Mathematical modeling of an optimal mini-access for reconstruction of arteries of the aortofemoral segment

Full Text

Проблема оптимального оперативного доступа к объекту оперативного воздействия всегда находилась в центре внимания хирургии, поскольку от него зависит не только выполнимость оперативного приёма, но и безопасность манипуляции. Долгое время эту проблему решали в соответствии с известным тезисом «большой хирург - большой разрез». Однако повышающиеся требования к качеству лечения и стремление снизить хирургическую инвазию заставляют искать новые пути снижения травматичности операций. Возьмём на себя смелость утверждать, что классическая монография А.Ю. Созон-Ярошевича до сих пор служит наиболее полным руководством для анализа параметров хирургического доступа [2]. Критерии хирургического доступа, разработанные автором, с незначительными модификациями до сих пор применяются исследователями для характеристики доступности объекта операционного воздействия, а следовательно, выполнимости оперативного приёма. В сочетании с современным математическим аппаратом эти критерии могут достаточно полно характеризовать выполнимость оперативного приёма, в том числе в зависимости от конституциональных особенностей больного и характеристики патологического процесса [1]. Целью работы стало определение оптимального размера и локализации мини-лапаротомии для выполнения реконструкции артерий аортобедренного сегмента. На первом этапе исследования мы изучили топографию инфраренального отдела аорты на основании данных компьютерных томограмм 155 пациентов. Больные с патологией, которая могла потенциально изменить топографоанатомические взаимоотношения в брюшной полости (объёмные образования, хирургические операции в анамнезе) были исключены. Из них 94 больных не имели патологии аорты (первая группа). Вторую группу составили больные с аневризмой инфраренального отдела аорты (61 томограмма). Эта группа была выделена для того, чтобы изучить изменения топографии артерий аортобедренного сегмента при патологии аорты. Кроме того, первая группа была разделена на две подгруппы (IA - 73 мужчины, IБ - 21 женщина) для выявления гендерных различий в топографии. В реальных клинических условиях краниальной границей хирургической манипуляции при аортобедренной реконструкции является левая почечная вена (ЛПВ). Этот сосуд пересекает брюшную часть аорты спереди на уровне или чуть ниже устьев почечных артерий. Мобилизация и смещение ЛПВ в определённых пределах возможны, но, учитывая лёгкую ранимость почечных вен, именно ЛПВ ограничивает уровень наложения проксимального зажима на аорту. Хотя стандартный лапаротомный доступ позволяет при необходимости выполнить даже пережатие супраренальной аорты (например, при юкстаренальной локализации аневризмы), подобные манипуляции при использовании минидоступа неоправданно снижают безопасность операции. В этих случаях минидоступ не может служить методом выбора. По этой причине мы, изучая хирургическую анатомию инфраренальной аорты, принимали за проксимальную границу сегмента аорты, подлежащего реконструкции из минилапаротомного доступа, именно ЛПВ. Каудальной границей оперативного воздействия при бифуркационных аортобедренных реконструкциях чаще всего бывает бифуркация брюшной части аорты (БифА). В некоторых клинических ситуациях (например, при распространении аневризматического расширения на подвздошные артерии) дистальной границей реконструкции становится бифуркация подвздошной артерии (устье внутренней подвздошной артерии - ВПА). Определяли линейные расстояния между этими ключевыми точками, глубину их расположения от передней брюшной стенки, а также их взаимоотношения с основными внешними ориентирами - средней линией живота, мечевидным отростком, пупочным кольцом и лобковым симфизом. Величина угла оперативного действия, при которой манипуляции в ране возможны, определённая теоретически, должна составлять не менее 25-30° [2], поэтому расчёты параметров раны были произведены при заданной величине этого угла на «ключевые точки» оперативного воздействия (ЛПВ, БифА или устье ВПА) α=30°. В реальных клинических условиях, учитывая растяжимость тканей и коррекцию доступа ранорасширителями, этот показатель будет возрастать. Схема сагиттального сечения, проходящего