклама
Реклама
Реклама

В.И. Чиссов: Директор Московского научно-исследовательского онкологического института им. П.А. Герцена


Лазерные информационные технологии в онкохирургии



Повышение эффективности реконструктивно-пластических операций в онкологии во многом зависит от их предварительного планирования. Решению этой задачи значительно способствует внедрение в медицинскую практику лазерных информационных технологий.


Стереолитография – одно из активно развивающихся направлений оперативного изготовления прототипов, макетов и даже функциональных объектов по их трехмерным компьютерным моделям. Она реализует принцип прямого формообразования трехмерных объектов путем последовательного (в частности послойного) наращивания материала.

В основе стереолитографии лежит локальное изменение фазового состояния однородной среды (переход «жидкость – твердое тело») в результате фотоинициированной в заданном объеме полимеризации.

Современная лазерная стереолитография интегрирует последние достижения в области квантовой электроники и нелинейной оптики, информационных технологий, физики и химии высокомолекулярных соединений, прецизионной механики. На данный момент благодаря этой технологии возможно изготовление пластиковых моделей габаритным объемом до 1 куб. м с точностью не менее 0,1 мм и даже микрообъектов и микроструктур с разрешением порядка 0,1 мкм.

           
В отделении микрохирургии Московского научно-исследовательского онкологического института имени П.А. Герцена в период с 2001 по 2006 год проведено лечение 52 пациентов со злокачественными новообразованиями и 16 больных с посттравматическими дефектами лицевого скелета, в процессе лечения которых с целью планирования различных этапов хирургического вмешательства использовано 99 стереолитографических моделей (рис. 1). 

Рис. 1 Распределение пациентов МНИОИ им. П.А. Герцена по локализации

           

По поводу местно-распространенных опухолей головы и шеи проведено лечение 46 пациентов, из них 27 наблюдений по поводу первичных опухолей с символом Т 3–4 18 рецидивов опухолевого процесса и 1 больной с дефектом лицевого скелета после резекции нижней челюсти в другом лечебном учреждении. В 5 наблюдениях оперированы пациенты по поводу опухолей опорно-двигательного аппарата – конечностей (3) и позвоночника (2). Также стереолитографическое моделирование использовано для создания 5 индивидуальных фиксирующих устройств для аппликаторов при проведении лучевой брахитерапии.


Задачи, решаемые с помощью индивидуальной стереолитографической модели, условно можно разделить на три группы:

1)планирование резекционного этапа у пациента с наличием злокачественного образования;

2)планирование реконструктивной операции для устранения дефекта, сформированного на предшествующих этапах лечения;

3)оценка необходимости коррекции сложносоставного аутотрансплантата после реконструктивной операции и решение вопроса о проведении повторных улучшающих (корригирующих) операций.


Планирование резекционного этапа с использованием модели позволяет уточнить распространенность опухолевого процесса, заинтересованность смежных анатомических структур, лучше оценить и наглядно спланировать резекционный этап в плане радикальности и последующей реконструкции. С этой целью метод стереолитографии использован у 11 пациентов, из которых 6 человек с опухолевым поражением лицевого скелета, 3 – конечностей и  2 –позвоночника.

 

При планировании реконструктивной операции для устранения дефекта, сформированного на предшествующих этапах лечения, использовано 49 стереолитографических моделей (из них 16 пациентам с посттравматическими дефектами скулоорбитальной зоны).

Планирование реконструктивной операции – наиболее интересная и трудная задача, в процессе решения которой польза от использования трехмерной индивидуальной модели практически неоценима, особенно при устранении дефектов черепно-челюстно-лицевой зоны, что связано со сложностями анатомического строения, необходимостью восстановления симметрии "объекта", разноплановостью восстановления утраченных функций и достижения хорошего косметического результата.

При планировании пластической операции со вспомогательным использованием лазерных формационных технологий выделяется два вида послеоперационных дефектов: первый – центральной локализации (9 наблюдений) и второй – односторонний, не переходящий за срединную линию(16 пациентов). Такое разделение необходимо для подбора метода изготовления стереолитографического шаблона дефекта (или компьютерной модели имплантата с последующим созданием его стереолитографической пресс-формы).


При планировании пластического устранения центрального или ассиметричного дефекта на этапе предоперационной подготовки выполняется сканирование пациента на компьютерном томографе с дальнейшим построением по полученным томограммам трехмерной компьютерной модели.

Далее из базы данных подбирается нужная модель черепа, вырезается соответствующий костному дефекту фрагмент, который масштабируется, трансформируется и посредством трансляций и поворотов совмещается по реперным точкам с моделью черепа пациента.

Далее с помощью булевых операций создается компьютерная модель недостающего (резецированного ранее) и подлежащего реконструкции фрагмента лицевого скелета и изготавливается его стереолитографическая модель.

Затем по стандартной технологии изготавливается стереолитографическая модель донорской кости (в данном случае девятого ребра, входящего в свободный костно-мышечно-кожный реваскуляризированный аутотрансплантат).

Рассчитывается необходимое количество остеотомий, определяются точки их выполнения, количество, размер и форма фрагментов ребра согласно воссозданной модели восстанавливаемых костных структур и изготавливаются шаблоны, путем наложения которых на костный аутотрансплантат пациента производится интраоперационное моделирование лоскута.


