Сравнительная оценка и анатомо-экспериментальные обоснования эндовидеохирургических транскливальных доступов

Оперативные доступы в программе хирургических вмешательств, за редким исключением, не являются целью операции, а потому содержат в себе абсолютные издержки операционной травмы. Особенно это касается нейрохирургических операций, где травматичность доступов часто превосходит травматичность оперативных приемов. Именно поэтому малоинвазивные хирургические технологии стали особенно востребованы в оперативной нейрохирургии (эндовидеохирургические технологии, стереотаксические вмешательства, различные способы нейронавигации и ДР-).

H.H. Бурденко (1950) указывал, что во время нейрохирургических операций он руководствуется следующими принципами: техническая возможность, анатомическая доступность и физиологическая дозволенность [37]. В правильных сочетаниях этих принципов и кроется решение проблемы снижения травматичности доступов. В первую очередь это касается оперативных подходов к таким труднодоступным областям, как нижняя поверхность головного мозга и передние отделы краниовертебрального стыка. Транслюминальные подходы к этим структурам через полость носа и полость рта стали одними из наиболее перспективных путей оптимизации доступов, как с точки зрения удобств оперативной техники, так и с точки зрения уменьшения степени общей хирургической травмы. Пионером этого направления в нашей стране стал В. Н. Шевкуненко, опубликовавший в 1911 г. топографо-анатомическую основу и технику фарингеального доступа к гипофизу при его аденомах. Данное направление в последующем развивалось его учениками и последователями [134, 135, 169, 222].

Появление новых хирургических технологий и принципиально нового хирургического инструментария, внедрение высокоэффективных анестезиологических пособий и вентиляции легких создали широкие возможности для разработки и проведения подобного рода вмешательств со значительно меньшим операционным риском. Однако как бы ни были совершенны современные методы диагностики и технические устройства, обеспечивающие сопровождение операции на труднодоступных структурах черепа, они предполагают необходимость знаний закономерностей строения черепа как целостной системы, многообразных вариантов его формы и точного учета пространственных соотношений, а также навыков анатомической ориентировки. Вместе с тем, для обоснования методики выполнения транскливальных доступов в современной литературе отсутствует комплексная морфологическая характеристика основания черепа и прилегающих к нему структур [43,44, 228].

Хирургия основания черепа выделилась в отдельное научное направление только в последние десятилетия. При этом теоретической основой базальных хирургических доступов стали классические работы по макроскопической и микрохирургической анатомии J. Lang (1983), A. Rhoton (2007). Современные модификации транскливальных доступов (в первую очередь трансназального и трансорального) позволяют значительно увеличить радикальность вмешательств, улучшить функциональные и косметические результаты [121, 337, 390].

Еще Н. И. Пирогов (1837) указывал, что новые хирургические операции рождают необходимость новых прикладных анатомических исследований [206]. В связи с появлением инновационных технологий в последние годы возросло число отечественных диссертационных исследований, посвященных анатомическому обоснованию оперативных подходов к различным структурам головного мозга. Морфологические методы исследования применялись в работах нейрохирургов К. Я. Оглезнева (1972), В. А. Черекаева (1995), Р. Г. Фу (1999), A.B. Полежаева (1999), A.B. Щербинина (2003), А. Ю. Щербука (2003), A.M. Киселева (2009), Д. Е. Закондырина (2010) и мн. др. [86, 105, 154, 162, 209, 216, 227, 228]. Это указывает на то, что прикладная анатомическая наука еще не исчерпала всех своих возможностей в попытке облегчить работу практикующих хирургов.

В настоящий момент нейрохирургия, неврология и другие клинические специальности нуждаются в особо точных сведениях об индивидуальной анатомической изменчивости живого человека, что ставит перед анатомией новую непростую, трудоёмкую задачу — пересмотреть многие морфометрические параметры органов человека, поскольку в свое время они были получены при изучении трупного материала. Новое направление в современной морфологии — анатомия живого человека, призвана восполнить эту брешь. Несмотря на широкое распространение метода МРТ до сих пор остаются невыясненными ключевые прижизненные морфометрические характеристики головного мозга [19, 199, 200, 202, 285, 395, 397].

Таким образом, актуальность темы данного исследования определяется следующими причинами:

1. Сложными анатомо-топографическими взаимоотношениями структур основания черепа и лицевого скелета.

2. Отсутствием комплексных краниологических исследований интересуемой области, учитывающей взаимосвязи признаков между собой и в системе черепа в целом.

3. Ограниченностью данных о морфометрических параметрах ствола головного мозга живого человека.

4. Недостаточными сведениями об особенностях оперативной техники видеоэндоскопических транскливальных доступов.

5. Неполнотой и противоречивостью данных относительно основных параметров трансназального и трансорального транскливальных доступов.

