Morphological methods in the study of the anatomy and topography of the human pelvic organs and structures in the fetal period of ontogenesis

Full Text

Введение. Актуальность изучения топографо-анатомических особенностей органов и структур таза человека в пренатальном периоде онтогенеза обусловлена несколькими аспектами. Во-первых, отмечается высокая частота встречаемости аномалий развития органов таза, так, пороки развития мочевыделительной системы составляют  26-30% всех аномалий, встречаемость аноректальной мальформации – 1:5000 новорожденных  и др.[1-3]. Во-вторых, в последние годы отмечается повышение качества прижизненной диагностики плода. Методом скрининга плода первого уровня остается ультразвуковое исследование, на котором выявляются основные структурные аномалии органов таза плода, однако для подтверждения патологии и  установления дополнительных сведений необходимы более точные данные, которые могут предоставить трехмерное ультразвуковое исследование [4] и магнитно-резонансная томография (МРТ) плода [5]. На протяжении последних лет улучшение качества изображения, скорости сканирования и интерпретации исследований позволили вывести МРТ на новый уровень, ее применение  в настоящее время значительно расширено при пороках развития различных структур таза -  аномалии развития клоаки и мочеполового синуса, аноректальной области, кисты яичников, мегацистис, крестцово-копчиковая тератома и др. [6-7].  Без сомнения, требуется интерпретация получаемых изображений с описанием структур и их взаимоотношений в разных плоскостях.  В-третьих, активно развивается фетальная хирургия, выбранный период исследования (промежуточный плодный) практически соответствует срокам наиболее благоприятной внутриутробной коррекции врожденных пороков развития тазовой области, в том числе нарушений развития мочеполового аппарата, крестцовой тератомы, spina bifida пояснично-крестцового отдела. Перед фетальными хирургами также встает вопрос о топографо-анатомическом обосновании оперативного доступа подобных операций [8-10]. И, наконец, интерес к изучению фетальной топографической анатомии таза обусловлен выхаживанием глубоко недоношенных новорожденных, которым необходимо проведение тех или иных манипуляций с учетом особенностей строения органов и структур на данном этапе внутриутробного развития [11].

Классическое изучение анатомии органов и структур плода проводится достаточно давно и в последнее время активно проводится иммуногистохимическое исследование тканей в пренатальном онтогенезе [12]. Однако в связи с вышеперечисленными аспектами актуальности изучения данного вопроса растет необходимость в детальных сведениях именно по особенностям топографии органов и структур таза, их проекции на костные структуры. С этой целью мы использовали комплекс апробированных классических морфологических методов – макромикроскопическое препарирование, метод распилов по Н.И. Пирогову и гистотопографический метод. Настоящее исследование является продолжением цикла работ по анатомии человека в плодном периоде, выполненных на кафедре анатомии человека Оренбургского государственного медицинского университета (ОрГМУ) за 2004-2023 гг..[13-14]. Учитывая то, что топографическая анатомия плода имеет характерные черты, необходимо представить и отличительные особенности использования методов изучения в данной возрастной группе. В связи с этим  целью данной работы стало описание каждого метода исследования, особенности их применения на плодном материале,  информативность для изучения топографической анатомии органов и структур таза плода, а также достоинства и недостатки каждого из методов. 

Материал и методы. Исследование было проведено на секционном материале 100 плодов человека мужского и женского пола 16–22 недель развития, полученных  в результате прерывания нормально протекающей беременности у здоровых женщин по социальным показаниям, с соблюдением всех необходимых этических и юридических норм. В работе было использовано: макромикроскопическое препарирование, метод распилов по Н.И. Пирогову в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и гистотопографический метод (окраска по Ван Гизону). При применении каждого метода дополнительно  проводилось фотографирование всех этапов исследования с последующей морфометрией, каждый случай был запротоколирован с указанием используемого метода изучения материала, все полученные данные были подвергнуты вариационно-статистической обработке.

Результаты. Метод макромикроскопического препарирования является одним из наиболее значимых в изучении органов таза плода, так как является одновременно и самостоятельным методом при визуальной оценке положения органов при вскрытии, и дополнительным методом при интерпретации получаемых данных методом распилов по Н.И.Пирогову. В настоящем исследовании препарирование проводилось на материале 40 плодов человека (20-мужского пола, 20-женского).

