Способ виртуальной эндоскопической диагностики при дакриоциститах

Способ виртуальной эндоскопической диагностики при дакриоциститах

Реферат

Изобретение относится к медицине, точнее к офтальмологии и, в частности, к эндоскопическим методам диагностики при дакриоциститах.

Основным методом лечения больных, страдающих хроническим дакриоциститом, была и остается операция - дакриоцисториностомия (ДЦР), которая выполняется со стороны носа эндоскопически с выведением зоны хирургического вмешательства на экран монитора (Патент РФ №2335264). Перед такой операцией пациенту проводится стандартное диагностическое обследование, включая оптическую эндоскопию полости носа (видеоэндоскопия). Этот метод позволяет оценить доступ к слезному мешку с визуализацией анатомических структур вокруг зоны проекции слезного мешка, таких как средняя и нижняя носовые раковины, перегородка носа, слезный гребень, крючковидный отросток решетчатой кости. Однако истинное положение слезного мешка, который во время операции будет вскрыт, не может быть оценено этим методом, т.к. размеры ямки слезного мешка, носослезного канала у различных людей значительно разнятся.

На помощь медицине в последние годы пришла компьютерная томография. Такая диагностика стала применяться и при исследовании (диагностике) непроходимости слезных путей (Патент РФ №2275842 «Способ определения величины смещения глазного яблока»). Снимки, сделанные при компьютерной томографии, позволяют оценивать состояние слезоотводящих путей во взаимодействии с окружающими костными структурами, но, к сожалению, только в статическом варианте. Такой вид диагностики также не дает всей картины хирургу перед операцией дакриоцисториностомии, не отвечает на вопрос, а в каком месте формировать риностому? По данным медицинской литературы слезный мешок только в 58,1% располагается в типичном месте (в слезной ямке) и, соответственно, проецируется в полости носа в типичном месте (на уровне переднего конца средней носовой раковины), а в 30,2% мешок находится кзади, в 11,6% - впереди средней раковины.

В патенте РФ №2434610 «Способ исследования внутреннего хирургического пространства орбиты и слезно-носовых путей» техническим результатом является получение с помощью спиральной компьютерной томографии, наглядной трехмерной картины состояния пространства орбиты и слезно-носовых путей, что позволяет определить лечебную тактику. Этот технический результат получают, проводя спиральную компьютерную томографию лицевого черепа с использованием контрастирования. В слезные канальцы вводят состав со следующим соотношением компонентов - контрастное средство для внутрисосудистого введения 45-65 мас.%, вискоэластик - остальное. Такая технология дает хороший результат при повреждениях орбиты и посттравматических деформациях орбиты. Разработано ряд исследовательско-диагностических технологий, основанных на применении спиральной компьютерной томографии (СКТ) в дакриологии. Например, работа Атьковой Е.Ф., Архиповой Е.А., Ставицкой Н.П. «Неинвазивный способ контрастирования слезоотводящих путей при проведении мультиспиральной компьютерной томографии» (ж. Офтальмологические ведомости. - 2012.- №2. - С.35-38). В этих технологиях для того, чтобы лучше визуализировать слезоотводящие пути, перед СКТ также производили контрастирование слезоотводящих путей, но с помощью другого вещества: в 1 мл Омнипака добавляли 3% раствора колларгола в соотношении 1:0,05. За сутки до СКТ исследуемым проводили промывание слезоотводящих путей. Приготовленный раствор инсталлировали трехкратно в конъюнктивальную полость в положении исследуемого «сидя». После эвакуации контрастного вещества из конъюнктивальной полости переводили пациента в положение «лежа» и инсталлировали смесь еще раз. Затем проводили СКТ.

Данные исследования позволяли определить где, на каком участке слезного пути произошло сужение пути оттока или закупорка. И если исследование говорило о том, что требуется операция дакриоцисториностомия, то при этом было неясно, где вскрывать слезный мешок, т.к. данные СКТ не давали возможности визуализировать слезный путь сквозь структуры латеральной стенки полости носа.

Задача изобретения - создать способ виртуальной эндоскопической диагностики при дакриоциститах, позволяющий смоделировать расположение слезоотводящих путей (слезного мешка и носослезного канала) относительно внутриносовых структур и, в частности, переднего края и основания средней носовой раковины путем объединения двух протоколов осмотра - оптической эндоскопии полости носа и спиральной компьютерной томографии лицевого черепа.

Технический результат, получаемый при решении этой задачи, - диагностика проходит без контрастных веществ, хирург визуально получает информацию об истинном положении слезного мешка и взаиморасположении структур, его окружающих, что позволяет выбрать оптимальную тактику хирургической операции, в частности место формирования дакриоцисториностомы (т.е. место вскрытия слезного мешка). Это обеспечивает после оперативного вмешательства надежную эффективную работу слезоотводящего пути.

