Новые методики анализа МСКТ-изображений у пациентов с посттравматическими дефектами и деформациями структур средней зоны лица

Читать метаданные

Цель исследования — совершенствование лучевой диагностики у пациентов с травматическими повреждениями средней зоны челюстно-лицевой области, разработка методик для обработки данных мультиспиральной компьютерной томографии (МСКТ) у пациентов с травмой орбиты для получения дополнительной диагностической информации и выбора тактики лечения. Материал и методы. С 2014 по 2018 г. в клинике Сеченовского Университета и ГК «Медси» были обследованы 107 пациентов с травматическими повреждениями средней зоны лица. При госпитализации всем было проведено диагностическое обследование в течение 24—48 ч после поступления. МСКТ осуществлялась на аппарате Aquilion One 640 («Canon», Япония) в объемном режиме с толщиной среза 0,5 мм в режиме костной и мягкотканной реконструкции. Исследование дополнялось мультипланарными и трехмерными реконструкциями. Для последующей обработки данных КТ использовалась рабочая станция Vitrea. Результаты. У 51 (48%) пациента объем травмированной орбиты не был увеличен, у 35 (33%) увеличение объема орбиты было выявлено при визуальной оценке и применении разработанной методики расчета по данным МСКТ, в 21 (19%) случае изменений объема орбиты не наблюдали, однако при применении дополнительной методики обработки данных было отмечено увеличение объемов более критического значения (2 мл). Тип дефекта был определен на основании разработанной классификации, учитывающей значения объемов и площадей дефектов нижней стенки орбиты. Малый дефект нижней стенки орбиты был выявлен у 18 (17%) пациентов, средний — у 31 (29%), большой — у 38 (35%), тотальный — у 20 (19%). Вывод. МСКТ является методом выбора обследования пациентов с травмами средней зоны лица. Разработанные методики измерения объемов орбит и оценки дефектов нижней стенки орбиты позволяют получить дополнительную диагностическую информацию о состоянии пациента и осуществить проведение персонализированного подхода к предоперационному планированию у каждого пациента с травмой орбиты.

Ключевые слова:

травма орбиты

мультиспиральная компьютерная томография

объем орбиты

дефект нижней стенки орбиты

Авторы:

Давыдов Д.В.

НИИ Скорой помощи им. Н.В. Склифосовского ,кафедра нейрохирургии и нейрореанимации лечебного факультета ГБОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России, Москва, Россия

Павлова О.Ю.

Кафедра факультетской хирургии №1;
Кафедра лучевой диагностики и лучевой терапии Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова

Серова Н.С.

НИО гибридных технологий лучевой медицины Первого МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России, Москва, Россия, 119991

Список литературы:

WHO. Road traffic injuries. Fact sheet N358. Geneva: WHO; 2018. https://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs358/ru
Дубровин М.С., Копецкий И.С., Полунин В.С. Медико-социальная характеристика больных с повреждениями челюстно-лицевой области. Вестник Росздравнадзора. 2013;2:46-48.
Давыдов Д.В., Лежнев Д.А., Костенко Д.И. МСКТ-диагностика и планирование хирургического лечения при травмах и посттравматических деформациях стенок глазниц. Доктор.Ру. 2016;1(118):116-120.
Серова Н.С. Лучевая диагностика сочетанных повреждений костей лицевого черепа и структур орбиты: Дис. ... канд. мед. наук. М. 2006.
Давыдов Д.В., Левченко О.В., Михайлюков В.М. Реконструктивная хирургия посттравматических дефектов и деформаций глазницы с использованием интраоперационной безрамной навигации. Вестник офтальмологии. 2014;130(2):20-26.
Kolk A, Pautke C, Schott V, Ventrella E, Wiener E, Ploder O, et al. Secondary post-traumatic enophthalmos: high-resolution magnetic resonance imaging compared with multislice computed tomography in postoperative orbital volume measurement. J Oral Maxillofac Surg. 2007;65:1926-1934.
Левченко О.В., Крылов В.В., Давыдов Д.В., Лежнев Д.А., Михайлюков В.М., Шарифуллин Ф.А., Костенко Д.И. Рентгеновская компьютерная томография для оценки эффективности хирургической реконструкции посттравматических дефектов и деформаций глазницы. Нейрохирургия. 2014;1:29-33.
Павлова О.Ю., Серова Н.С., Давыдов Д.В., Перич Б. Методика оценки объемов орбит по данным МСКТ у пациентов с травмой средней зоны лица. REJR. 2018;8(1):29-39. https://doi.org/10.21569/2222-7415-2018-8-1-29-39
Nastri AL, Gurney B. Current concepts in midface fracture management. Curr Opin Otolaryngol Head Neck Surg. 2016;24(4):368-375. https://doi.org/10.1097/MOO.0000000000000267
Кобзева И.В. Особенности диагностики и планирования лечения пациентов с посттравматическими дефектами и деформациями средней зоны лица: Дис. ... канд. мед. наук. М. 2013.
Николаенко В.П., Астахов Ю.С. Орбитальные переломы. Руководство для врачей. СПб.: Эко-Вектор; 2012.
Andrew J. Sidebottom The TN Chawla Lecture e The current management of midfacial trauma. Journal of oral biology and craniofacial research. 2013; 3(3):120-122. https://doi.org/10.1016/j.jobcr.2013.07.006
Essig H, Dressel L, Rana M, Rana Mad, Kokemueller H, Ruecker M, Gellrich NC. Precision of posttraumatic primary orbital reconstruction using individually bent titanium mesh with and without navigation: a retrospective study. Head & Face Medicine. 2013;9:18.
Серова Н.С., Павлова О.Ю. Мультиспиральная компьютерная томография в оценке повреждений глазодвигательных мышц на до- и послеоперационном этапах лечения. Диагностическая и интервенционная радиология. 2017;11(3):54-58.
Wagner MEH, Lichtenstein JT, Winkelmann M, Shin H, Gellrich NC, Essig H. Development and first clinical application of automated virtual reconstruction of unilateral midface defects. Journal of Cranio-Maxillo-Facial Surgery. 2015;43:1340-1347.

