Искусственная височная кость

Читать метаданные

Представлена технология сборки и основные этапы диссекции на искусственной височной кости. Данный образец искусственной височной кости является отечественным продуктом. Использование данного материала делает возможной отработку основных навыков диссекции, таких как антромастоидотомия, задняя тимпанотомия, декомпрессия лицевого нерва. Искусственная височная кость может быть использована как учебно-методическое пособие для студентов, ординаторов и аспирантов, осваивающих отохирургрические навыки в виде базовых этапов диссекционной работы на сложных структурах височной кости.

Ключевые слова:

височная кость

антромастоидотомия

задняя тимпанотомия

декомпрессия лицевого нерва

Авторы:

Крюков А.И.

ГБЗУ «Московский научно-практический центр оториноларингологии им. Л.И. Свержевского», Москва

Гаров Е.В.

Московский научно-практический центр оториноларингологии Департамента здравоохранения Москвы

Зеленкова В.Н.

Московский научно-практический центр оториноларингологии ДЗ Москвы

Зеликович Е.И.

Отделение оториноларингологии, отделение компьютерной томографии Научного центра здоровья детей РАМН, Москва

ORCID: 0000-0003-1859-0179

Куриленков Г.В.

Отделение рентгеновской компьютерной томографии Научного центра здоровья детей РАМН, Москва

Царапкин Г.Ю.

ГБУЗ «Научно-исследовательский клинический институт оториноларингологии им. Л.И. Свержевского», Москва, Россия

ORCID: 0000-0003-2349-7438

Мищенко В.В.

Научно-исследовательский клинический институт оториноларингологии им. Л.И. Свержевского Департамента здравоохранения Москвы, Москва, Россия, 117152

Томилов Ф.А.

ГБУЗ города Москвы «Научно-исследовательский клинический институт оториноларингологии имени Л.И. Свержевского» ДЗМ, Москва, Россия

Мартиросян Т.Г.

ГБУЗ «Научно-исследовательский клинический институт оториноларингологии им. Л.И. Свержевского» ДЗ Москвы, Москва, Россия, 117152

Романова К.Г.

ФГБОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» (Сеченовский Университет), Москва, Россия

Список литературы:

Трифунов Е.Г., Дергунова Н.И., Михеева А.Е. Лучевая диагностика заболеваний и повреждений височной кости (конспект лучевого диагноста). 3-е изд. СПб: ЭЛБИ-СПб; 2017.
Faramarzi M, Mohammad Hossein MH, Amini M, Heydari ST, Samiei A, Motasaddi Zarandy M. Assessment of Otolaryngology Residency Training Program in Iran: Perspectives of Faculty Members and Recently Graduated Medical Students. Iran J Otorhinolaryngol. 2019;31(102):25-33. https://doi.org/10.22038/ijorl.2018.30214.2020
Lin BJ, Hong KT, Chung TT, Liu WH, Hueng DY, Chen YH, et al. Endoscopic transorbital transtentorial approach to middle incisural space: preclinical cadaveric study. Acta Neurochir (Wien). 2019; 161(4):831-839. https://doi.org/10.1007/s00701-019-03831-6
Komune N, Matsuo S, Miki K, Matsushima K, Akagi Y, Kurogi R, et al. Microsurgical Anatomy of the Jugular Process as an Anatomical Landmark to Access the Jugular Foramen: A Cadaveric and Radiological Study. Oper Neurosurg (Hagerstown). 2019;16(4):486-495. https://doi.org/10.1093/ons/opy198
Маас А.И., Косяков С.Я., Харламов К.А. Методология симуляционного тренинга навыков эндоскопической тимпанопластики. Вестник оториноларингологии. 2019;84(1):60-63. https://doi.org/10.17116/otorino20198401160
Mick PT, Arnoldner C, Mainprize JG, Symons SP, Chen JM. Face validity study of an artificial temporal bone for simulation surgery. Otol Neurotol. 2013;34(7):1305-1310. https://doi.org/10.1097/MAO.0b013e3182937af6
Козлов В.С., Лазаревич И.Л., Савлевич Е.Л. Современные симуляционные технологии в оториноларингологии. Кремлевская медицина. Клинический вестник. 2013;1:5-9.
Иоаннидес Г.Ф. Вопросы обучения в отохирургии: современное состояние проблемы. Вестник оториноларингологии. 2014;4:67-70.
Nguyen Y, Mamelle E, De Seta D, Sterkers O, Bernardeschi D, Torres R. Modifications to a 3D-printed temporal bone model for augmented stapes fixation surgery teaching. Eur Arch Otorhinolaryngol. 2017;274(7):2733-2739. https://doi.org/10.1007/s00405-017-4572-1
Garcia LB, Andrade JS, Testa JR. Anatomical study of the pigs temporal bone by microdissection. Acta Cir Bras. 2014;29(3): 77-80. https://doi.org/10.1590/s0102-86502014001700014
Гилифанов Е.А., Тилик Т.В., Андреева Л.Б., Клемешова Т.П., Прохоренко А.В., Бернатов Ю.М. Симуляционные технологии в оториноларингологии. Материалы межрегиональной научно-практической конференции оториноларингологов Сибири и Дальнего Востока с международным участием «Актуальные вопросы оториноларингологии». Благовещенск; 28—29 июня 2018:122-127. Gilifanov EA, Tilik TV, Andreeva LB, Klemeshova TP, Prokhorenko AV, Bernatov YuM. Simulyatsionnye tekhnologii v otorinolaringologii. Materialy mezhregional’noj nauchno-prakticheskoj konferentsii otorinolaringologov Sibiri i Dalnego Vostoka s mezhdunarodnym uchastiem «Aktual’nye voprosy otorinolaringologii». Blagoveshchensk; June 28-29, 2018:122-127.