через срединную линию живота и брюшную часть аорты, представлена на рис. 1. Входными (измеряемыми) параметрами для расчёта в применяемой модели были следующие: H1 и H2 - соответственно глубина от передней брюшной стенки до БифА (или ВПА) и до ЛПВ; N - расстояние от БифА до ЛПВ; N1 - расстояние от БифА (или устья ВПА) до проекции пупка на аорту; N2 - расстояние от проекции пупка на аорту до ЛПВ (N2=N-N1). «Выходные» (вычисляемые) параметры: длина разреза (L); длина сегмента разреза, расположенного ниже пупка (L1) и выше пупка (L2), то есть расположение разреза по отношению к пупку (L=L1+L2). В первой группе средняя длина инфраренального сегмента брюшной аорты составила 9,1±0,3 см (от 5,5 до 12,2 см). Бифуркация подвздошных артерий (устье ВПА) располагается на 5,6±0,42 см ниже БифА, на 2,9±0,1 см латеральнее средней линии живота, одинаково - справа и слева. Расстояние от передней брюшной стенки до аорты на уровне ЛПВ составило 12,3±0,31 см (6,3-21,6 см), на уровне БифА - 10,0±0,33 см (3,7-19,5 см). Устье ВПА располагается на глубине 10,7±0,4 см в сагиттальной плоскости. Гендерные различия топографии артерий аортобедренного сегмента были выражены слабо. В основном они касались расположения БифА по отношению к пупочному кольцу. У мужчин (подгруппа IA) БифА локализуется в среднем на 2-3 см ниже пупка (2,7±0,2 см), у женщин (подгруппа IБ) - на уровне пупка (0,1±0,3 см), р <0,001 (табл. 1). Основные изменения при аневризматическом расширении аорты проявились в увеличении продольных размеров инфраренальной аорты - расстояние от БифА до ЛПВ оказалось достоверно больше на 15,4%. Синтопия БифА по отношению к пупку осталась прежней (табл. 2). Топография бифуркации подвздошных артерий изменялась более значительно. Деформация БифА и подвздошных артерий приводила к тому, что устье ВПА смещалось вверх. При этом увеличивалось расстояние от бифуркации подвздошных артерий до лобка и уменьшалось - до БифА. Кроме того, происходило смещение устья ВПА в поперечном направлении, причём устье правой ВПА смещалось медиально, а левой - латерально, по-видимому, за счёт девиации аорты влево при аневризматической трансформации (см. табл. 2). Таким образом, на основании данных компьютерной томографии мы получили усреднённые цифровые данные по топографии инфраренального отдела аорты и подвздошных артерий для расчёта оптимального размера и локализации мини-лапаротомии. Вычисления были произведены раздельно для подгрупп (IА, IБ) первой группы и второй группы пациентов. Также был смоделирован мини-доступ при варианте аневризмы аорты с распространением на общие подвздошные артерии. Так как в последнем случае временное пережатие и формирование дистального анастомоза необходимо проводить на уровне бифуркации подвздошных артерий, каудальным локусом хирургической манипуляции становится устье ВПА. По этой причине в данном случае в формулах переменную N (расстояние от ЛПВ до БифА) заменяли на N1 (расстояние от ЛПВ до устья ВПА), а Н1 (глубина от передней брюшной стенки до БифА) - на H11 (глубина до устья ВПА). Результаты вычислений приведены в табл. 3 и на рис. 2. В качестве трансперитонеального мини-доступа наиболее часто применяют срединную параумбиликальную лапаротомию. Её длина, приводимая в клинических отчётах, варьирует от 3 до 10-15 см, в среднем составляя 6-8 см [3, 4]. Локализацию и длину мини-доступа N. Kawaharada и соавт. рекомендуют уточнять дооперационно на основании компьютерной томографии или ультразвукового исследования [6]. Fearn S.J. и соавт. предлагают определять локализацию доступа при резекции аневризмы аорты как проекцию её границ по данным компьютерной томографии на переднюю брюшную стенку с добавлением по 2 см проксимальнее и дистальнее границ аневризматического расширения [5]. W.D. Turnipseed рекомендует производить лапаротомию выше пупка в случае аневризмы и ниже пупка - при окклюзионных поражениях, с чем вряд ли можно согласиться, поскольку это накладывает ограничения при выборе места наложения проксимального анастомоза [8]. При операциях по поводу аневризмы M. Matsumoto и соавт. начинают разрез на 3 см выше шейки аневризмы, продолжая его вниз до трети расстояния от шейки до бифуркации (при локализации дистального анастомоза на уровне общих подвздошных артерий) или