Статьи | Andromeda

Работа выполнена в ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Актуальность проблематики и исследования

В челюстно-лицевой области сосредоточены органы, обеспечивающие такие функции, как: дыхание, зрение, жевание, глотание, речь. Кроме этого, лицо обладает совокупностью уникальных черт, отражающих индивидуальность каждого человека. Лицо и его мимика являются важными средствами коммуникации и социализации человека. Утрата любой структуры челюстно-лицевой области или ее части способно значительно снизить качество жизни человека. По-прежнему, надежным методом устранения дефектов челюстно-лицевой области остаются реваскуляризированные трансплантаты [Е.В. Вербо, 2005; А.И. Неробеев, 1997; И.В. Решетов, 1995]. Основными причинами, способными привести к образованию дефектов органов и тканей челюстно-лицевой области, являются: опухоли, травмы и ранения. К сожалению, данная патология диагностируется на поздних стадиях, когда хирургическое вмешательство является единственным надежным способами избавления пациента от опухоли и продления ему жизни [В.А. Соболевский, 2008; Состояние онкологической помощи населению России в 2013 году, 2014]. Чаще всего основной проблемой хирургии является не удаление опухоли, а устранение дефекта и восстановление функций после ее удаления. Развитие микрососудистой хирургии позволило в значительной мере решить данную проблему. Перемещение тканей и их комплексов из других частей тела с немедленным восстановлением кровотока в них дает возможность устранять дефекты практически любых размеров [И.В. Решетов, 1995]. Тем не менее, не следует забывать, что эти ткани имеют отличный от тканей лица эмбриогенез и, как результат, их характеристики (тургор, цвет, форма и т.п.) отличаются от тканей реципиентной зоны. Особую актуальность сохраняет устранение дефектов костей лицевого скелета: верхней и нижней челюстей. Главной проблемой при этом является выбор оптимального для конкретной ситуации донорского участка для забора костного трансплантата и придание этому трансплантату оптимальной формы, повторяющей контур утраченной костной структуры с целью сохранения или восстановления утраченной функции [Е.В. Вербо, 2005; Н.В. Калакуцкий, 2004].

Получившие развитие современные технологии-виртуальное планирование, прототипирование хирургических шаблонов и моделей, индивидуальные реконструктивные пластины упрощают процесс формирования трансплантата и его фиксацию в дефекте [С.Н. Lin, 2015]. Так, виртуальное моделирование операции с последующим прототипированием в значительной степени сокращает время операции и увеличивает точность ее исполнения [C.H. Hsieh, 2010]. Предоперационное планирование реконструктивной операции и использование хирургических шаблонов облегчает позиционирование фрагментов трансплантата, что обеспечивает благоприятные условия для последующей ортопедической реабилитации, в том числе - на дентальных имплантатах. Применение шаблонов для поднадкостничной остеотомии трансплантата, а также резекционных шаблонов, позволяет выполнять резекцию и формировать трансплантат с высокой степенью точности [P. Ceulemans, 2004; J.H. Phillips, E. Prisman, 2014; V. Sud, 2005; R.A. Zoumalan, 2009].

Применение пластиковых моделей нижней челюсти для изгибания реконструктивной пластины уменьшает необходимое для этого время в среднем на 20%. Это уменьшает общее операционное время, способствуя, таким образом, снижению числа осложнений и улучшает конечный результат [M.A. Schusterman, 1991].

Таким образом, виртуальное планирование в последние годы становится критерием качества выполнения реконструктивной хирургии челюстно-лицевой области [X.F. Bai, 2013]. Именно этот фактор не только оставляет вне сомнений актуальность выбранной нами темы исследования, но и определяет главный вектор содержанию работы.

Цель исследования

Оптимизация планирования и выполнения хирургического вмешательства с применением реваскуляризированных аутотрансплантатов на основе компьютерного виртуального моделирования для повышения эффективности комплексного лечения пациентов с дефектами нижней челюсти.