Отличительной особенностью применения данного метода на фетальном материале является обязательное использование микрохирургического набора инструментов и стереоскопического панкратического микроскопа с обязательным фотографированием всех органов и структур, а также проведением их морфометрии с использованием компьютерной программы.

Так как в исследуемом периоде топография органов таза значительно отличается от таковой у взрослого - многие органы располагаются в брюшной полости, метод препарирования органов таза был несколько модифицирован и включал несколько этапов. На первом этапе проводилось вскрытие брюшной полости, при этом необходимо отметить, что разрез по срединной линии от мечевидного отростка выполнялся только до пупочного кольца. Это объясняется тем, что в исследуемом периоде мочевой пузырь выходит за пределы таза и продолжается в мочевой проток, параллельно и очень плотно к верхней трети мочевого пузыря прилежат с обеих сторон крупные пупочные артерии, которые продолжаются вдоль мочевого протока до пупочного кольца. Так как данные структуры необходимо было сохранить для дальнейшего изучения, то разрезы от верхнего края пупочного кольца  продолжали выполнять косо вниз с обеих сторон по направлению к верхней передней подвздошной оси. Далее участок брюшной стенки треугольной формы отводили вниз, обнажая органы брюшной полости, и проводили подробное описание расположения органов и структур относительно друг друга.

В связи с тем, что в изучаемом периоде онтогенеза печень занимает практически половину объёма брюшной полости и петли тонкой кишки определяются в полости таза, для проведения дальнейшего исследования проводилось извлечение всех отделов тонкой кишки. Слепая кишка с червеобразным отростком были предметом нашего изучения, так как в 80% случаев нижняя граница аппендикса определялась на уровне подвздошной ямки, вследствие этого необходимо было изучить их топографические взаимоотношения с органами таза, в частности с яичками у плодов мужского пола и придатками матки - у плодов женского пола.

Сигмовидная кишка в исследуемом периоде отличается значительной длиной, разнообразной формой и вариативностью положения.  В ходе препарирования было описано несколько  вариантов ее положения, а также ее топографические взаимоотношения с половыми железами  плода. В 72% случаев наблюдается асимметрия в положении желез - как правило, слева располагаются ниже и более горизонтально, можно предположить, что это является следствием давления сигмовидной кишки.

Особого внимания при препарировании заслуживала зона сигморектального перехода, для ее определения были использованы следующие признаки: наличие сигморектального  угла и исчезновение мышечных лент и сальниковых отростков, определяющихся у сигмовидной кишки. Однако данный метод не позволил  достоверно определить скелетотопический уровень перехода.

После извлечения из брюшной полости всех отделов толстой кишки, за исключением прямой, приступали к препарированию органов половой и мочевой систем. Выше лобкового симфиза было проведено послойное удаление передней брюшной стенки с аккуратным отсепарированием париетальной брюшины и внутрибрюшной фасции и обнажением мочевого пузыря, мочевого протока и пупочных артерий. В ходе препарирования были определены различные формы мочевого пузыря и мочевого протока, проведена их морфометрия. Одним из важнейших показателей с клинической позиции является измерение высоты мочевого пузыря над лобковым симфизом.

В полости мужского таза первоначально оценивали положение яичек и придатков с обеих сторон, их симметричность и взаимоотношение с окружающими структурами, проводили измерение длины проводника до  глубокого кольца пахового канала. Далее аккуратно отделяли брюшину от боковой стенки, выделяли сосуды яичка и семявыносящий проток.

У плодов женского пола на данном этапе изучалось положение матки и ее придатков, в 84% отмечалась асимметрия в расположении внутренних половых органов. В ходе препарирования на данном этапе подробно изучены вариативные формы яичников, размерные характеристики  придатков матки, связочный  аппарат яичников и матки (рис.1А). Так, среднее значение диаметра круглой связка матки в 16 недель составляет 0,33 ±0,07 мм, в 22 недели – 0,61± 0,09 мм;  ее длина  до глубокого кольца пахового канала варьирует от 2,7 мм до 8,1мм.

Рис. 1. Макромикроскопическое препарирование.

