Компьютерное моделирование на основе данных мультиспиральной компьютерной томографии и магнитно-резонансной томографии (МРТ) — перспективная методика, позволяющая совместить все четыре фазы исследования с объемным преобразованием на одном интегральном изображении, наглядно визуализировать патологические образования с особенностями артериального и венозного кровоснабжения [1]. Для гепатобилиарной хирургии накоплен опыт, позволивший в 2015 г. выпустить систематический обзор, в котором указывается на наглядность получаемых моделей и положительные отзывы хирургов [2]. В связи с актуальностью тематики в Центре прорывных исследований СамГМУ «Информационные технологии в медицине» (рук. — проф. А.В. Колсанов) группой специалистов, включающей программистов, хирургов и рентгенологов, ведутся совместная разработка и внедрение в клиническое использование системы «Автоплан» по предоперационному планированию с возможностью полуавтоматической сегментации [3].

Анатомия воротной вены (ВВ) является чрезвычайно важным аспектом при всех видах резекции печени, трансплантации печени, лапароскопических операциях на печени, при селективном введении лекарственных препаратов в ветви ВВ, резекции поджелудочной железы, хирургическом лечении портальной гипертензии. При всех перечисленных хирургических вмешательствах именно анатомические особенности определяют тактику хирурга.

Компьютерная томография (КТ) с болюсным контрастированием является одной из наиболее точных методик для оценки органов брюшной полости. Методика болюсного внутривенного введения контрастного вещества позволяет раздельно получать фазы распределения с визуализацией артерий и вен на разных фазах. Такое исследование идеально для прижизненного изучения вариантной анатомии с визуализацией сосудов диаметром 1 мм и более.

Цель исследования — оценка эффективности разработанной системы «Автоплан» при изучении вариантной анатомии деления ВВ по данным КТ.

Основу исследования составил анализ компьютерных томограмм органов брюшной полости 100 пациентов из архива клиник Самарского государственного медицинского университета. Пациентам было выполнено исследование с внутривенным болюсным введением контрастного вещества (раствор Омнипак-350). Для проведения ангиографического исследования был выбран трехфазный протокол введения контрастного вещества — артериальная, венозная и отсроченная фазы. Объем вводимого контрастного вещества составил от 100 до 150 мл, скорость введения 3—5 мл/с, средняя лучевая нагрузка — 11,3 мЗв. Среди 100 пациентов было 56 мужчин и 44 женщины, средний возраст 61,2±10,5 года. Из исследования были исключены пациенты с портальной гипертензией, тромбозом ВВ.

Все исследования в формате DICOM загружались в систему «Автоплан». Технология получения виртуальной 3D-модели в абдоминальной хирургии состояла из следующих этапов: 1) выполнение пациенту КТ или МРТ с тонкими срезами; 2) загрузка данных в формате DICOM в систему «Автоплан»; 3) сегментация паренхиматозных органов: печень, селезенка, поджелудочная железа; 4) сегментация артерий и вен; 5) получение объемной полигональной модели и ее анализ совместно с хирургом; 6) загрузка моделей в модуль навигации.

ВВ выделяли с помощью сосудистого плагина. Для этого ставили ключевые точки в просвете вены, после чего автоматически строились 3D-модели внутри- и внепеченочных (воротной, селезеночной, верхней и нижней брыжеечных) вен. Это помогало определить строение сосудов, их ход и взаимоотношение с другими органами.

Пациенты были распределены по 5 типам деления ВВ на основании классификации T. Nakamura (рис. 1)

Обработка данных. Анализ статистики проводили в пакете Statistica 7.0 (Statsoft). Были исследованы средние арифметические величины и стандартные отклонения, для распространенности типов использовали процентные показатели.

Система «Автоплан» позволяла наглядно представлять венозную анатомию печени, оценивать тип строения В.В. На построение модели и анализ исследования в среднем затрачивали 12,5±4,5 мин.