Закрыть метаданные

Височная кость — парная, одна из самых сложных костей скелета, участвует в образовании основания и боковой стенки свода черепа. В ней располагаются орган слуха и равновесия, внутренняя сонная артерия, часть сигмовидного синуса, преддверно-улитковый и лицевой нервы, узел тройничного нерва, ветви блуждающего и языкоглоточного нерва [1]. Височная кость состоит из 4 частей: каменистой, барабанной, сосцевидной и чешуйчатой. Строение данной анатомической области ряд авторов оценивают как одно из самых сложных среди костей в организме человека [2]. У практикующих оториноларингологов всегда наблюдался интерес к освоению хирургии данной области как одной из самых сложных в оперативной оториноларингологии. В начале 2000-х годов симуляционные тренажеры или искусственные материалы для развития хирургических навыков были полезной, но весьма абстрактной концепцией. Два десятилетия спустя развитие данных технологий открыло новые возможности для совершенствования отохирургов и сокращения времени их обучения.

Современная высшая школа столкнулась с рядом ограничений в использовании традиционного способа обучения «у операционного стола». В то же время появилась возможность использования новых технологий для моделирования хирургической операции. В связи с этим в последнее время в России и за рубежом отмечен повышенный интерес практикующих специалистов к курсам по диссекции височной кости для повышения отохирургических навыков [3]. Применение эндоскопии, а в ряде случаев хирургическое лечение с использованием синергизма оториноларингологов и нейрохирургов требует все более совершенной техники владения диссекцией и понимания взаимного расположения структур пирамиды височной кости [3]. Достижения научно-технического прогресса, появление высококачественной линзованной оптики, новых материалов и протезов позволяют выполнять высокотехнологичные операции на височной кости с минимальным объемом хирургического вмешательства. Освоение различных типов операций требует детального знания данной структуры и понимания пространственного взаиморасположения основных анатомических структур [4]. В основе обучения отохирургов помимо теоретического базиса очень важно приобретение практических навыков [5]. Безусловно, классические курсы по диссекции височной кости человека останутся «золотым стандартом» в подготовке специалистов в области хирургии среднего и внутреннего уха. Совершенствование техники работы бормашиной, понимание анатомических ориентиров по мере выполнения погружения в структуры данной анатомической области, сосудов и нервов, их топологии в сочетании с теоретическим базисом — наиболее верный путь к формированию пространственного мышления отохирурга.

Существующий тренажер WOXELMEN подходит для данной подготовки. Обладая принципом обратной связи, он дает возможность тактильных ощущений, однако не может полностью заменить тактильных ощущений и механических навыков при работе с искусственным или аутопсийным препаратом. На сегодняшний день спектр искусственных материалов столь широк, что включает как современные синтетические композиты, так и полимеры, которые способны смоделировать ощущения, максимально приближенные к тактильным как во время работы на аутопсийном материале, так и при хирургическом вмешательстве [6].

Современные симуляционные технологии в оториноларингологии развиваются, как и в других медицинских специальностях. Сегодня выбор научных продуктов достаточно широк и представлен различными моделями — от самых простых (в виде механических тренажеров, выполненных из различных силиконовых или пластических материалов, с помощью которых осваиваются отдельные практические навыки: удаление инородных тел из слухового прохода, постановка вентиляционной трубки, наложение трахеостомы) до виртуальных симуляторов. Последние обладают принципом обратной связи и возможностью установки для симуляционной операции данных компьютерной томографии (КТ) конкретного пациента. Это позволяет хирургу выполнить планируемое вмешательство заранее, что минимизирует риски интра- и послеоперационных осложнений. Специальные очки, комплектующие такие симуляторы, позволяют получать пространственное изображение [7, 8].