6. Отсутствием четко выработанных алгоритмов ориентировки в поиске анатомических структур «зоны интереса» на разных этапах выполнения транскливальных оперативных вмешательств.

7. Отсутствием точных топографо-анатомических критериев при выборе и выполнении трансназального или трансорального транскливальных доступов.

8. Необходимостью поиска новых высокоэффективных методов обучения врачей-специалистов хирургии основания черепа с использованием современных средств обеспечения оперативных вмешательств и тренажерных устройств, максимально приближенных к реальной анатомии операционного поля.

В связи с вышеизложенным целью настоящего исследования явилась разработка топографо-анатомических основ, алгоритмов и техники выполнения видеоэндоскопических транскливальных доступов на основе комплексной клинико-морфологической оценки основания черепа, ствола головного мозга и прилегающих к ним структур.

В соответствии с целевой установкой сформулированы следующие задачи:

1. Провести анализ клинического применения транскливальных доступов.

2. Изучить зависимость встречаемости краниоскопических признаков основания черепа от пола и формы мозгового и лицевого черепа.

3. Дать комплексную морфометрическую характеристику основания черепа с учетом половой и типовой изменчивости. Методом корреляционного анализа выявить связи между изученными краниометрическими признаками.

4. Определить прижизненные размеры ствола головного мозга и провести сравнение тех же параметров на секционном материале.

5. Разработать общую классификацию оперативных доступов к структурам черепа и головного мозга по топографо-анатомическому принципу.

6. Определить основные параметры трансназального и трансорального транскливальных доступов и с анатомических позиций сравнить их преимущества и недостатки.

7. Выявить качественный и количественный состав микрофлоры зева и полости носа в зонах трансназального и трансорального доступов, определяющих риск раневых инфекционных осложнений.

8. Определить алгоритм видеоэндоскопического исследования ствола головного мозга, сосудов и черепных нервов из транскливальных доступов.

9. Разработать тренажеры для обучения клинической анатомии ЦНС и отработки практических навыков выполнения транскливальных доступов с использованием новых технологий, позволяющих работать как в анатомическом театре, так и в условиях клиники.

Объект исследования: человек.

Предмет исследования: ствол головного мозга и череп анатомических объектов и живых лиц без патологии основания черепа и головного мозга.

Методологическая и теоретическая основа диссертации.

В работе использованы следующие методы исследования: краниоскопия, краниометрия, морфометрия, клинические, бактериологические и экспериментальные, математические и статистические методы.

Теоретическую основу исследуемой проблемы составили труды отечественных и зарубежных учёных, посвященные проблемам нейроанатомии, индивидуальной анатомической изменчивости, оперативной нейрохирургии: П. А. Куприянов «Операции на голове» (1934) — В. Н. Шевкуненко, A.M. Гесселевич «Типовая анатомия человека» (1935) — А.Ю. Созон-Ярошевич «Анатомо-клинические обоснования оперативных доступов к внутренним органам» (1954) — В. П. Алексеев, Г. Ф. Дебец.

Краниометрия. Методика антропологических исследований" (1964) — J.C. Lang «Clinical anatomy of the head: Neurocranium. Orbit. Craniocervicae regions» (1983) — Т. И. Алексеева «Антропология — медицине» (1989) — A. Perneczky «Endoscopic anatomy for neurosurgery» (1993) — Д. Ж. Мухаметжанов «Микрохирургия латеральных и задне-латеральных доступов к основанию черепа» (1998) — Ю. А. Щербук «Интраоперационный эндоскопический видеомониторинг в нейрохирургии» (2000) — Г. А. Доронина «Комплексная морфометрическая характеристика внутреннего основания черепа» (2001) — P. Cappabianca «Atlas of endoscopic anatomy for endonasal intracranial surgery» (2001) — И. В. Гайворонский, С. П. Григорян, Д. А. Старчик «Способ бальзамирования анатомических препаратов силиконовыми композициями» (2002) — A. Alfieri et al. «Endoscopic endonasal approach to the ventral cranio-cervical junction: anatomical study» (2002) — A.H. Коновалов «Хирургия опухолей основания черепа» (2004) — В. А. Хилько с соавт. «Опухоли ствола головного мозга» (2005) — Albert L. Jr. Rhoton «Cranial anatomy and surgical approaches» (2007) — В. Ю. Черебилло «Транссфеноидальная эндоскопическая хирургия в комплексном лечении аденом гипофиза» (2008) — С. Е. Байбаков «Закономерности постнатального морфогенеза головного мозга и черепа человека по данным магнитно-резонансной томографии» (2008), Н. Ф. Фомин «Анатомия Пирогова» (2009) [3, 6, 19, 49, 67, 121, 135, 152, 179, 206, 210, 215, 230, 240, 266, 337, 378, 390].

Научная новизна результатов исследования.