После чего производится устранение дефекта костей лицевого скелета смоделированным реваскуляризированным костным аутотрансплантатом.


При планировании реконструктивных операций по поводу односторонних дефектов челюстно-лицевой зоны также выполняется сканирование пациента на компьютерном томографе, изготавливается трехмерная компьютерная модель.


На следующем этапе объект плоскостью симметрии разбивается на две части. Неповрежденная сторона лицевого скелета преобразуется в свою зеркальную копию. Два объекта совмещаются и производится вычитание поврежденного фрагмента из зеркальной копии неповрежденного.

Результат вычитания – истинный дефект лицевого скелета, полностью идентичный по размеру и трехмерной форме удаленным костям. Далее изготавливается его стереолитографическая модель, по которой интраоперационно моделируется костный аутотрансплантат или создается стереолитографическая пресс-форма для производства биосовместимого имплантата.

 

Для оценки необходимости коррекции сложносоставного аутотрансплантата после реконструктивной операции и решения вопроса о проведении повторных улучшающих (корригирующих) операций использовано 34 стереолитографических модели.  

 

Использование лазерных информационных технологий на этапе планирования удаления опухоли позволяет, во-первых, провести дополнительное визуальное малоинвазивное уточнение распространенности опухолевого процесса и, во-вторых, оптимально спланировать объем резекции с учетом последующей реконструктивной операции.


Использование на этапе предоперационного планирования стереолитографической модели лицевого скелета и стереолитографического шаблона дефекта обеспечивает возможность дооперационного планирования моделирования костного аутотрансплантата, что позволяет формировать его по заранее известным параметрам, а значит, приводит к снижению травматизации донорской раны.

Создаваемая трехмерная стереолитографическая модель полностью идентична по параметрам костному дефекту черепно-челюстно-лицевой зоны, что позволяет моделировать по ней ортотопический костный аутотрансплантат.

Использование костного аутотрансплантата, смоделированного по стереолитографической модели, позволяет достичь максимальной точности восстановления резецированных костей лицевого скелета и получить хороший функциональный и эстетический результат. Возможность интраоперационного использования стерильного стереолитографического шаблона облегчает этап моделирования костного аутотрансплантата и позволяет существенно уменьшить продолжительность оперативного вмешательства.

Использование костного аутотрансплантата, смоделированного по стереолитографической модели, позволяет достичь максимальной симметрии между восстанавливаемой зоной и неповрежденной половиной лицевого скелета и получить хороший функциональный и эстетический результат, в том числе и при сложных сочетанных дефектах центральной зоны лица.

Выполнение спиральной компьютерной томографии, создание трехмерной компьютерной модели, стереолитографической модели и шаблона являются технологически отработанными стандартными действиями, не требующими значительных временных затрат и личного участия хирурга. 
 

   

Применение лазерного стереолитографического моделирования при хирургическом лечении пациентов с местно-распространенными злокачественными опухолями позволило успешно завершить реконструктивные операции у 98,4% пациентов (табл. 1). Функционально реабилитированы 88,6% больных. Удовлетворены косметическим результатом 93,2%, вернулись к труду 31,8% пациентов.


Таблица 1. Результаты использования стереолитографических прототипов

 

Решаемая задача

Количество моделей

Результат, %

Планирование резекционного этапа

11

100

Планирование устранения, сформированного ранее дефекта и моделирования пластического материала

 

49

 

98

Оценка необходимости улучшающей (корригирующей) операции

 

34

 

100


Таким образом, применение лазерных информационных технологий в онкохирургии позволяет существенно улучшить результаты хирургического лечения за счет повышения качества выполнения реконструктивно-пластических операций и значительно расширяет возможности функциональной и социальной реабилитации онкологических больных.

 



Статья подготовлена при участии:

В.Я. Панченко

директора Института проблем лазерных и информационных технологий РАН,
председателя совета Российского фонда фундаментальных исследований, академика РАН

 

 

А.В. Евсеева

заведующего Лабораторией лазерного синтеза объемных изделий
Института проблем лазерных и информационных технологий РАН

 

И.В. Решетова

руководителя отделения микрохирургии ФГУ «Московский научно-исследовательский
онкологический институт имени П.А. Герцена Росмедтехнологий»,
заведующего кафедрой онкологии ФГОУ «Институт повышения квалификации ФМБА России»,
член-корреспондента РАМН

 

А.П. Полякова

научного сотрудника отделения микрохирургии ФГУ «Московский научно-исследовательский
онкологический институт имени П.А. Герцена Росмедтехнологий»

 

М.М. Филюшина

младшего научного сотрудника отделения микрохирургии ФГУ «Московский научно-исследовательский
онкологический институт имени П.А. Герцена Росмедтехнологий»

 




Материал, предоставлен для "Федерального справочника "Здравоохранение в России ". Опубликован в томе № 11.

 

Реклама
Реклама
Реклама
Реклама
Реклама
Реклама
Реклама
Реклама
Реклама
Реклама
Реклама
Реклама
Реклама
Реклама

федеральный справочникФедеральный Справочник
107023, г. Москва, Семёновский переулок, д. 15

Тел.: +7 (495) 783-52-12
Факс: +7 (495) 783-89-38