Ряд научных коллективов предложили для отработки навыков хирургии стремени напечатанную на 3D-принтере готовую височную кость с интегрированной в нее оссикулярной цепью. Полученный комплекс слуховых косточек устанавливают в барабанную полость. Такая модель более трудоемкая в изготовлении и производстве, но она дает возможность усовершенствовать диссекционные навыки отохирурга, а также отдельно получить тактильные осушения на самой небольшой структуре оссикулярного сегмента — стремечке [9]. Однако на такой модели достаточно трудно понять особенности и приобрести навыки хирургической техники работы на подножной пластине. Понимание особенностей удаления ее заднего полюса, предотвращение риска погружения частей фрагментированной подножной пластинки, дефицита перилимфы, попадания крови в преддверие возможны только при наблюдении данного этапа операции в отводную трубку операционного микроскопа либо при самостоятельном манипулировании под тщательным наблюдением опытного отохирурга [9].

В других анатомических работах ряд авторов отмечают большую схожесть височной кости человека и свиньи, в частности основных анатомических структур: оссикулярного комплекса, хода лицевого нерва, сигмовидного синуса и твердой мозговой оболочки. Эти данные подтверждены выполнением спиральной КТ [10]. Другой коллектив авторов [11] рекомендует для отработки практических навыков трансканальной эндоскопической хирургии уха использовать височную кость морской свинки. Наибольшую схожесть с височной костью человека имеют структуры среднего уха, окна лабиринта и оссикуллярный комплекс.

Как правило, на обучающих отохирургических циклах в качестве объекта вмешательства используют аутопсийный материал височной кости человека. В связи с появлением новых технологий и отчасти из-за законодательства по изъятию аутопсийного материала возникла острая необходимость создать искусственную височную кость. Данная возможность появилась благодаря современным технологиям, позволяющим осуществить технический процесс изготовления указанного продукта.

Цель исследования — создание прототипа височной кости человека из искусственных материалов для хирургической диссекции.

Данная работа была выполнена в три этапа: 1) проектная часть, 2) изготовление и сборка кости, 3) выполнение базовых этапов диссекционной работы на височной кости.

Проектная часть

Модель предложенной височной кости полностью и в том же масштабе повторяет сложную анатомию височной кости и дает возможность освоить базовые навыки для начинающих отохирургов. Совмещение технологии 3D-печати, литья по выплавляемым моделям и применения материалов, близких по своим физико-механическим свойствам к натуральной височной кости, позволило нам получить данную модель. Для получения компьютерных снимков височной кости мы выбрали пациентов в возрасте от 25 до 50 лет с диагнозом отосклероза, выполнивших данное исследование при подготовке к стапедопластике. Из 50 изученных снимков КТ височной кости были выбраны наиболее показательные с точки зрения нормальной анатомии. При выборе снимков КТ особое внимание было уделено воздушности сосцевидного отростка, четкому ходу канала лицевого нерва, состоянию цепи слуховых косточек, нормальному расположению твердой мозговой оболочки и сигмовидного синуса, синодурального угла.

Изготовление и сборка кости

Височная кость была смоделирована в трех фрагментах таким образом, чтобы плоскости раздела были проведены вдоль хода канала лицевого нерва (рис. 1).

Рис. 1. Височная кость смоделирована в программе. Трехмерное изображение частей кости для их последующей раздельной печати.

Три полученные части были напечатаны отдельно на порошковом 3D-принтере с использованием материала полиамид. В последующем с полученных трех фрагментов были сняты силиконовые формы для отливки в них материала и тиражирования продукта в дальнейшем. Следует отметить, что даже отдельные три фрагмента височной кости оказались морфологически очень сложны для отливки в полученные силиконовые формы. В этой связи были изготовлены дополнительные силиконовые вкладыши, помещенные в полученные формы. Вкладыш устанавливали в полученную форму и заливали «искусственный камень» — пластикрид, который по своим характеристикам оказался наиболее близким к костной структуре височной кости. Полученные три части полностью соответствуют натуральной височной кости, повторяя ее анатомическое строение в масштабе 1:1. На заключительном этапе работ выполняли сборку височной кости с прокладыванием трех отделов лицевого нерва желтой полимерной нитью диаметром 1,5 мм, твердой мозговой оболочки и сигмовидного синуса с последующим склеиванием всех частей бесцветным гелем. Таким образом, данный образец изделия может быть внедрен в российских медицинских университетах на кафедрах оториноларингологии для обучения студентов, аспирантов и ординаторов. В условиях импортозамещения стоимость отечественного аналога будет в 5—7 раз меньше стоимости зарубежных аналогов. Кроме этого, применение данного пособия позволит на более высоком уровне проводить обучение отохирургов, обучающие мастер-классы по хирургии среднего уха, а также кохлеарной имплантации в рамках программ государственных гарантий по реабилитации пациентов с двусторонней глухотой.