Исследованы закономерности анатомической изменчивости основания черепа и полости носа применительно к выполнению транскливальных доступов. Проведена комплексная краниоскопическая и краниометрическая оценка основания черепа и элементов лицевого скелета взрослого человека, определены половые и индивидуальные (типовые) особенности строения черепа. Методом корреляционного анализа выявлены взаимосвязи изученных краниометрических признаков между собой. Определены размеры, знание которых необходимо для выполнения транскливальных доступов с использованием видеоэндоскопической техники (глубина операционной раны, углы операционного действия и др.).

По данным МР-томографии определены доступные для изучения размеры ствола головного мозга, проведено их сравнение с данными, полученными на анатомических препаратах, уточнены анатомо-топографические взаимоотношения структур ствола головного мозга между собой и со структурами черепа.

Дано комплексное анатомическое обоснование оптимальных параметров существующих доступов к структурам вентральной поверхности ствола головного мозга. Определены основные анатомические ориентиры основания черепа, ствола головного мозга, черепных нервов при проведении оперативных вмешательств с использованием эндовидеомониторинга. Разработан алгоритм выполнения трансназально-транссфеноидально-транскливальных и трансорально-транскливальных доступов, установлены критерии их оптимальности. С анатомических и микробиологических позиций проведено сравнение доступов (трансорального, трансназального) к структурам основания черепа и вентральной поверхности ствола головного мозга.

Разработаны натуральные анатомические модели-тренажеры для обучения врачей-нейрохирургов клинической анатомии ЦНС и отработки практических навыков выполнения транскливальных доступов.

Научно-практическое значение.

В прикладном нейрохирургическом аспекте продолжено всестороннее научное исследование краниологической коллекции фундаментального музея кафедры нормальной анатомии Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова. Изучены краниоскопические и краниометрические признаки основания черепа и некоторых структур лицевого скелета, необходимые для выполнения транскливальных доступов, выявлены их индивидуальные, типовые и половые особенности. Определены корреляционные взаимосвязи между изученными краниометрическими признаками.

Полученные в результате исследования данные о размерах ствола головного мозга имеют практическую значимость в качестве прижизненных показателей диапазона анатомической нормы, что позволяет их использовать в клинической диагностике.

Результаты морфометрии применены для анатомического обоснования транскливальных доступов. Определены основные параметры изучаемых подходов с использованием как математического, так и экспериментального методов исследования. Установлены оптимальные минимально инвазивные варианты выполнения трансназального и трансорального доступов.

Предложено использование моделей-тренажеров, изготовленных методом полимерного бальзамирования, для обучения врачей основным навыкам видеоэндоскопической нейрохирургии, выполнения доступов к базилярной части затылочной кости и вентральной поверхности ствола головного мозга.

Результаты проведенного исследования могут быть использованы при планировании и выполнении транскливальных нейрохирургических вмешательств, а также в педагогическом процессе на кафедрах нормальной анатомии, оперативной хирургии и топографической анатомии, нейрохирургии, оториноларингологии, неврологии, судебной медицины и др.

Апробация работы.

Основные положения работы представлены на: конференции, посвященной 190-летию со дня рождения В. Л. Грубера, «Вариантная анатомия — теоретические и прикладные аспекты» (Санкт-Петербург, 2004) — научной конференции ученых-морфологов Санкт-Петербурга (Санкт.

Петербург, 2006) — 5 Съезде Российского общества АГЭ (Орел, 2006) — Всероссийской научной конференции, посвященной столетию со дня рождения А. Н. Максименкова (Санкт-Петербург, 2006) — научной конференции «Инновационные технологии в морфологии» (Санкт-Петербург, 2007) — 18 annual meeting of the north american skull base societty (New York, 2007) — международной конференции (Минск-Гродно, 2008) — научно-практической конференции «Инновационная деятельность в Вооруженных Силах» (Санкт-Петербург, 2009) — Российской научной конференции «Новые технологии в оперативной хирургии и последипломная подготовка» (Санкт-Петербург, 2009) — XIII Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей «Человек и его здоровье. Фундаментальная наука и клиническая медицина» (Санкт-Петербург, 2010) — научной конференции ученых морфологов г. Санкт-Петербурга, посвященной 200-летию со дня рождения профессора Н. И. Пирогова (Санкт-Петербург, 2010) — конференции с международным участием «Наследие Пирогова: прошлое, настоящее, будущее» (Санкт-Петербург, 2010) — Всероссийском форуме «Пироговская хирургическая неделя» (Санкт-Петербург, 2010) — XIV Всероссийской медико-биологической конференции «Фундаментальная наука и клиническая медицина. Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург, 2010) — X юбилейной научно-практической конференции «Поленовские чтения» (Санкт-Петербург, 2011).

Внедрение в практику.