А. Макропрепарат плода женского пола, 18 нед. развития, вид спереди

Б. Макропрепарат плода женского пола 20-21 недель. Вид справа

1-симфизиальная поверхность левой лобковой кости, 2 -мочевой пузырь, 3- мочеиспускательный канал, 4-правая пупочная артерия, 5-правый мочеточник, 6-матка, 7- влагалище, 8 - прямая кишка,9 -правая маточная труба, 10-правый яичник.

Fig. 1. Macromicroscopic preparation.

1. Macropreparation of the 18-week female fetus. Front view
2. Macropreparation of the 20-21 week female fetus. Right view

1-symphyseal surface of the left pubic bone, 2-urinary bladder, 3-urethra, 4-right umbilical artery, 5-right ureter, 6-uterus, 7-vagina, 8-rectum,9-right uterine tube, 10- right ovary.

Следующий этап включал последовательное удаление с каждой стороны по всей окружности таза кожи, подкожно-жировой клетчатки и мышц, начиная от лобкового симфиза и вдоль всей тазовой кости в вентро-дорзальном направлении, с дальнейшим скелетированием нижних трех поясничных и крестцовых позвонков. Особое внимание уделялось паховой области, а именно паховому каналу, проводили аккуратное препарирование с дальнейшим вскрытием его задней стенки с целью изучения топографо - анатомических особенностей проводника яичка у плодов мужского пола и круглой связки матки - у плодов женского пола, а также нервов и сосудов, сопровождающих данные структуры.

Препарирование органов, расположенных в полости малого таза, проводили с использованием нескольких методик. Первая подразумевает вентро-дорзальный ход препарирования таза, при котором сначала проводится рассечение лобкового симфиза и аккуратного разведения лобковых костей с дальнейшим выделением структур.  При использовании данной методики появляется возможность отпрепарировать связки и мышцы, берущие начало от внутренней поверхности лобковой кости. После фиксации  разведенных лобковых костей приступали к последовательному выделению органов. В полости мужского таза мочевой пузырь с предстательной железой, семенными пузырьками и семявыносящими протоками отделяли от прямой кишки. При препарировании на данном этапе развития уже на данном сроке достаточно отчетливо определяется брюшинно -промежностный апоневроз. Далее проводилось выделение надампулярного отдела прямой кишки и структур, расположенных забрюшинно, таким образом, продолжая препарирование в дорзо-краниальном направлении - позади прямой кишки последовательно выделяли подчревное сплетение, подвздошные сосуды и их ветви. В последующем приступали к  выделению структур промежностного этажа таза с препарированием фасций таза, мышц и мягких тканей промежности. Препарирование ампулы прямой кишки, анального канала, мочеиспускательного канала, а также влагалища у плодов женского пола проводилось параллельно с выделением артерий и вен таза, а также ветвей поясничного и крестцового сплетения. Данная методика позволяет проследить ход основных структур таза, фасций, сосудов и нервов, однако практически не представляется возможным оценить их микротопографию.

Вторая методика макромикроскопического препарирования малого таза подразумевала извлечение тазовой кости с одной стороны и выделение всех органов и структур таза с латеральной стороны (рис 1Б.). Это позволяет оценить взаиморасположение органов в полости таза, их проекцию на  переднюю и заднюю стенки брюшной и тазовой полостей, а также провести измерение угловых величин. В последующем проводилось извлечение каждого органа с дальнейшим изучением, в частности, проводили вскрытие полых органов, оценивали наличие и выраженность складок и др., далее они служили материалом для гистологического  метода исследования.

Вторым необходимым методом при пренатальном изучении органов и структур таза является метод распилов по Н.И. Пирогову в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. В настоящей работе исследование с применением данного метода проводилось на материале 50 препаратов (25 - мужского пола и 25 - женского).

Для выполнения сагиттальных, фронтальных и горизонтальных распилов  необходимо было выполнить послойное удаление кожи и мягких тканей с задней поверхности спины в области позвоночного столба, провести  выделение остистых отростков позвонков поясничного, крестцового и копчикового  отделов, их маркировку с целью определения уровня горизонтального среза и проекции той или иной структуры на сагиттальных срезах. Срезы выполнялись с использованиям макротома по линиям в зависимости от той или иной проекции: сагиттальные распилы проводились по срединной сагиттальной линии и через подвздошно-лобковое возвышение, срезы во фронтальной плоскости проводились через переднюю и заднюю верхние подвздошные ости и через срединную фронтальную плоскость. Горизонтальные распилы выполнялись последовательно на уровне каждого позвонка, начиная с третьего поясничного и до мягких тканей промежности.