Задачи исследования

Определить потребность в применении реваскуляризированных аутотрансплантатов при замещении дефектов нижней челюсти.
Изучить возможности виртуального компьютерного планирования и хирургического моделирования для устранения дефектов нижней челюсти с использованием различных донорских зон для реваскуляризированных костных трансплантатов.
Разработать методику планирования реконструктивных операций с применением реваскуляризированных аутотрансплантатов при замещении дефектов нижней челюсти.
Выявить преимущества использования предлагаемых шаблонов для забора малоберцового трансплантата.
Внедрить в клиническую практику и оценить эффективность разработанной методики при устранении дефектов нижней челюсти.

Научная новизна метода

Разработан алгоритм компьютерного планирования операций по реконструкции нижней челюсти с использованием реваскуляризированного костного аутотрансплантата из малоберцовой кости, определена последовательность подготовки к операции и выполнения этапов хирургического вмешательства.
Разработана методология создания хирургических шаблонов-накладок для резекции и шаблонов для формирования трансплантата на основании компьютерного моделирования и 3D реконструкции, позволяющая не выполнять модельную хирургию на этапе подготовки к операции.
Обоснована необходимость использования протокола фиксации реконструктивных пластин и «позиционирующих» винтов, обеспечивающих точность, быстроту и прецизионность оперативного вмешательства.
Впервые определен оптимальный набор стереолитографических моделей и шаблонов, необходимых для выполнения реконструктивных операций с использованием реваскуляризированных костных аутотрансплантатов.
Дана оценка целесообразности и эффективности разработанного метода планирования и выполнения реконструктивных операций с применением реваскуляризированных костных аутотрансплантатов.

Практическая значимость

Разработан способ планирования и проведения операции по устранению дефекта нижней челюсти реваскуляризированным трансплантатом с использованием хирургических шаблонов-накладок с направляющими каналами для сверления отверстий под винты, фиксирующие реконструктивные пластины, изогнутые по модели нижней челюсти с трансплантатом до операции.
Решена хирургическая задача плотной припасовки шаблона для резекции малоберцовой кости в условиях наличия мышечной муфты, когда точное расположение шаблона-накладки затруднено. Данные хирургические шаблоны-накладки, по сути, могут рассматриваться как индивидуальные инструменты.
Доказана эффективность применения хирургических шаблонов-накладок для подготовки дефекта нижней челюсти и придания формы малоберцовому трансплантату. Предложенные решения помогают проводить остеотомию и моделирование трансплантата до отсоединения его от питающего сосуда.
Предложено использование позиционирующих винтов малого диаметра, что позволило облегчить хирургу фиксацию реконструктивных пластин.

Основные положения статьи

Хирургические шаблоны-накладки с направляющими для сверления являются индивидуальными хирургическими инструментами, которые содержат всю необходимую информацию о дефекте нижней челюсти, форме трансплантата и реконструктивной пластины.
Предлагаемая методика обследования пациента, планирования и выполнения операции является универсальной и может быть применена в любом специализированном стационаре, где выполняются реконструктивные операции с использованием реваскуляризированных аутотрансплантатов.

3. Применение хирургических шаблонов-накладок с направляющими для сверления, а также позиционирующих винтов позволяет сократить операционное время и уменьшить количество послеоперационных осложнений.

Личный вклад специалистов в исследование

Научные результаты, обобщенные в данной статье, получены специалистами самостоятельно. Проведена аналитика отечественной и зарубежной литературы по исследуемой тематике. Один из ведущих специалистов в данной области разработал методику обследования больных, которым предстояла реконструкция нижней челюсти, разработал хирургические шаблоны для формирования малоберцового трансплантата, резекции нижней челюсти с направляющими для сверления отверстий под фиксирующие винты, разработал позиционирующие винты, провел оперативное лечение 57 пациентов по устранению дефекта нижней челюсти по описанной методике с дальнейшим их наблюдением в периоде реабилитации и отдаленном послеоперационном периоде. Им же выполнен анализ результатов всех исследований, включая длительность операции, точность совпадения результата оперативного лечения с планом операции, клинические и рентгенологические данные, сделаны достоверные и обоснованные выводы. Проведена статистическая обработка данных клинических показателей с использованием программ математической статистики. Разработаны практические рекомендации.