Классический тип (тип А) представлял собой следующую схему: в воротах печени ВВ дихотомически делится на 2 ветви — правую и левую соответственно правой и левой долям печени. Правая ветвь шире левой; она вступает через ворота печени в толщу правой доли печени, где делится на переднюю и заднюю ветви. Левая ветвь длиннее правой; направляясь к левой части ворот печени, она по пути делится на поперечную часть, дающую ветви к хвостатой доле — хвостовые ветви, и пупочную часть, от которой отходят боковые и медиальные ветви, в паренхиму левой доли печени. Модель типа, А представлена на рис. 2, а,

У 49 пациентов выявлен классический тип деления ВВ на правый и левый стволы (тип А). У 26 выявлена истинная трифуркация — без основного ствола правой ВВ (тип B). В 18 случаях определялось внепеченочное отхождение передней ветви правой ВВ (тип С). У 7 пациентов имелось внутрипеченочное отхождение передней ветви правой ВВ (тип D). Ни у одного из обследованных нами пациентов не выявлено отсутствие целостной ветви передней правой ВВ (тип Е) (рис. 3).

Вариантная анатомия ВВ играет роль при планировании нескольких типов хирургических вмешательств [5]. В первую очередь, это эмболизация ВВ, при которой внутрисосудисто вводятся различные агенты. Показано, что тип С осложняет процедуру и для эмболизации V и VI сегментарных ветвей требуется использование искривленного катетера. Кроме того, особенности анатомии ВВ должны быть учтены при выборе эмболизата: цианоакрилат может мигрировать при трифуркации ВВ, поэтому рекомендовано использовать этанол.

Особое значение аномальные варианты имеют при выполнении резекции печени. Указывается, что тип С должен быть обязательно отражен в протоколе исследования перед правосторонней гемигепатэктомией из-за высокого риска интраоперационного пересечения ветвей и кровотечения.

При планировании родственной трансплантации печени или в случае сплит-операции, при которой печень разделяется между двумя реципиентами, важно знать о наличии трифуркации ВВ, так как это в значительной степени осложняет операцию. Кроме того, в случае ошибки IV сегмент печени у донора остается без должной васкуляризации и может быть ишемизирован [6].

Знание вариантной анатомии позволяет выбрать оптимальный маршрут для наложения анастомоза TIPS, при котором создается искусственное соустье между правой печеночной веной и правой ветвью В.В. При некоторых вариантах калибр правой ветви ВВ не позволяет провести успешное вмешательство, например, при типе Е [7].

В результате исследования выявлено, что использование системы «Автоплан» позволяет за небольшое время дополнить данные со стандартной рабочей станции компьютерного томографа наглядными 3D-изображениями, которые отражают анатомию В.В. Установлено, что аномальные варианты строения ВВ являются частыми находками, некоторые из них должны быть в обязательном порядке отражены в протоколе исследования КТ для точного предоперационного планирования и предотвращения интраоперационной травмы крупных сосудистых стволов.

Финансирование. Исследование выполнялось в рамках государственного контракта с Минпромторгом Р.Ф. № 14411.2049999.19.013 07.04.2014.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сведения об авторах

Колсанов Александр Владимирович — д.м.н., проф., зав. каф. оперативной хирургии и клинической анатомии с курсом инновационных технологий, директор Института инновационного развития СамГМУ, руководитель Центра прорывных исследований «Информационные технологии в медицине»

Манукян Арман Арутюнович — врач рентгенолог Центра прорывных исследований «Информационные технологии в медицине»

Чаплыгин Сергей Сергеевич — к.м.н., ст. преподаватель каф. оперативной хирургии и клинической анатомии с курсом инновационных технологий, руководитель отдела маркетинга и выставочной деятельности института инновационного развития СамГМУ

Иванова Валентина Дмитриевна — д.м.н., проф. кафедры оперативной хирургии и клинической анатомии с курсом инновационных технологий

Контактная информация:

Зельтер Павел Михайлович — к.м.н., ассистент каф. лучевой диагностики и лучевой терапии с курсом медицинской информатики; e-mail: pzelter@mail.ru