Анализ полученных срезов показал, что их информативность в той или иной проекции зависит от предмета изучения: если стоит вопрос об определении проекции органа на позвоночный столб или переднюю стенку малого таза, то наиболее информативными были срезы в сагиттальной плоскости (рис. 2Б), при изучении  проекции на боковые стенки наибольший объем информации несут срезы во фронтальной (рис.2А) и горизонтальной (рис.2В) и плоскостях

В изучаемый период онтогенеза обращает на себя внимание высоко расположенный сигморектальный переход, определяемый на горизонтальных и фронтальных срезах, при этом необходимо отметить, что если в 16-17 недель в 60% случаев он приходится на уровень L_III, тогда как в 21-22 недели начало прямой кишки определяется на уровне L_{IV и} L_V. Информация о проекции мочевого пузыря на переднюю брюшную стенку и на позвоночный столб имеет особое значение для клиницистов в отношении пренатальной диагностики мегацистиса. Так, срединные сагиттальные и горизонтальные распилы позволили установить, что проекция верхушки мочевого пузыря на заднюю стенку таза варьирует от верхнего края тела L_V до диска Sc_II - Sc_III. Как правило, телу позвонка L_V соответствует уровень верхней передней подвздошной ости, проекция верхушки  на данный позвонок приходится в 12,5% случаев. На диск L_V - Sc_I – проецируется в 50% наблюдений, на тела крестцовых позвонков Sc_I   и Sc_II – в 20% и 15% случаев, соответственно. В случае, когда верхушка мочевого пузыря не выступает над лобковым симфизом (2,5 %), проекция приходится на  уровень диска Sc_II - Sс_III (рис.2Б).

Распилы по срединной сагиттальной линии также позволили определить особенности скелетотопии матки и влагалища в полости женского таза и предстательной железы – в полости мужского. Для определения проекции на позвоночник придатков матки и яичек нами были проведены распилы по подвздошно-лобковому возвышению. При этом данный метод подтверждает частую встречаемость асимметрии положения в отношении половых желез плода.

Особое значение метод распилов по Н.И.Пирогову приобретает при изучении синтопии структур таза. В этом отношении наибольший объём информации можно получить при выполнении горизонтальных распилов, особенно для структур, протяженных по длине. Так, на серийных горизонтальных срезах удалось изучить синтопию мочеточников с уровня L_IV до впадения в мочевой пузырь, отчетливо прослеживая изменение их положения относительно прямой кишки, половых желёз и сосудов плода.

Рис. 2.Метод распилов по Н.И.Пирогову

А. Макропрепарат таза плода женского пола, 22 нед. развития, фронтальный срез, вид спереди.

Б. Макропрепарат таза плода мужского пола, 21 нед. развития, сагиттальный срез по срединной линии, вид cлева.

В. Макропрепарат таза плода женского пола, 21 нед. развития, горизонтальный срез на уровне L_V , вид снизу.

1-мочевой пузырь 2 -предстательная железа, 3- прямая кишка, 4-петли тонкой кишки, 5-правый яичник, 6-левый яичник, 7-правый мочеточник, 8-левый мочеточник, 9-крыло подвздошной кости.

Fig. 2. Method of cutting according to N.I. Pirogov.

1. Macropreparation of the female fetus pelvis, 22-week of development, frontal section, anterior view

Б. Macropreparation of the male fetus pelvis, 21-week of development, sagittal section along the midline, left view.

1. Macropreparation of the female fetus pelvis, 21-week of development, horizontal section at the L_V level, inferior view.

1-urinary bladder, 2-prostate gland, 3-rectum, 4-loops of the small intestine, 5-right ovary, 6-left ovary, 7-right ureter, 8-left ureter, 9-ala of ilium.