Закрыть метаданные

Введение

На сегодняшний день проблема травматических повреждений средней зоны лица остается крайне актуальной. По данным ВОЗ, количество травматических повреждений продолжает увеличиваться. Так, в 2015 г. почти 5 млн человек получили смертельные травмы [1—4, 6, 8, 12]. По данным статистики, на долю переломов черепа и внутричерепных травм приходится 5,1% от общего количества всех зарегистрированных травм согласно показателям травм и отравлений и других несчастных случаев среди взрослого населения в 2009 г. [2, 3]. В структуре общего травматизма 1,7% занимают травмы глаза и орбиты [2, 3, 5—8, 15].

Доля пациентов с травмой костей лицевого черепа составляет до 40% от всех больных, госпитализированных для лечения в отделения челюстно-лицевой хирургии, и почти 21% от общего числа пострадавших с травмами, находящихся в стационарах лечебных учреждений [8, 10, 11, 14].

В связи с постоянным техническим развитием на сегодняшний день важную роль приобретает разработка методов специализированной обработки изображений, в частности измерение размеров посттравматических дефектов нижней стенки орбиты, для получения дополнительной диагностической информации [6, 7, 12]. Использование этих методик предоставляет возможность лечащему врачу выбрать тактику ведения пациента, спланировать ход оперативного вмешательства, что в свою очередь позволит повысить эффективность и качество лечения и реабилитации у этой категории пациентов [3, 9, 10, 13].

Материал и методы

С 2014 по 2018 г. в клинике Сеченовского Университета и ГК «Медси» (Москва) были обследованы 107 пациентов с травматическими повреждениями средней зоны лица. Среди пациентов отмечалось преобладание лиц мужского пола по сравнению с женским: 91 (85%) и 16 (15%) соответственно.

Всем пострадавшим были выполнены сбор жалоб и анамнеза, клинический осмотр врачом челюстно-лицевым хирургом и врачом-офтальмологом, а также обследование с применением методов лучевой диагностики.

При госпитализации диагностическое обследование проводили в течение 24—48 ч после поступления. МСКТ осуществляли с применением аппарата Aquilion One 640 («Canon», Япония) в объемном режиме с толщиной среза 0,5 мм в режиме костной и мягкотканной реконструкции. Исследование дополняли мультипланарными и трехмерными реконструкциями. Для последующей обработки данных КТ использовали рабочую станцию Vitrea.

Пациент находился в положении лежа на спине на деке стола томографа. Голову обследуемого предварительно освобождали от съемных металлических элементов и ровно укладывали на подголовник. Затем пациента просили зафиксировать взгляд центрально. Использовали лазерные метки для точного определения области сканирования. Для разметки области исследования выполняли топограмму. Томографирование начинали от верхней точки черепа до нижней границы тела нижней челюсти. Томографирование лицевого скелета проводили в аксиальной плоскости с толщиной среза 0,5 мм с применением реконструкции в костном и мягкотканном режимах.

МСКТ применяли для детальной визуализации травматических изменений костных и мягкотканных структур. В рамках предоперационного планирования в алгоритм анализа данных МСКТ входили оценка изменений объемов орбит и околоносовых синусов, анализ дефектов стенок орбит.

Методика измерения объемов орбит

Всем пациентам на до- и послеоперационном этапах выполняли дополнительную обработку данных МСКТ с помощью программного обеспечения на рабочей станции Vitrea.