Апробация работы

Результаты исследования докладывались и обсуждались на «Актуальные вопросы челюстно-лицевой хирургии и стоматологии» 22-24 ноября 2011 г., Санкт-Петербург: Военно-медицинская академия; II Национальном конгрессе «Пластическая хирургия» 12-14 декабря 2012 г., г. Москва; III Национальном конгрессе «Пластическая хирургия» 11-13 ноября 2013 г., г. Москва; конференции «Актуальные вопросы челюстно-лицевой хирургии и стоматологии» 21-23 ноября 2014 г., г. Санкт-Петербург: Военно-медицинская академия; III Междисциплинарном конгрессе по заболеваниям органов головы и шеи 25-27 мая 2015 г., г. Москва; VII Международной научно-практической конференции по реконструктивной челюстно-лицевой хирургии и протезной реабилитации пациентов с заболеваниями и травмами челюстно-лицевой области «Челюстно-лицевая реабилитация» 12-13 февраля 2016 г, г. Москва; 10-th SIOP Asia Congress May 25-28, 2016, Moscow, Russia; 9-th Congress of World Society for Reconstructive Microsurgery, June 14-17, 2017, Seoul, Korea.

Апробация данной работы проведена на совместном заседании кафедр челюстно-лицевой хирургии стоматологического факультета и факультетской хирургии № 2 лечебного факультета ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет).

Внедрение результатов исследования

Результаты исследований используются в работе в Центре челюстно-лицевой хирургии и стоматологии ФГБУ «Главный военный клинический госпиталь имени академика Н.Н. Бурденко» Министерства обороны Российской Федерации (г. Москва).

Публикации

Основное содержание данной статьи достаточно полно отражено в 20 научных работах ведущего специалиста в данной области Терещука С.В., в том числе в 3 статьях в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Материалы и методы исследования

В период с 2007 по 2017 годы было произведено обследование и лечение 57 пациентов с дефектами нижней челюсти, находившихся в центре челюстно-лицевой хирургии и стоматологии ФГКУ «Главный военный клинический госпиталь имени академика Н.Н. Бурденко», которым были выполнены реконструктивные операции с использованием реваскуляризированных аутотрансплантатов. У большинства больных дефект нижней челюсти был сформирован в результате удаления опухолей - 48 (84%); в трех случаях (5%) дефект нижней челюсти сформировался в результате огнестрельного ранения, в 5 случаях (9%) резекция ни ней челюсти была выполнена по поводу лучевого остеонекроза и в одном случае (2%) - выраженная атрофия нижней челюсти с патологическим переломом после неоднократных попыток выполнить остеосинтез в других учреждениях послужила поводом к резекции остаточной кости нижней челюсти и выполнению ее реконструкции.

Дефекты тела нижней челюсти были устранены у 57 больных. Из них дефект нижней челюсти сочетался с дефектом слизистой оболочки полости рта в 24 случаях, кожей - у 5 пациентов, в 7 случаях требовалось восстановить и кожу, и слизистую оболочку, у остальных 21 пациента устранять покровные ткани не было необходимости. В большинстве случаев в дефект попадал участок нижней челюсти с изгибом: подбородочный отдел, угол нижней челюсти или два этих участка одновременно. Таких больных было 45. У 23 из них дефект нижней челюсти сочетался с дефектом слизистой оболочки, у 6 - дефектом кожи, дефект кожи сочетался с дефектом слизистой оболочки полости рта в 7 случаях, у остальных 9 больных устранять покровные ткани не потребовалось.

Обследование пациентов включало исследование их соматического статуса. Больше половины пациентов имели злокачественные опухоли и выполнение реконструктивной операции им планировалась сразу после удаления опухолей. Мультиспиральная компьютерная томография головы и шеи позволяла оценить не только состояние ни ней челюсти, но и локализацию, и соотношение с сосудами лимфатических узлов шеи. Исследование проводилось с толщиной среза не более 1 мм. Такое ограничение связано с тем, что кроме диагностических целей, результаты исследования использовались для создания трехмерных виртуальных моделей и последующего изготовления стереолитографических хирургических моделей и шаблонов.

Всем пациентам проводилось исследование сосудов донорской и реципиентной зон. При проведении импульсно-волновой допплерографии донорской и реципиентной зон определялись такие основные показатели как: диаметр артерий, объемная и линейная скорости кровотока, наличие препятствий кровотоку в виде атеросклеротических бляшек. В тех случаях, когда для устранения дефекта планировалось использование костного трансплантата с включением в его состав кожного лоскута, допплерография позволяла определить расположение перфорантных кожных сосудов. Дизайн кожного лоскута планировали с учетом этих данных.