Указанный технический результат может быть получен, если в способе виртуальной эндоскопической диагностики при дакриоциститах создать протокол постпроцессинга с 4D-видеозаписью риноэндоскопии. Полученную видеозапись исследует офтальмохирург, которому предстоит выполнение эндоназальной эндоскопической дакриоцисториностомии, и определяется с тактикой операции и, в частности, с местом вскрытия слезного мешка. Сам же протокол постпроцессинга с 4D-видеозаписью риноэндоскопии получают в результате объединения двух протоколов осмотра: спиральной компьютерной томографии (СКТ) лицевого черепа и оптической риноэндоскопии, для этого, выполнив оптическую риноэндоскопию и записав на DVD, выполняют СКТ лицевого черепа и на основе полученных данных строят 3-мерную модель полости носа и отдельно вручную 3-мерную модель слезоотводящего пути: слезного мешка и носослезного канала, для чего выполняют посрезовое выделение в 2-х проекциях объема слезного мешка и носослезного канала и строят их 3-мерную модель, а затем на 3-мерной модели с помощью программного маркера отмечают центр слезного мешка, область перехода мешка в носослезный канал и точку выхода канала в нижний носовой ход, после этого встраивают полученную 3-мерную модель мешка и носослезного канала в 3-мерную псевдоэндоскопическую модель полости носа, при этом степень прозрачности костных структур выбирают 25-30%, и на основе этого выстраивают динамическую модель полости носа со слезоотводящим путем, причем формирование осуществляют в трехмерной полярной системе координат с коническим полем зрения путем перемещения вершины конуса в 3D-модели полости носа от преддверия носа до передних краев средних носовых раковин, при этом угол обзора составляет 90-120°, после чего фиксируют видеоряд на DVD, получая протокол виртуальной риноэндоскопии, затем производят корреляцию полученного протокола виртуальной риноэндоскопии в соответствии с протоколом реальной оптической риноэндоскопии и результат записывают на DVD.

Поясняющим признаком является то, что выполнение корреляции состоит в выборе хирургом среди видеоряда виртуальной риноэндоскопии кадров, которые являются подобными кадрам видеоряда оптической риноэндоскопии, и их использовании для записи на DVD.

Все признаки, изложенные в формуле, являются новыми и существенными:

- создается протокол постпроцессинга с 4D-видеозаписью виртуальной риноэндоскопии,

этот протокол получают в результате объединения двух протоколов осмотра: спиральной компьютерной томографии (СКТ) лицевого черепа и оптической риноэндоскопии,

- для этого выполняют оптическую риноэндоскопию и записывают на DVD, выполняют СКТ лицевого черепа,

- на основе полученных данных СКТ строят 3-мерную модель полости носа и отдельно вручную 3-мерную модель слезоотводящего пути: слезного мешка и носослезного канала, для чего выполняют посрезовое выделение в 2-х проекциях объема слезного мешка и носослезного канала и строят их 3-мерную модель,

- затем на 3-мерной модели с помощью программного маркера отмечают центр слезного мешка, область перехода мешка в носослезный канал и точку выхода канала в нижний носовой ход,

- после этого встраивают полученную 3-мерную модель мешка и носослезного канала в 3-мерную псевдоэндоскопическую модель полости носа, при этом степень прозрачности костных структур выбирают 25-30%,

- на основе этого выстраивают динамическую модель полости носа со слезоотводящим путем,

- причем формирование динамической модели осуществляют в трехмерной полярной системе координат с коническим полем зрения, путем перемещения вершины конуса в 3D-модели полости носа от преддверия носа до передних краев средних носовых раковин, при этом угол обзора составляет 90-120°,

- после чего фиксируют видеоряд на DVD, получая протокол виртуальной риноэндоскопии,

- затем производят корреляцию полученного протокола виртуальной риноэндоскопии в соответствии с протоколом реальной оптической риноэндоскопии и результат записывают на DVD.

Между совокупностью существенных признаков и заявляемым техническим результатом существует причинно-следственная связь.

