Диссертация (Компьютер-ассистированные операции при заболеваниях почки)

федеральное государственное автономное образовательное учреждениевысшего образованияПервый Московский государственный медицинский университетимени И.М. СеченоваМинистерства здравоохранения Российской Федерации(Сеченовский Университет)На правах рукописиСирота Евгений СергеевичКомпьютер-ассистированные операции при заболеваниях почкиДиссертация на соискание ученой степенидоктора медицинских наукСпециальность 14.01.23 – УрологияНаучный консультант:член-корр. РАН, проф., д.м.н.

Ю.Г. АляевМосква 2018 год2ОГЛАВЛЕНИЕСтр.Введение .................................................................................................... 3Глава 1. Характеристика клинических наблюдений и методовисследования ..................................................................................................................................... 14Глава 2. Создание виртуального образа патологического процесса прихирургических заболеваниях почек ...................................................................................

21Глава 3. Применение виртуального планирования и осуществленияопераций при заболеваниях почек ...................................................................................... 373.1 Виртуальное планирование и осуществление операций при ракепаренхимы почки .......................................................................................................................... 373.2 Виртуальное планирование и осуществление операций примочекаменной болезни ............................................................................................................. 2003.3 Виртуальное планирование и осуществление операций призаболеваниях аномалийных почек и гидронефрозе ..................................................

245Глава 4. Хирургическая навигация при выполнении операций убольных с заболеванием почек............................................................................................ 2714.1 Использование флуоресцентной визуализации с индоцианиномзелёным для навигации при оперативном лечении заболеванийпочек .................................................................................................................................................. 2744.2 Использование интраоперационного ультразвукового исследования длянавигации при оперативном лечении заболеваний почек .....................................

2994.3 3D печать при раке почки – 4D «навигация» ....................................................... 3114.4 3D печать при лечении мочекаменной болезни почек .................................... 337Выводы................................................................................................................................................ 352Практические рекомендации ...............................................................................................

354Список сокращений .................................................................................................................... 356Список литературы .................................................................................................................... 357Приложения.................................................................................................................................... 3933ВВЕДЕНИЕАктуальность темыВ современном мире невозможно представить повседневную жизнь безприменения компьютеров.

Компьютерные технологии широко применяютсяво всех сферах жизнедеятельности человека.В медицине компьютерные технологии за последние десятилетияпрочно заняли первое место в решении многих диагностических и лечебныхзадач с целью сохранения здоровья человека.На сегодняшний день большинство специальностей в медицине не могутобходиться без высокотехнологичных методов диагностики, которые взначительной степени способствуют выявлению многих заболеваний наранних стадиях в организме человека.Впервые возможность получения изображений человеческого тела сталареальной после открытия, которое в 1895 году совершил немецкий физикНобелевский лауреат Вильгельм Конрад Рентген, описавший «Х-лучи» внаучной статье, где в качестве иллюстрации прикрепил рентгенограмму кистижены с обручальным кольцом. Следующим важным этапом в развитииметодов визуализации стало изобретение компьютерной томографии в 1972году, за которое английский инженер-физик Годфри Хаунсфилд иамериканский физик Аллан Кормак были удостоены Нобелевской премии.В 1992 году вышли в свет первые мультиспиральные компьютерныетомографы Elscint CT Twin фирмы Elscint Со.Современные компьютерные томографы за счет использованиянескольких рядов детекторов позволяют за более короткое время получитьизображение тела человека и провести трехмерную реконструкциюинтересуемого органа, анатомической области.

На сегодняшний деньтрехмернаяобработкаснимков,полученныхнамультиспиральныхтомографах, является основой не только для анализа на этапе планирования4оперативного пособия, но и на этапе собственно его виртуального и реальноговыполнения [21].Для выполнения 3D моделирования и реконструкции вцелях используются более 70 компьютерных программ.медицинскихСамое большоеприменение 3D моделирования патологического процесса из отраслеймедицины принадлежит ортопедии, стоматологии, пластической хирургии. ВРоссии самой первой работой по использовании виртуальных технологий вхирургии является исследование, проведенное в Институте хирургии им. А.В.Вишневского в 2003 году - среди 349 пациентов с различными заболеваниямиорганов брюшной полости, у 16 из них операции были выполнены по поводуопухоли почки [51].