Основные результаты диссертационного исследования включены в учебную программу кафедр нейрохирургии, нормальной анатомии, оперативной хирургии и топографической анатомии Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова для факультетов подготовки врачей, руководящего медицинского состава. Результаты исследования также используются в практической работе клиники нейрохирургии BMA, Медицинского факультета Санкт-Петербургского Государственного.

Университета и Санкт-Петербургского НИИ Скорой помощи им. И. И. Джанелидзе. Комплекс натуральных анатомических препаратов, разработанный автором, применяется в учебном процессе на кафедрах нормальной анатомии, оперативной хирургии и топографической анатомии ВМА.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Наиболее важными анатомическими признаками, влияющими на технологию выполнения транскливальных доступов, являются форма и размеры базилярной части затылочной кости, степень выраженности клиновидной пазухи, а также параметры, определяющие глубину операционной раны. Многие из них подвержены индивидуальной, половой и типовой анатомической изменчивости, которая может быть оценена современными методами нейровизуализации (КТ, МРТ и др.).

2. Учет индивидуальных особенностей строения базилярной части затылочной кости и клиновидной пазухи при выполнении транскливальных доступов позволяет оптимизировать хирургическую технику и правильно ориентироваться в условиях узкой и глубокой операционной раны.

3. Прижизненные размеры ствола головного мозга, оцененные с помощью МРТ, превышают аналогичные его параметры на анатомических препаратах.

4. Трансназальный транскливальный доступ с применением видеоэндоскопической техники является доступом выбора при операциях на срединных анатомических образованиях основания черепа и верхних отделах ствола головного мозга.

5. Трансоральный доступ имеет преимущество перед трансназальным при операциях в области передних отделов первого-второго шейных позвонков, нижней 1/3 базилярной части затылочной кости, однако при его использовании возрастает риск инфекционных осложнений.

6. Анатомические препараты, изготовленные методом полимерного бальзамирования, являются высокоинформативными тренажерами для изучения клинической нейроанатомии и отработки видеоэндоскопических хирургических навыков.

Личный вклад автора в получении результатов.

Автор самостоятельно обосновал актуальность темы диссертации, сформулировал цель и задачи исследования, собрал и проанализировал данные отечественной и зарубежной литературы, разработал анатомо-экспериментальную исследовательскую программу. Автор принимал непосредственное участие в лечении пациентов, нуждающихся в выполнении транскливальных оперативных вмешательств. Под его руководством выполнялись краниоскопическое и краниометрическое исследования препаратов черепа человека. Автор проводил морфометрическое исследование ствола головного мозга на МР-томограммах и секционном материале, самостоятельно производил экспериментальные оперативные вмешательства на трупах взрослых людей с использованием эндовидеомониторинга, принимал участие в обработке результатов микробиологических исследований, участвовал в изготовлении анатомических препаратов с помощью методики полимерного бальзамирования. Кроме того, автор самостоятельно проводил статистическую обработку собранных морфометрических данных, сформулировал выводы и положения, выносимые на защиту, разработал практические рекомендации.

Объем и структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, 7 глав и заключения, выводов. Из 7 глав традиционными являются «Обзор литературы» и «Материалы и методы исследования». Главы 3−4 описывают краниоскопическую и краниометрическую характеристики некоторых структур основания черепа и.

1. Глубина операционной раны 94 мм 252. 102 мм [252] 84 мм (80−89 мм) [105].

2. УНООД 28° 252. 30° [252] 90° [105].

3. Длина зоны доступности 9,5+0,7 мм 381. 40,2+3,5 мм [429] 7,8+1,1 мм [253] 15−20 мм [279].

4. Ширина зоны доступности 28,0+2,9 мм на уровне CI 429. 18,0+1,2 мм на уровне CII [429] 40−50 мм [105].

5. Площадь зоны доступности 1305 мм2 252. 1406 мм² [252] 606,5 + 127,4 мм² с исп. эндоскопа, 425,7 ± 100,8 мм² с исп. микроскопа [381] 3164 ± 1900 мм² [253].

6. УОД в сагиттальной плоскости 30° 105.

7. УОД в гор. плоскости 33°105.

8. Значения длины, ширины и площади апертуры входа больше при трансоральном доступе, что облегчает действия хирурга в плане количества вводимых инструментов и свободы манипуляций ими.

9. Значения глубины раны после резекции костных структур заметно не отличаются между разбираемыми доступами.

10. Длина и площадь зоны доступности после резекции костных структур несколько больше у трансорального доступа по сравнению с трансназальным.

11. Ширина зоны доступности у трансназального и трансорального доступов примерно одинаковы.

12. Углы наклонения оси операционного действия при трансоральном доступе приближаются к 90°, что является несомненным техническим преимуществом этого подхода по сравнению с трансназальным.

13. Углы операционного действия в сагиттальной плоскости после резекции костных структур при трансоральном доступе несколько больше, чем при трансназальном транссфеноидальном-транскливальном.