В разработанном методе виртуальной риноэндоскопии при дакриоциститах произвели дополнение существующей оптической риноэндоскопии компьютерным моделированием, т.к. при традиционной оптической риноэндоскопии хирургу не видно топометрических зон слезного мешка (его размеров, взаиморасположения относительно других структур носа), необходимых для правильного формирования дакриостомы при ДЦР. Созданная технология позволила получать трехмерные модели слезного мешка и носослезного канала с визуализацией их со стороны носового хода. Это стало возможным, т.к. степень прозрачности костных структур была выбрана в диапазоне 25-30%, и на основе этого выстраивали динамическую модель полости носа со слезоотводящим путем. Если выбрать степень прозрачности костных структур меньше 25%, то структуры мешка будут слабо видны, при степени прозрачности 10% - не видны совсем. Если больше 30%, - то будет слабо видна средненосовая раковина. Выстраивание динамической модели осуществляли в трехмерной полярной системе координат с коническим полем зрения путем перемещения вершины конуса в 3D-модели полости носа от преддверия носа до передних краев средних носовых раковин, при этом угол обзора составлял 90-120° (что соответствует углу обзора при оптической риноэндоскопии), после чего фиксировали видеоряд на DVD. В результате был составлен протокол (протокол - последовательность действий, зафиксированная на DVD) постпроцессинга с получением 4D-видеозаписи риноэндоскопии, наиболее приближенной к видеоряду, получаемому при оптической, в том числе операционной, риноэндоскопии, дополненному визуализацией стенок слезного мешка и носослезного канала, доступных для осмотра сквозь пластинку слезной кости.

Получая протокол виртуальной риноэндоскопии, затем производили корреляцию полученного протокола виртуальной риноэндоскопии в соответствии с протоколом реальной оптической риноэндоскопии и результат записывали на DVD, который являлся окончательным, его исследовал хирург и определялся с хирургической тактикой. Корреляция заключается в выборе хирургом среди видеоряда виртуальной риноэндоскопии кадров, которые являются подобными кадрам видеоряда оптической риноэндоскопии, и их использовании для записи на DVD. Это позволило максимально приблизить виртуальную риноэндоскопию к реальной. То есть получили виртуальную модель, полностью соответствующую протоколу оптической риноэндоскопии, но при этом с видимыми со стороны полости носа границами слезных мешков.

Способ осуществляется следующим образом. Выполнялась стандартная оптическая риноэндоскопия на видеоэндоскопическом комплексе Karl Storz с помощью ригидных эндоскопов ф=2-4 мм с торцевой и 30° оптикой (протокол осмотра записывали на DVD). Спиральную компьютерную томографию лицевого черепа выполняли на мультиспиральном томографе Toshiba Aquilon 64. Исследования проводили в режиме спирального сканирования при 64 активных линейках детекторов при малом фокусе (≤240 мм), анодном напряжении 120 кВ, токе 250 мА. Использовался питч 41,0 при времени оборота трубки 0,5 с при шаге стола 5 мм, шаг первичной реконструкции 5 мм. Индивидуальная эффективная доза составляла от 1,7 до 2,0 мЗв. Постпроцессинг осуществлялся при помощи рабочей станции Virtea 2 Version 4.0. Были построены 3-мерная модель полости носа (автоматически) и отдельно вручную 3-мерная модель слезоотводящего пути: слезного мешка и носослезного канала. Затем на 3-мерной поверхности слезоотводящего пути с помощью программного маркера Arrow отмечали центр слезного мешка, область перехода мешка в носослезный канал и точку выхода канала в нижний носовой ход. После этого встраивали полученную 3-мерную поверхность мешка и носослезного канала в 3-мерную псевдоэндоскопическую модель полости носа с помощью пакета 3D Fly Through группы галереи Airways CT, т.е. формировалась непосредственно виртуальная видеозапись риноэндоскопии. При этом использовался угол обзора 90-120°, как наиболее соответствующий оптической риноэндоскопии по визуальной картине. Степень прозрачности костных структур выбиралась 25-30%, что позволяло визуализировать выделенную модель слезоотводящего пути сквозь структуры латеральной стенки полости носа. Затем производили корреляцию полученного протокола виртуальной риноэндоскопии в соответствии с протоколом реальной оптической риноэндоскопии и результат записывали на DVD. Окончательный результат видеоряда для удобства просмотра дополнялся «реверсивной» фазой и закольцовывался. То есть хирург эту объемную динамическую 3D-модель, представляющую собой протокол постпроцессинга с 4D-видеозаписью риноэндоскопии, мог просмотреть вновь и вновь, вернуться, если требуется, к интересующей зоне во время просмотра и исследовать ее дополнительно. Визуально оценив положение, размеры слезного мешка, носослезного канала, окружающих структур полости носа, хирург намечал оптимальную тактику хирургического вмешательства.

ПРИМЕР. Пациентка К., 1966 года рождения, медкарта №479478. Диагноз: хронический дакриоцистит, дакриоцистоцеле слева. Пациентке выполнена диагностическая риноэндоскопия на видеоэндоскопическом комплексе слева.

Особенности: гипертрофия средней носовой раковины, бугор перегородки носа, узкие носовые ходы. Протокол осмотра записан на DVD (это протокол реальной оптической риноэндоскопии).