После сканирования на изображениях определяли костные границы орбит, по которым проходила маркировка их стенок. Необходимым условием правильного выполнения исследования являлась симметричность костных границ для обеих орбит. Для этого необходимо было провести линию через всю длину орбиты и перпендикуляр к ее длине для определения наружной границы маркировки.

На каждом аксиальном срезе проводили маркировку всех костных границ орбит, начиная с верхней стенки до уровня дна орбиты. Для точности измерения четко соблюдали костные границы и учитывали анатомические вариации строения.

Пациентам повторно осуществляли обработку данных МСКТ после проведения реконструктивной операции. После измерения объемов орбит сравнивали результаты, полученные до и после выполненной реконструктивной операции. По данным литературы известно, что при разнице объемов орбит более 2 мл западение глазного яблока увеличивается на 1 мм и, как следствие, повышается риск развития энофтальма [5]. Нами разработана оригинальная методика расчета объемов орбит (Патент РФ «Способ оценки эффективности реконструктивной операции на орбите» (RU (11) 2 638 623 (13) C1, 14.12.17 Бюлл. №35).

Методика оценки и классификации дефектов нижней стенки орбиты

В рамках предоперационного планирования с целью оптимизации тактики лечения и выбора способов реконструкции стенок орбиты были разработаны критерии оценки и классификация дефектов нижней стенки орбиты. После сканирования добивались полной симметричности изображений в аксиальной, сагиттальной и корональной плоскостях, выделяли нижнюю стенку орбиты и ее дефект.

Проводили объемное измерение дефекта нижней стенки орбиты, заключающееся в маркировке костных границ дефекта во всех мультипланарных реконструкциях, объем дефекта представляли в мм³. После маркировки границ дефекта на мультипланарных реконструкциях и 3D-моделях отображали форму и локализацию дефекта по отношению к нижней стенке орбиты.

Рассчитывали площадь дефекта (мм²) по формуле в зависимости от формы дефекта (круг, квадрат, эллипс, треугольник и т.д.):

площадь прямоугольника: S=a·b;

площадь квадрата: S=H²;

площадь круга: S=π·r²;

площадь треугольника: S=0,5a·h;

площадь эллипса: S = π·a·b.

На основании значений площади дефектов нижней стенки орбиты была разработана классификация дефектов (табл. 1).

*Таблица 1.* Распределение дефектов нижней стенки орбиты в зависимости от площади и объема

После измерения площади дефекта оценивали его локализацию по отношению к стенке орбиты (латеральный или медиальный, задний или передний отделы орбиты).

Результаты

В результате применения разработанной методики расчета объемов орбит все пациенты были распределены на группы в зависимости от разницы увеличения объемов травмированной орбиты. Значительное увеличение объема орбиты травмированной стороны наблюдали в группе с множественными повреждениями структур средней зоны лица при сравнении с группой с изолированными повреждениями нижней стенки орбиты и скулоорбитальными повреждениями.

Распределение пациентов в зависимости от выявленных изменений объемов орбиты по данным МСКТ визуально и с применением разработанной методики представлено в табл. 2.

*Таблица 2.* Распределение пациентов в зависимости от выявленных изменений объемов орбиты по данным МСКТ визуально и с применением разработанной методики

Таким образом, у 51 (48%) пациента не было зафиксировано увеличения объема травмированной орбиты. У 35 (33%) пациентов увеличение объема орбиты было выявлено при визуальной оценке и при применении разработанной методики расчета по данным МСКТ. В 21 (19%) случае при визуальной оценке МСКТ изменений объема орбиты не наблюдали, однако при применении дополнительной методики обработки данных было выявлено увеличение объемов более критического значения — 2 мл (рис. 1).

*Рис. 1.* Методика расчета объемов орбит. МСКТ пациента: сагиттальная (а), корональная (б), 3D- (в) и аксиальная (г) реконструкция.
При подсчете объемов поврежденной и здоровой орбит у пациента разница объемов в течение 48 ч после травмы составила 0,4 мл.

Из 107 (100%) пациентов у 18 (16,8%) отмечалась передняя локализация дефекта, у 15 (14%) — медиальных отделов, у 24 (22,4%) — центральных, у 10 (9,3%) — латеральных, у 20 (18,7%) — задних, у 20 (18,7%) пациентов были определены тотальные дефекты (рис. 2).

*Рис. 2.* МСКТ пациента, корональные плоскости.
а — перелом центрального отдела нижней стенки правой орбиты (стрелка); б — перелом медиального отдела нижней стенки правой орбиты (стрелка); в — перелом нижней стенки правой орбиты в области стенок подглазничного канала (стрелка); г — тотальный перелом нижней стенки левой орбиты (стрелка).