Применительно к урологии наибольший опытиспользования 3D моделирования патологического процесса имеется вклинике урологии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова. Разработка данногонаучного направления в нашей клинике ведётся с 2010 года, результатыработы отражены во многих печатных и диссертационных работах [16; 38; 41;42; 52]. Несмотря на эти исследования, на этапе предоперационногопланирования пособий при заболеваниях почки существует множествовопросов,решениекоторыхпозволилобыпредотвратитьразвитиебольшинства интраоперационных и ранних послеоперационных осложнений.Для решения данных вопросов при лечении рака почки, особенно передвыполнением органосохраняющего пособия с целью оценки сложностипредстоящегооперативноговмешательства,существуетмножествоморфометрических оценочных шкал «RENAL», «PADUA», «C-index» [147;234; 355].

Оценка по данным шкалам проводится на основе ранеевыполненных исследований: мультиспиральной компьютерной томографии(МСКТ),магнитно-резонанснойтомографии(МРТ)илипозитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). В настоящее время не проводилисьисследования о применении для морфометрической оценки 3D моделированияпатологического процесса, существуют лишь единичные публикации о5применении 3D моделирования для морфометрической оценки сложностипредстоящего пособия [366].Урологи и онкоурологи стали использовать трехмерное моделированиес целью планирования операций в последние 5-7 лет.На основании МСКТ, МРТ или ПЭТ специальное программноеобеспечение помогает построить трехмерную модель органа/патологическогопроцесса, а также синтезировать изображение, полученное при объединенииряда снимков, выполненных в ходе различных методов визуализации [21; 51;226; 242].В дальнейшем детальное изучение трехмерной анатомии помогает нетолько предвидеть технические сложности, которые могут возникнуть привыполнении операции, но и многократно многовариантно выполнить еевиртуально, тем самым определяя наиболее оптимальный доступ кинтересуемойобласти,оптимальныйвид,атакжепереченьипоследовательность хирургических манипуляций.

Но в имеющихся мировыхисследованиях содержится малое число наблюдений, и отсутствует четкийалгоритм применения 3D виртуального планирования для предоперационногоосуществления и интраоперационой навигации.Последними достижениями трехмерных компьютерных технологий вмире стало применение 3D печати в здравоохранении. Первичныеметодическиеданныестереолитографиивмедицинепринадлежатспециалистам в области челюстно-лицевой хирургии, травматологии иортопедии [327]. И лишь в последние годы появились немногочисленныеработы о пользе применения 3D печати для предоперационного планированияв урологии [353; 430].В настоящее время для освоения высокотехнологичных современныхметодов хирургического лечения заболеваний почки имеется высокая криваяобучения. Для преодоления данного фактора в мире с успехом применяютсятренинги на 3D печатаных моделях почки при различной патологии [391; 403].В данных исследованиях приводится небольшое число клинических6наблюдений, при этом в настоящее время отсутствует выполненная 3Dпечатная модель почки для тренинга полноценной перкутанной операции влечении мочекаменной болезни почек (МКБ).На сегодняшний день 3Dпечатные модели почки в России не применяются, и нет данных обиспользовании 3D печатных моделей в урологии.Таким образом, очевидна необходимость дальнейшей разработкимногихаспектоввиспользовании3Dкомпьютер-ассистированныхтехнологий в диагностике и лечении заболеваний почки.

Применение данныхсовременных технологий поможет снизить число послеоперационныхосложненийиулучшитьфункциональныерезультатыоперативныхвмешательств. Разработка и использование 3D печатных моделей почкипозволит пациенту улучшить понимание характера своего заболевания и видапредлагаемого оперативного пособия. Для начинающих врачей - сократиткривую обучения в освоении высокотехнологичных методик хирургическоголечения заболеваний почки, а для опытных хирургов - улучшит результатыреально выполняемых оперативных вмешательств.Цель исследованияУлучшить результаты оперативного лечения больных с заболеваниямипочки за счет применения компьютер-ассистированных 3D технологий.Задачи исследования1.

Оценить значимость 3D компьютер-ассистированных операций прираке почки - органосохраняющих при локализованном процессе,органоуносящих - при местнораспространённом процессе.2. Припланированииорганосохраняющейоперацииоценитьпрогностическую ценность шкал «RENAL», «PADUA», «C-index» дляпрогнозирования результатов хирургического лечения локализованногорака почки.73. При распространённом процессе оценить значение данных 3Dмоделированияпатологическогопроцессадляустановленияоперабельности и определения технической возможности радикальнойнефрэктомии.4. Провестисравнительныйанализфункциональныхрезультатовоперативного пособия при клинически локализованном раке почке сприменением 3D компьютер-ассистированных технологий и без ихиспользования при выполнении ОСО в объёме лапароскопическойрезекции почки.5.