В случаях сомнительных результатов импульсно-волновой допплерографии при выборе малоберцового лоскута было выполнено ангиографическое исследование сосудов ни них конечностей по стандартной методике.

На этом этапе, когда донорская зона была определена, выполнялась мультиспиральная компьютерная томография выбранного участка тела. Исследование донорской зоны осуществляли на томже томографе что и реципиентной с темиже заданными параметрами. Для разметки кожных перфорантов в области забора трансплантата использовался портативный прибор для допплерографии.

Разработка метода моделирования реконструктивных операций при замещении дефектов нижней челюсти

Была использована следующая схема изготовления пластиковых биомоделей: сканирование пациента на компьютерном томографе в специализированной клинике; получение аксиальных срезов в формате Dicom; предварительную обработку томограмм с целью выделения области интереса; упаковку томограмм и их передачу в цифровом виде в Институт проблем информационных и лазерных технологий Российской академии наук (ИПЛИТ РАН); построение по полученным томограммам трехмерной модели и преобразование ее в STL формат; изготовление пластиковой биомодели на разработанных и изготовленных в ИПЛИТ РАН установках лазерной стереолитографии ЛС-120 или ЛС-250.

Полученные при компьютерной томографии данные в виде набора аксиальных срезов с шагом сканирования 0,45 мм в формате dicom отправляли на сервер Института проблем лазерных и информационных технологий РАН (г. Шатура). В лаборатории ИПЛИТ РАН для обработки томограмм и построения трехмерного объекта использовалась компьютерная программа Mimics (Materialise, Бельгия).

Прежде всего требовалось подготовить трехмерные виртуальные модели черепа и костей донорской зоны для выполнения виртуальной хирургической операции. При обработке данных машина выдавала набор картинок срезов с множеством различного рода шумов. Для устранения основной массы шума была использована функция Region Growing (рисунок 1).

Кроме шумов имеются и артефакты, вызванные присутствием в зоне сканирования объектов с высокой плотностью, например, металлические коронки зубов. Для устранения артефактов редактировали каждый срез отдельно, удаляя только ненужные полосы – шумы и артефакты.

Одна из основных задач заключается в разделении челюстей друг от друга.Для этого необходимо удалить область маски на всех срезах КТ, где нижняя и верхняя челюсть пересекаются между собой. Из созданной копии общей модели вычитали отделенную нижнюю челюсть. Набор срезов в виде двумерных файлов преобразовывался в трехмерную модель формата STL. дальнейшее виртуальное планирование операции проводилась в программе Magics (Materialise, Бельгия)

После создания виртуального скелета, определяли границу дефекта и плоскость резекции. Взаимодействие инженера-программиста и хирурга осуществлялось посредством видеоконференции. Сессию видеоконференции инициировали с компьютера ИПЛИТ, на котором выполнялась предварительная подготовка трехмерных моделей.

После согласования уровней резекции с хирургом-онкологом, приступали к планированию реконструктивного этапа при помощи малоберцовой кости.

Сразу выполняли дистальную остеотомию малоберцовой кости, отступя 8-9 см от мыщелка. В ходе формирования трансплантата пластическим хирургом уделялось особое внимание следующим этапам: в области стыка трансплантата с фрагментом ни ней челюсти их наружные поверхности должны обеспечивать соприкосновение с реконструктивной пластиной без образования ступеней; восстановление нижнего контура нижней челюсти не является самоцелью; положение трансплантата, прежде всего, должно обеспечивать оптимальные условия для последующей ортопедической реабилитации пациента. При наличии у пациента своих зубов на фрагменте нижней челюсти подлежавшему резекции, положение трансплантата определялось по имеющимся зубам. В случае беззубой нижней челюсти или отсутствия зубов на резецируемом участке, трансплантат ориентировали по зубам верхней челюсти устанавливая в него виртуальные дентальные имплантаты. Особое место занимают те случаи, когда зубы отсутствовали на обеих челюстях, либо дефект ни ней челюсти уже имелся и ее фрагменты были смещены. В таких случаях требовалось восстановить правильное их положение, а ориентиром для этого служила виртуальная нижняя челюсть, взятая у другого пациента, но измененная в соответствие с цефалометрическими данными черепа пациента. Кости стыковали между собой так, чтобы соответствие геометрии формы трансплантата и резецированного участка было максимально (рис. 2).