Затем пациентке была выполнена спиральная компьютерная томография лицевого черепа. Создана 3D-модель полости носа и отдельно вручную создана 3D-модель слезного мешка и носослезного канала. Модель слезоотводящего пути встроена в трехмерную модель полости носа.

Определены размеры и положение слезного мешка: 13,2×11,6×15,6; стенки неравномерно утолщены, содержимое жидкостной полости; расположение мешка на 75% - в пределах слезной ямки, на 25% - кпереди от переднего слезного гребешка с расположением латерально от основания носовой кости. Отмечается истончение дорсомедиальной стенки слезной ямки с пролабированием мешка в просвет решетчатой клетки на 3 мм. Проекция мешка на латеральную стенку носовой полости - от переднего края передней решетчатой клетки до дорзальной части второй решетчатой клетки. Зона перехода в носослезный проток проецируется на латеральную стенку в области угла между ней и нижней поверхностью передней решетчатой клетки на 2-3 мм вперед от переднего края удлиненной средней носовой раковины.

Далее выстраивали динамическую модель полости носа, представляющую собой 4D-видеоряд передвижения по 3D-мoдeли, начиная от преддверия носа, затем фиксировали видеоряд и получали протокол виртуальной риноэндоскопии. После этого проводили корреляцию полученного протокола виртуальной риноэндоскопии в соответствии с протоколом реальной оптической риноэндоскопии и результат записывали на DVD. Хирург исследовал протокол, записанный на DVD, и спланировал оперативное вмешательство: с учетом верхнего положения слезного мешка был выбран доступ на уровне перехода мешка в носослезный проток чуть выше и кпереди от переднего конца средней раковины.

Пациентке была выполнена эндоназальная эндоскопическая дакриоцисториностомия, риностома была сформирована на уровне перехода мешка в носослезный проток чуть выше и кпереди от переднего конца средней раковины.

При осмотре через 3 месяца - сформированная риностома имеет размер 3×3 мм, функционирует надежно, зарастания не наблюдается, у пациентки жалоб нет.

С использованием заявляемой технологии - виртуальной эндоскопической диагностики при дакриоциститах в Екатеринбургском центре прооперировано 12 пациентов. У всех пациентов воссозданные слезоотводящие пути функционировали нормально при сроках наблюдения 3 и более месяцев, что говорит о высокой эффективности дооперационной компьютерной диагностики, позволившей спланировать оперативное вмешательство, уменьшить его травматичность и повысить эффективность и надежность.

Предложенный метод виртуальной (4D) риноэндоскопии при дакриоциститах, предназначенный для предоперационной топометрии, позволяет визуально оценить положение и размеры слезного мешка, носослезного канала, окружающих структур полости носа в условиях, моделирующих интраоперационные, и выбрать оптимальную хирургическую тактику воссоздания слезоотводящего пути.

1. Способ виртуальной эндоскопической диагностики при дакриоциститах, состоящий в создании протокола постпроцессинга с 4D-видеозаписью риноэндоскопии, полученного в результате объединения двух протоколов осмотра: спиральной компьютерной томографии (СКТ) лицевого черепа и оптической риноэндоскопии, для этого, выполнив оптическую риноэндоскопию и записав на DVD, выполняют СКТ лицевого черепа и на основе полученных данных строят 3-мерную модель полости носа и отдельно вручную 3-мерную модель слезоотводящего пути: слезного мешка и носослезного канала, для чего выполняют посрезовое выделение в 2-х проекциях объема слезного мешка и носослезного канала и строят их 3-мерную модель, а затем на 3-мерной модели с помощью программного маркера отмечают центр слезного мешка, область перехода мешка в носослезный канал и точку выхода канала в нижний носовой ход, после этого встраивают полученную 3-мерную модель мешка и носослезного канала в 3-мерную псевдоэндоскопическую модель полости носа, при этом степень прозрачности костных структур выбирают 25-30%, и на основе этого выстраивают динамическую модель полости носа со слезоотводящим путем, причем формирование осуществляют в трехмерной полярной системе координат с коническим полем зрения путем перемещения вершины конуса в 3D-модели полости носа от преддверия носа до передних краев средних носовых раковин, при этом угол обзора составляет 90-120°, после чего фиксируют видеоряд на DVD, получая протокол виртуальной риноэндоскопии, затем производят корреляцию полученного протокола виртуальной риноэндоскопии в соответствии с протоколом реальной оптической риноэндоскопии и результат записывают на DVD.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выполнение корреляции состоит в выборе хирургом среди видеоряда виртуальной риноэндоскопии кадров, которые являются подобными кадрам видеоряда оптической риноэндоскопии, и их использовании для записи на DVD.