В результате применения разработанной методики оценки дефектов нижней стенки орбиты пациенты с малыми, средними и большими/тотальными дефектами были распределены на группы в зависимости от типа повреждения структур средней зоны лица (рис. 3). Таким образом, у пациентов с изолированными повреждениями нижней стенки орбиты чаще всего выявляли малый дефект стенки, в группе с множественными повреждениями средней зоны лица чаще всего определяли большие и тотальные дефекты нижней стенки орбиты.

*Рис. 3.* МСКТ пациента, мультипланарные реконструкции.
а — сагиттальная реконструкция; б — корональная реконструкция (синим цветом показана область дефекта нижней стенки орбиты и локализация дефекта — заднелатеральный отдел); в — 3D-модель лицевого скелета с визуализацией дефекта в заднелатеральном отделе нижней стенки орбиты и представлением объема дефекта (104,5 мм³); г — аксиальная реконструкция (форма треугольного дефекта нижней стенки орбиты с измерением длины и ширины дефекта для представления площади дефекта).

Из 107 (100%) пациентов у 19 (18%) соотношение дефекта орбиты ко всей стенке орбиты было менее 6,65%; у 88 (82%) соотношение дефекта орбиты ко всей стенке орбиты было более 6,65%.

Обсуждение

МСКТ является методом выбора у пациентов с травмами структур средней зоны лица на дооперационном этапе и имеет высокую диагностическую эффективность [2, 3, 5].

Крайне важным вопросом является планирование хирургического лечения, поскольку неудовлетворительно выполненная реконструкция может привести к ограничению работы глазодвигательного аппарата и появлению диплопии, нарушению эстетических пропорций лица и развитию мягкотканных посттравматических деформаций. Внедрение новых высокоинформативных диагностических методик позволяет своевременно и точно диагностировать повреждения орбиты и структур средней зоны лица, существенно сократить время сканирования и лучевую нагрузку на пациента, а также создать условия для проведения полноценной реконструктивной операции.

Таким образом, на основании анализа данных МСКТ и разработанных нами методик оценки травматических изменений средней зоны лица были определены диагностические показатели в виде прямых и косвенных признаков, при применении которых возможно осуществлять выбор тактики ведения пациентов. Тактика ведения пациентов включала в себя 3 основных направления: консервативное лечение с динамическим наблюдением, хирургическое лечение с выбором имплантата в соответствии с рассчитанными объемом и площадью дефекта, протезирование нижней стенки имплантатами в соответствии с выявленными размерами дефектов с добавлением элементов металлоостеосинтеза в области структур средней зоны лица.

У пациентов с малым дефектом нижней стенки орбиты, «благоприятной» локализацией дефекта/деформации по отношению к стенке орбиты, отношением площади посттравматического дефекта ко всей площади нижней стенки орбиты менее 6,65% при отсутствии увеличения объема травмированной орбиты, отсутствием признаков энофтальма, с неизмененной плотностью мягких тканей орбиты и «благоприятными» анатомическими особенностями черепа возможно проведение консервативного лечения с динамическим наблюдением [4—11].

У пациентов со средним дефектом нижней стенки орбиты, «неблагоприятной» локализацией дефекта по отношению к стенке орбиты, отношением площади посттравматического дефекта ко всей площади нижней стенки орбиты более 6,65% при наличии увеличенного объема травмированной орбиты и признаков энофтальма, измененной плотностью мягких тканей орбиты и «неблагоприятными» анатомическими особенностями черепа необходимо проведение хирургического лечения с выбором имплантата в соответствии с рассчитанными объемом и площадью дефекта [4—7, 9, 10].

У пациентов с большим или тотальным дефектом нижней стенки орбиты, «неблагоприятной» локализацией дефекта по отношению к стенке орбиты, отношением площади посттравматического дефекта ко всей площади нижней стенки орбиты более 6,65% при наличии увеличенного объема травмированной орбиты и признаков энофтальма, измененной плотностью мягких тканей орбиты и «неблагоприятными» анатомическими особенностями черепа необходимо проведение протезирования нижней стенки имплантатами в соответствии с размерами дефекта с добавлением элементов металлоостеосинтеза в области структур средней зоны лицa [4—9, 12, 13].

Заключение

МСКТ, выполненная пациентам по разработанной авторской методике, является методом необходимого обследования пациентов с травмами и посттравматическими деформациями структур средней зоны лица. Разработанные методики измерения объемов орбит, оценки дефектов нижней стенки орбиты, положения глазных яблок и состояния мягких тканей орбит позволяют получить дополнительную диагностическую информацию о состоянии оперированной области и осуществить проведение персонализированного подхода к предоперационному планированию для выполнения хирургического этапа лечения у пациентов с посттравматическими изменениями структур средней зоны лица для получения высоких функциональных и эстетических результатов хирургического лечения.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.