Для получения точного соответствия углов и длин частей трансплантата проектировали хирургические шаблоны-накладки с направляющими плоскостями, и резецируемую челюсть (рис. 3). Эти шаблоны проектировались таким образом, чтобы их внутренняя поверхность точно соответствовала наружной поверхности участков, на которые они накладывались.

Особенностью шаблона для остеотомии малоберцовой кости является полуторамиллиметровый зазор для мышечной манжеты. Геометрическая форма внутренней поверхности накладок полностью соответствовала индивидуальной поверхности кости конкретного пациента, что минимизировало возможность неправильного положения самого шаблона. Для правильного позиционирования шаблонов на челюсти пациента целесообразно включать в проект естественные изгибы челюсти, такие как угол и симфиз нижней челюсти.

В каждом хирургическом шаблоне для резекции нижней челюсти и в каждом фрагменте шаблона для остеотомии малоберцовой кости должно быть предусмотрено, как минимум, одно отверстие для его фиксации к кости. В данном случае фиксация осуществлялась винтами диаметром 2 мм, соответственно, диаметр отверстий для фиксации был 2,2 мм. Фиксирующий винт должен свободно проходить через отверстие для обеспечения «якорной» функции, т.е. притягивания шаблона к кости. В случае с малоберцовой костью, в шаблоне для ее остеотомии может быть предусмотрен позиционер-накладка на наружную поверхность мыщелка.

После окончательного утверждения результата виртуального планирования строились опорные элементы в виде сетчатых элементов под каждую из моделей. Они фиксировали деталь на платформе стереолитографа, поддерживали и обеспечивали ее структурную целостность в процессе послойного изготовления создаваемых объектов на платформе стереолитографа. Изготовление комплекта моделей производилось методом послойного синтеза на стереолитографе ЛС-400 или ЛС-250 из фотополимеризующейся композиции ИПЛИТ-3. Для выполнения резекции нижней челюсти с одномоментным устранением дефекта требуется набор моделей и шаблонов.

Следующим шагом является создание шаблонов для точного позиционирования реконструктивных пластин на фрагментах трансплантата и нижней челюсти. После печати стереолитографической модели нижней челюсти с трансплантатом в дефекте, ее использовали для изгибания реконструктивных пластин.

Оптимальным является использование реконструктивных пластин толщиной не менее 2 мм с блокируемыми винтами.

Изогнутые пластины фиксировались к модели. После этого через их отверстия выполнялось сверление и при помощи глубиномера измерялась глубина полученных каналов. Этот шаг позволяет определить длину фиксирующих винтов, которые потребуются во время операции. лина фиксирующих винтов также может быть определена на трехмерной компьютерной модели. После этого, создавался протокол расположения фиксирующих винтов в трансплантате и реципиентной зоне.

После этого модель с фиксированными к ней пластинами сканировали в компьютерном томографе, либо трехмерном сканере высокого разрешения. Полученные при этом данные использовались для повторного создания трехмерной модели, но в этот раз с реконструктивными пластинами, фиксированными к ней. Ориентируясь на отверстия в реконструктивных пластинах, создавались и размещались модели фиксирующих винтов. После завершения позиционирования виртуальных винтов, их положение проецировалось на модели хирургических шаблонов для резекции нижней челюсти и остеотомии трансплантата. В этих местах в шаблонах создавались отверстия диаметром 4,2 мм. Это связано с тем, что для направления сверла в правильном направлении часто используется металлический проводник с наружным диаметром 4,0 мм из имеющегося в распоряжении трансбукального набора. По завершении этого этапа печатаются только хирургические шаблоны.