Помимо топографии органов метод распилов дает возможность изучить особенности формы  органа. Так, благодаря фронтальным распилам было доказано формирование в данном периоде онтогенеза изгибов прямой кишки и дано подробное их описание. Также данный метод позволяет провести морфометрию расстояний от органа до костных структур и до кожного покрова. В этом отношении наиболее информативны срезы в горизонтальной и сагиттальной плоскостях (рис. 2). В отношении структур промежностного этажа таза распилы в горизонтальной плоскости позволили продемонстрировать  формирующие его структуры, однако вследствие низкого контрастирования тканей изучить детали строения и  взаимоотношения не представляется возможным.

 На материале срезов по Н.И. Пирогову  нами также проводилось препарирование структур таза, и особенно информативны в данном отношении были фронтальные распилы при изучении сложной топографической зоны позади нижней трети мочевого пузыря, где располагаются семявыносящие пути, семенные пузырьки и прямая кишка. Некоторые структуры  по причине небольших размеров находятся в толще горизонтальных срезов, такие как: матка и ее связочный аппарат, проводник яичка, некоторые сосудистые и нервные структуры, в  связи с этим их детальное  изучение представляется  возможным только с использованием гистотопографического метода.

Материалом для гистотопографического метода послужили  торсы 40 плодов обоего пола, на 30 из которых были выполнены серийные гистотопограммы в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, при этом фронтальные и сагиттальные гистотопограммы изготавливали на материале распилов по Н.И.Пирогову (n=20), а горизонтальные - на материале невскрытого таза, предварительно проведя этап маркировки позвонков (n=10). Еще 10 торсов плодов, изученных ранее методом макромикроскопического препарирования, послужили для более детального изучения изолированного органа или органокомлекса  с использованием гистотопографического метода. В данном случае появляется возможность получения среза не строго в заданной плоскости, а под необходимым углом (рис.3Б)..

Толщина всех срезов составляла  20–40 микрон, окраска проводилась по методу ван Гизона (рис.3). Гистотопографический метод в связи с возможностью детализации позволяет более четко определить границы органов, сосудов, нервов, фасций, клетчаточных пространств, а также количественно описать микротопографию органов и структур у плода. Таким образом, были подробно изучены топографо-анатомические особенности прямой кишки, половых органов и мочевого пузыря с дистальными отделами мочеточников, проведена морфометрия структур промежности и дистальных отделов уретры и анального канала. Данный метод позволяет изучить микротопографию органов и провести морфометрию мельчайших структур таза (ветвей поясничного и крестцового сплетений, вегетативных сплетений таза, артерий, вен и лимфатических узлов) и промежности (мышц и связочного аппарата). Из недостатков метода следует отметить длительность изготовления препаратов и трудозатратность.

Рис. 3. Гистотопографический метод

А. Гистотопограмма таза плода женского пола, 18 нед. развития, сагиттальный  срез по левой среднеключичной линии, вид справа

Б. Гистотопограмма таза плода женского пола, 22 нед. развития, срез под углом 30̊ к горизонтальной плоскости, вид cверху.

1-верхняя ветвь лобковой кости, 2 -левый яичник, 3- левая маточная труба, 4-левая пупочная артерия, 5-левый мочеточник, 6- прямая кишка, 7-влагалище, 8-мочеиспускательный канал, 9-внутренняя запирательная мышца, 10-мышца, поднимающая задний проход, 11-копчик, 12 -подвздошная кость

Fig. 3. Histotopographic method

1. Histotopogram of the female fetus pelvis, 18-week of development, sagittal section along the left midclavicular line, right view

Б. Histotopogram of the female fetus pelvis, 22-week of development, cut at an angle of 30̊ to the horizontal plane, superior view.

1-superior branch of the pubic bone 2-left ovary, 3- left uterine tube, 4-left umbilical artery, 5-left ureter, 6-rectum, 7-vagina, 8-urethra, 9- obturator internus muscle, 10- levator ani muscle, 11-coccyx, 12-iliac bone

Обсуждение. Каждый из использованных в настоящем исследовании методов дает возможность получения большого количества информации по анатомии и топографии органов и структур, однако изучение органов таза плода одним или даже двумя методами было бы недостаточно.  Информация, полученная при изучении материала тем или иным методом, необходима для интерпретации данных, полученных при использовании  другого.