Выполнение базовых этапов диссекционной работы на височной кости

Полученную искусственную височную кость устанавливали в трехточечную систему фиксации (рис. 2).

Рис. 2. Модель височной кости зафиксирована в трехточечной системе и подготовлена к диссекции.

Все работы выполняли режущим бором на скорости 30 000 оборотов в минуту. Диссекция предусматривает выполнение следующих базовых этапов. Под операционным микроскопом выполняли этапы снятия кортикального слоя и вскрытие антрума (рис. 3).

Рис. 3. Этап хирургической диссекции (антромастоидотомия). Выполнено снятие кортикального слоя и вскрытие антрума.

Далее производили истончение задней стенки и выполнение задней тимпанотомии (рис. 4).

Рис. 4. Этап хирургической диссекции (расширения адитуса). Выполнена задняя тимпанотомия.

В завершение работы выполняли декомпрессию лицевого нерва (рис. 5).

Рис. 5. Этап хирургической диссекции (декомпрессия лицевого нерва). Лицевой нерв вскрыт по его ходу в сосцевидном отростке до шилососцевидного отверстия. Полимерная нить — имитация лицевого нерва.

Особенностью работы с искусственной височной костью является максимальная тактильная приближенность ощущений к работе с аутопсийным материалом.

Оценить выполненную диссекцию с точки зрения рентгеноанатомии симуляционной операции можно с помощью КТ височной кости в двух стандартных проекциях и последующего описания полученных снимков врачами-рентгенологами.

В искусственной левой височной кости на снимках КТ отчетливо определяются все 4 части: каменистая, барабанная, сосцевидная и чешуйчатая (рис. 6).

Рис. 6. 3D-реконструкция КТ искусственной височной кости. 1 — послеоперационная полость; 2 — наружный слуховой проход; лицевой нерв (стрелка).

Размеры, форма и соотношение структур наружного, среднего и внутреннего уха, а также канала внутренней сонной артерии, ямки луковицы яремной вены, ложа сигмовидного синуса и канала лицевого нерва полностью соответствуют анатомии височной кости человека (рис. 7).

Рис. 7. Аксиальная компьютерная томограмма искусственной височной кости. 1 — послеоперационная полость; 2 — лицевой нерв; 3 — наковальне-молоточковый комплекс; 4 — сигмовидный синус; 5 — канал внутренней сонной артерии; 6 — улитка.

Определяются изменения после санирующей операции в виде полости в аттико-антромастоидальной области. Стенки послеоперационной полости ровные. Крыша сохранена, отчетливо визуализируется твердая мозговая оболочка. Стенка мастоидальной части канала лицевого нерва вскрыта, ствол нерва не поврежден (рис. 8).

Рис. 8. Компьютерная томограмма искусственной височной кости в коронарной проекции. 1 — послеоперационная полость; 2 — лицевой нерв; 3 — крыша; 4 — преддверие; 5 — внутренний слуховой проход.

Ложе сигмовидного синуса сохранено (см. рис. 7).

В заключение следует отметить, что данная модель искусственной височной кости позволяет начинающему отохирургу освоить базисные практические навыки, необходимые для выполнения основных хирургических вмешательств при заболеваниях среднего уха. Учитывая простоту и доступность модели, ее соответствие аутопсийному материалу, можно полагать, что совмещение технологии компьютерного моделирования, печати частей височной кости на 3D-принтере, литья по выплавляемым моделям с последующей сборкой изделия открывает хорошие перспективы в освоении практических навыков для начинающих отохирургов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflict of interest.

Сведения об авторах

Крюков А.И. — е-mail: nikio@zdrav.mos.ru; https://orcid.org/0000-0003-0262-248X

Гаров Е.В. — е-mail: egarov@yandex.ru; https://orcid.org/0000-0003-2473-3113

Зеленкова В.Н. — е-mail: zelenkova.07.78@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-5103-1080

Зеликович Е.И. — е-mail: grkur@mail.ru; https://orcid.org/0000-0003-1859-0179

Куриленков Г.В. — е-mail: grkur@mail.ru; https://orcid.org/0000-0001-7756-2341

Царапкин Г.Ю. — е-mail: tsgrigory@mail.ru; https://orcid.org/0000-0003-2349-7438

Мищенко В.В. — е-mail: Lfgr1@rambler.ru; https://orcid.org/0000-0002-6352-2223

Томилов Ф.А. — е-mail: philipptomilov@gmail.com; https://orcid.org/0000-0002-3484-0337

Мартиросян Т.Г. — е-mail: martirosyan_tg@mail.ru; https://orcid.org/0000-0003-2161-8718

Романова К.Г. — e-mail: romanova_k_g@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-0099-3036

Автор, ответственный за переписку: Мищенко В.В. — е-mail: lfgr1@rambler.ru