Результаты применения разработанного метода при устранении дефектов нижней челюсти

По данной методике было выполнено 57 реконструкций нижней челюсти. В основном дефект нижней челюсти захватывал ее подбородочный отдел или подбородочный отдел и угол нижней челюсти. Так как при этом была необходимость выполнения хотя бы одной остеотомии трансплантата с целью повторения естественных изгибов нижней челюсти, для ее реконструкции использовали малоберцовую кость. Здесь следует заметить, что основным направлением применения разработанного метода реконструктивной хирургии являются случаи, когда требуется выполнение одной или нескольких остеотомий. В этом случае, предложенный метод позволяет сократить время на придание трансплантату (как правило малоберцовому) нужной формы, фиксации его фрагментов к изогнутой перед операцией реконструктивной пластине. По полученным в ходе разработки метода данным, среднее время, затрачиваемое на этот этап при описанном методе, составило от 100 минут до 130, в зависимости от количества остеотомий. Вторым эффектом применения данного метода является точность выполнения операции в соответствие с планом. Сравнение выполнялось путем сопоставления трехмерных моделей нижней челюсти после виртуального хирургического планирования и после операции.

Применение разработанной методики планирования операции и шаблонов позволило сократить этап операции по забору малоберцового трансплантата и его формированию до снятия жгута с ноги (около 2-х часов). И только в отдельных случаях формирование трансплантата продолжалось после снятия жгута. Нами проанализированы истории болезни оперированных пациентов с целью уточнения времени, затраченного на забор и формирование малоберцового трансплантата. Это время было учтено в двух группах пациентов, по десять человек в каждой: без использования разработанных хирургических шаблонов и с хирургическими шаблонами. Анализ полученных данных показал, что в первой группе на забор и формирование малоберцового трансплантата нами было потрачено 210±20 минут, а во второй - 140±20 минут, т.е. в среднем на 70 минут меньше.

Следующий клинический случай является примером применения разработанного метода устранения дефекта нижней челюсти.

Пациент Е., 56 лет обратился в наш центр с диагнозом постлучевой остеонекроз нижней челюсти слева, осложненный патологическим переломом нижней челюсти в области отсутствующих зубов 3.4, 3.5 с незначительным смещением отломков. Сопутствующие заболевания: рак языка II ст. Т2Н0М 0. Химиотерапия, лучевая терапия на область языка (70 Гр), на лимфоузлы шеи с обеих сторон (50Гр) октябрь-декабрь 2014 г. Операция от 24.07.2015 г. резекция языка, лимфодиссекция верхних отделов шеи слева.

При поступлении пациент предъявлял жалобы на боль в области тела нижней челюсти слева. При осмотре обращала на себя внимание отечность мягких тканей и гиперемия кожи в области тела нижней челюсти слева. Открывание рта было ограничено 2 см из-за боли. В полости рта в позиции отсутствующих зубов 3.4-3.5 определялся обнаженный участок альвеолярного гребня ни ней челюсти серого цвета, окружающая его слизистая оболочка гиперемирована, отечная. Нагрузка на подбородочный отдел нижней челюсти вызывала боль в области ее тела слева, здесь е определялась патологическая подвижность костных фрагментов.

Патологический перелом тела нижней челюсти вследствие лучевого остеонекроза после лучевой терапии по поводу рака слизистой оболочки дна полости рта был подтвержден при конусно-лучевой компьютерной томографии. Доступа к данным о полях облучения не было, но по данным КТ определено, что изменение костной ткани по типу «тающего сахара» распространяется от уровня зуба 4.3 до ветви нижней челюсти слева. При гистологическом исследовании из краев десны в области обнаженной кости альвеолярного гребня, данных за прогрессирование опухолевого процесса получено не было. Пациенту было предложено лечение в объеме: резекция ни ней челюсти с одномоментным устранением дефекта реваскуляризированным малоберцовым аутотрансплантатом.

В ходе обследования и подготовке к проведению виртуального хирургического планирования операции с последующим изготовлением хирургических шаблонов, пациенту была выполнена мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) лицевого скелета с шагом 0,45 мм, УЗДГ сосудов шеи и обеих голеней.

Малоберцовый трансплантат планировался с кожным островком, так как имелся дефект слизистой оболочки полости рта в области патологического перелома. В связи с этим, оптимальным расположением реципиентных сосудов на шее было слева. А оптимальной донорской зоной для забора малоберцового трансплантата была левая голень.