до уровня БифА (при дистальных анастомозах с наружными подвздошными артериями) [7]. При таком подходе средняя длина лапаротомии составляет 8,4 см (6,5-11,2 см). В нашей работе мы применили методику математического моделирования для определения оптимальной локализации мини-лапаротомии. Использование компьютерной томографии в отличие от посмертных секционных исследований позволило не только оперировать более значительным клиническим материалом, но и определять топографоанатомические параметры в зависимости от половых, антропометрических различий и наличия патологии аорты. При операциях по поводу окклюзирующего заболевания длина мини-лапаротомии, достаточная для обеспечения угла оперативного действия 30° на основные ключевые точки хирургической манипуляции, составила 6,8-7,0 см. Приблизительно 80-90% длины разреза локализовалось выше пупка. Достоверных различий размера и локализации мини-лапаротомии для мужчин и женщин не выявлено (р=0,141). При аневризме аорты необходимая длина мини-лапаротомии достоверно увеличивалась до 7,6 см (р=0,003), а при распространении аневризматического расширения на общие подвздошные артерии - до 8,5 см (р=0,001). В последнем случае кардинально меняется локализация разреза по отношению к пупку - приблизительно половина длины доступа локализуется ниже пупка. ВЫВОД Математическое моделирование оптимального мини-доступа позволяет оптимизировать применение мини-лапаротомии в различных клинических ситуациях. Рис. 1. Схема сагиттального сечения, проходящего через срединную линию живота и брюшную часть аорты (объяснения в тексте). макс_5.tif Таблица 1 Сравнительный анализ антропометрических параметров мужчин и женщин (по данным компьютерной томографии) Показатель Мужчины, n=73 Женщины, n=21 p Бифуркация - пупок (N1), см 2,7±0,2 0,1±0,3 0 Бифуркация - ЛПВ (N), см 9,3±0,2 8,8±0,4 0,222 Пупок - ЛПВ (N2), см 8,8±0,2 8,5±0,3 0,462 Глубина до аорты на уровне ЛПВ (H3), см 12,4±0,4 12,2±0,6 0,806 Глубина до аорты на уровне пупка (H2), см 9,9±0,4 9,3±0,6 0,462 Глубина до аорты на уровне БифА (H1), см 9,9±0,4 10,0±0,7 0,905 Лобок - БифА, см 15,6±0,49 16,1±0,8 0,622 Мечевидный отросток - БифА, см 20,1±0,36 18,5±0,7 0,04 Примечание: ЛПВ - левая почечная вена; БифА - бифуркация брюшной части аорты. Таблица 2 Антропометрические параметры у пациентов с аневризмой аорты и без неё Показатель Первая группа, n=94 Вторая группа, n=61 p Пол (мужчины/женщины) 73/21 50/11 0,657 Бифуркация - пупок (N1), см 2,2±2,0 1,9±0,29 0,865 Бифуркация - ЛПВ (N), см 9,1±0,14 10,5±0,20 0 Глубина до аорты на уровне ЛПВ (H3), см 12,3±0,31 13,2±0,39 0,084 Глубина до аорты на уровне пупка (H2), см 9,4±0,37 10,6±0,39 0,029 Глубина до аорты на уровне БифА (H1), см 10,0±0,33 10,5±0,40 0,318 Пупок - ЛПВ (N2), см 8,5±0,21 8,6±0,26 0,772 Пупок - устье ВПА, см Справа 6,7±0,3 6,2±0,3 0,156 Слева 6,2±0,3 0,156 БифА - устье ВПА, см Справа 5,6±0,3 4,3±0,2 0 Слева 4,3±0,2 0 Лобок - устье ВПА, см Справа 9,5±0,4 10,3±0,2 0,046 Слева 10,3±0,3 0,046 Средняя линия - ВПА, см Справа 2,9±0,2 2,5±0,2 0,051 Слева 3,1±0,1 0,08 Примечание: ЛПВ - левая почечная вена; БифА - бифуркация брюшной части аорты; ВПА - внутренняя подвздошная артерия. Таблица 3 Параметры мини-лапаротомии при различных вариантах патологии Показатель Первая группа Вторая группа IA (мужчины) IБ (женщины) Аневризма аорты Аневризма аорты и ОПА Длина раны (L), см 7,0±1,9 6,8±0,3 7,6±0,18 8,5±0,2 Длина раны ниже пупка (L1), см 0,6±0,2 1,5±0,9 1,4±0,23 4,1±0,26 Примечание: ОПА - общие подвздошные артерии. макс_1.tif макс_3.tif Рис. 2. Локализация и размер мини-лапаротомии: А - окклюзирующая патология (мужчины); Б - окклюзирующая патология (женщины); В - аневризма брюшной аорты без распространения на подвздошные артерии; Г - аневризма брюшной аорты с распространением на подвздошные артерии.

About the authors

A V Maksimov

Republican Clinical Hospital, Kazan, Russia; Kazan State Medical Academy, Kazan, Russia

Email: maks.av@mail.ru

S D Mayanskaya

Kazan State Medical Academy, Kazan, Russia; Kazan State Medical University, Kazan, Russia

M V Plotnikov

Republican Clinical Hospital, Kazan, Russia; Kazan State Medical Academy, Kazan, Russia

E A Gaysina

Kazan State Medical Academy, Kazan, Russia

References

Supplementary files