Как уже отмечалось выше, на всех этапах исследования проводилось фотографирование изготовленных препаратов с последующей количественной морфометрией органов и структур. Морфометрию при изучении органов и структур  таза плода выполняли с обеих сторон, доказав тем самым асимметрию положения половых желез плода в 70-80% случаев, выявив изгибы прямой кишки и смещение матки от срединной линии.

Применение метода макромикроскопического препарирования при изучении органов таза в пренатальном онтогенезе позволяет определить положение органов и структур, их ход и направление, симметричность в отношении парных органов, а также при  детальном изучении изолированного органа дает  возможность изучения его внутренней структуры и  проведения количественной морфометрии. . Многие исследователи, проводившие изучение анатомии в пренатальном периоде, отмечали высокую информативность данного метода [15-16]. Препарирование также позволяет выделить сосудистые и нервные структуры и проследить их ход, что помогает в дальнейшем при интерпретации данных, полученных при  использовании  двух других методов. Однако препарирование не дает возможность определить скелетотопию органов и структур таза, их взаиморасположение относительно друг друга и костных структур, а также  не позволяет детально описать их взаимоотношения со стенками полости таза и провести изучение отношения объёма органа к объёму полости, а также измерить дистанции от органа до стенок таза, костных структур и кожного покрова.

Благодаря использованию метода распилов по Н.И.Пирогову и гистотопографического метода было дано описание, с учетом пола и возраста плода,  всех горизонтальных срезов с уровня L3 до подкожного этажа промежности, а также клинически важных сагиттальных и фронтальных срезов. Данный метод прекрасно подходит для описания скелетотопии органа и позволяет описать взаимоотношения органов со стенками тазовой полости,  изучить отношение объёма занимаемого органа в полости, а также измерить расстояния от органа до прилежащих структур, стенок таза и кожного покрова. Значимость сагиттальных распилов в определении анатомических взаимоотношений развивающихся мочеполовых органов подчеркивал в своем исследовании J. Shen [12].

Однако метод распилов вследствие недостаточного контрастирования тканей не позволяет провести детальную морфометрию отдельного органа таза, а некоторые структуры определяются в толще среза. Данный метод также не позволяет изучить  внутреннее строение органа, особенности строения стенки, а также его микротопографию.  В связи с эти гистотопографический метод достаточно широко дополняет возможности изучения. Окраска структур позволяет подробно изучить внутренне строение, оценить соотношение тканей формирующихся структур, изучить микротопографию органов и сосудисто-нервных комплексов. Следует подчеркнуть, что это наиболее значимый метод при изучении промежности, при этом особенно информативными является срезы в горизонтальной плоскости.

Заключение. Таким образом, каждый из представленных морфологических методов не может дать исчерпывающую информацию о  той или иной структуре таза, применение их именно в комплексе позволяет детально изучить анатомию органов и структур таза плода, а также дать подробную характеристику скелетотопии и синтопии каждого органа .Полученные данные будут важны специалистам пренатальной ультразвуковой диагностики при оценке развития органа, представленные картины срезов в разных плоскостях смогут стать основой для интерпретации МРТ плода. Врачам-неонатологам особенно важны данные в отношении хода мочеиспускательного канала и анального канала как при проведении манипуляций на недоношенных. Фетальные хирурги смогут использовать полученные данные при проведении внутриутробных операций.

About the authors

Ludmila Olegovna Shalikova

Orenburg State Medical University

Author for correspondence.
Email: l.o.shalikova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6389-6639

PhD, Associate Professor of the Human Anatomy Department

Russian Federation, 460000. Russia, Orenburg, Sovetskaya st., 6

Diana Nailevna Liashchenko

Orenburg State Medical University

Email: lyaschenkod@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9288-1551

MD, Professor, Head of Human Anatomy Department.

Russian Federation, 460000. Russia, Orenburg, Sovetskaya st., 6

Yulia Vladimirovna Gulina

Email: yuliya_gulina@bk.ru

Viktoriya Albertovna Galiakbarova

Email: wika310594@mail.ru

Anna Viktorovna Merezhnikova

Email: annetmer1602@mail.ru

Madina Mirzashevna Zhanetova

Email: madinazhanetova00@mail.ru

References

Supplementary files