После создания трехмерной модели черепа было устранено смещение фрагментов тела нижней челюсти в области патологического перелома, выполнена ее резекция, а образовавшийся при этом дефект замещен малоберцовым трансплантатом из левой голени, размещенным в дефекте описанным выше способом. На этом этапе планирование было остановлено, а полученная модель нижней челюсти с дефектом, замещенным малоберцовым трансплантатом, напечатана путем стереофотографии. Эта стереолитографическая модель была использована для изгибания реконструктивных титановых пластин в соответствие с контуром будущей нижней челюсти.

Изогнутые реконструктивные пластины фиксировали к пластиковой модели. Пластиковую модель с фиксированными к ней реконструктивными пластинами сканировали в аппарате для МСКТ в стандартном режиме и костной жесткостью, с шагом 0,5 мм. Полученные данные использовали для построения трехмерной модели.

По трехмерной компьютерной модели с фиксированными к ней реконструктивными пластинами мы определили положение и направление фиксирующих винтов. В этих позициях в шаблонах были созданы каналы для помещения в них проводника для сверла (рис. 5). Положение и направление направляющих каналов совпадает с таковыми виртуальных фиксирующих винтов. В нашем распоряжении имеется набор для трансбукального сверления отверстий под фиксирующие винты при остеосинтезе нижней челюсти. Одним из составляющих этого набора является проводник для сверления под сверло 1,8 мм для винтов диаметром 2,0 мм. Наружный диаметр этого проводника 4,0 мм. Распространенный опыт показывает, что каналы в хирургических шаблонах следует формировать диаметром 4,2 мм для свободной установки проводника в них.

Шаблон для формирования малоберцового трансплантата фиксировали к поверхности малоберцовой кости винтами. Перед остеотомией малоберцовой кости выполняли сверление отверстий для фиксирующих винтов. Проводник устанавливали в подготовленные заранее в шаблоне каналы. Сразу после сверления в отверстия устанавливали винты со шляпкой диаметра меньшего чем диаметр отверстий в реконструктивной пластине. Мы называем эти винты «позиционирующими». Следующим этапом выполняли остеотомию малоберцовой кости. Шаблоны после этого снимали. «Направляющие» винты оставались при этом в кости. После выделения трансплантата и питающих его сосудов, благодаря этим винтам изогнутые перед операцией пластины были размещены на трансплантате согласно плану операции, а отверстия для фиксирующих пластину винтов были легко найдены в мышечной ткани. Таким образом, этап забора и формирования малоберцового трансплантата проходил без лишних остановок и осуществлен с высокой точностью.

Подобный алгоритм действий был применен в области нижней челюсти. Изготовленные в результате виртуального хирургического планирования шаблоны для резекции нижней челюсти фиксировали к ее наружной поверхности внутрикостными винтами. Перепиливание кости выполняли по плоскости переднего края шаблона. Отличался данный этап тем, что после сверления «направляющие» винты не устанавливали, так как наружная поверхность нижнечелюстной кости была скелетирована и на ней легко определялись эти отверстия. Трансплантат отсекали от сосудов голени и переносили его в дефект только после готовности реципиентных сосудов к наложению микрососудистых анастомозов. Отверстия фиксированной к трансплантату пластины точно совпали с подготовленными для фиксирующих винтов отверстиями на нижней челюсти. После этого приступали к наложению микрососудистых анастомозов.

Дополнительным этапом при планировании данной операции было определение длины фиксирующих винтов. После того как реконструктивные пластины были изогнуты и фиксированы в нужном положении двумя винтами каждая, в остальных позициях для фиксирующих винтов были просверлены отверстия в пластиковой модели. Глубина просверленных каналов была измерена при помощи измерительного зонда (глубиномера).

К началу операции были известны количество винтов и их длины в каждом положении. Данную схему назвали протоколом позиций и длин фиксирующих винтов.

В послеоперационном периоде было выполнено МСКТ лицевого скелета. По полученным данным была построена трехмерная модель лицевого скелета, нижняя челюсть которой сопоставлена с ее трехмерными моделями до и после виртуального хирургического планирования. Очевидно, что отклонения положения фрагментов нижней челюсти, трансплантата и реконструктивных пластин минимальны.

Спустя 10 месяцев после операции внешний вид пациента удовлетворительный. В трансплантат были установлены дентальные имплантаты для проведения ортопедической реабилитации с целью повышения качества жизни.

В послеоперационном периоде были отмечены следующие осложнения: нагноение реципиентной раны возникало в 3-х (5%) случаях, донорской раны - 2 (3,5%); гибель трансплантатов частичная - у 3-х пациентов (5%), полная - у 2-х (3,5%), послеоперационная гематома донорской раны возникла у 2 пациента (3,5%), реципиентной раны - у 2-х (3,5%).

Общие выводы касательно метода операционного планирования с помощью аддитивных технологий

По данным нашей клиники, у пациентов с обширными дефектами нижней челюсти в 87% случаев было показано использование реваскуляризированного аутотрансплантата из малоберцовой кости.
Применение компьютерного моделирования в различных программах позволяет без изготовления стериолитографических моделей и проведения модельной хирургии, а также без дополнительного сканирования, виртуально смоделировать и получить файлы в формате STL, по которым на 3D принтере изготавливаются хирургические шаблоны-накладки с направляющими каналами и отверстиями для сверления и остеотомии.
Разработанная методика трехмерного планирования при устранении дефектов нижней челюсти с использованием хирургических шаблонов-накладок с направляющими каналами для сверления отверстий под фиксирующие внутрикостные винты четко определяет последовательность в работе хирурга во время операции, строго регламентирует его действия, облегчает процесс моделирования трансплантата, обладает высокой степенью точности в воспроизведении планируемых результатов. В 90% случаев результат операции совпадал с трехмерной моделью, полученной в ходе планирования операции.
Использование разработанных хирургических шаблонов-накладок для остеотомии малоберцовой кости позволяет сократить время забора и формирования трансплантата в среднем на 70 минут.
Внедрение в клиническую практику разработанной методики планирования и проведения оперативного вмешательства позволяет выполнять операцию технологично, сократить время от формирования трансплантата до его фиксации и восстановления кровотока, снизить количество осложнений при проведении таких операций до 8,5%.

Практические рекоммендации

При выполнении реконструктивной операции по устранению дефекта нижней челюсти при помощи малоберцового реваскуляризированного аутотрансплантата рекомендуется использовать хирургические шаблоны-накладки и изогнутые перед операцией реконструктивные пластины.
Для выполнения операции достаточно иметь набор из хирургических шаблонов-накладок для резекции нижней челюсти или «освежения» ее краев, хирургического шаблона- накладки для остеотомии малоберцового трансплантата, а также изогнутых до операции реконструктивных пластин.
При устранении дефекта нижней челюсти малоберцовым реваскуляризированным трансплантатом целесообразно использовать реконструктивные пластины толщиной 2,0-2,4 мм с блокируемыми винтами.
В случае устранения дефекта подбородочного отдела нижней челюсти, целесообразно использовать отдельные пластины для фиксации фрагментов малоберцовой кости между собой и фиксации трансплантата к фрагментам нижней челюсти.
При планировании диаметра направляющих каналов в шаблоне под него, достаточно учесть наружный диаметр проводника, прибавив к диаметру 0,2 мм.
Хирургические шаблоны-накладки фиксировать к поверхности кости винтами 2,0 мм. через предусмотренные для этого отверстия диаметром 2,2 мм для предотвращения смещения шаблонов во время работы силового инструмента.
При планировании хирургических шаблонов-накладок, их размещать с захватом естественных изгибов и неровностей кости для точного позиционирования.
Между хирургическим шаблоном-накладкой для остеотомии малоберцовой кости и поверхностью малоберцовой кости должен быть предусмотрен зазор 1,0-1,5 мм для мышечной манжеты. Для хирургических шаблонов-накладок для резекции нижней челюсти зазоры предусматривать не надо.
Хирургический шаблон-накладку на малоберцовую кость размещать только на ее наружной поверхности с захватом переднего гребня для предотвращения травмы питающих кость сосудов.
Использование «позиционирующих» винтов повышает точность и облегчает реконструктивной пластины.
Фрагменты малоберцовой кости должны быть собраны в «новую» челюсть до отсечения от питающих сосудов.

Данная статья является заимствованием в научно-познавательных целях текста диссертации К.М.Н Терещука С.В.