Хирургическое лечение пациента с остеомиелитом бедра с использованием предоперационного 3D-моделирования и АПК "Автоплан"

Аннотация

Представлен клинический случай лечения пациента с хроническим посттравматическим остеомиелитом бедренной кости. Принципиально важным моментом стал анализ результатов КТ исследования в системе аппаратно-программного комплекса (АПК) «Автоплан» по разработанному способу и построение 3D-модели нижних конечностей. В результате был визуализирован очаг остеомиелита. На основе 3D-модели и интраоперационной навигации АПК «Автоплан» пациенту была выполнена секвестрнекрэктомия бедренной кости. Произведена оценка ближайших и отдаленных результатов лечения.

Полный текст

Актуальность. Остеомиелит – гнойно-воспалительное заболевание поражение всех элементов кости, предлежащих мягкотканных структур, приводящее к деформации и функциональным нарушениям в органах и системах организма [1, 2, 3, 4, 5].

Среди гнойно-септических заболеваний на остеомиелит приходится 6,8-12%. Среди заболеваний опорно-двигательного аппарата остеомиелит составляет 3-5% [6].

Хронический остеомиелит считается неизлечимым заболеванием в связи с тяжелым и длительным течением, сложностью лечения, развитием осложнений. Даже учитывая прогресс в развитии медицины и техники, результаты лечения остеомиелита оставляют желать лучшего. Частота рецидивов в течение года составляет не менее 30% из всех прооперированных пациентов. Частота рецидивов в отдаленном периоде составляет от 42,1% до 74,3%. Пациенты вынуждены проходить через неоднократные оперативные вмешательства [5, 7]. Успех лечения во многом зависит от радикальности выполненной операции и адекватной санации очага инфекции. Использование предоперационного 3D-моделирования и интраоперационной навигации во многом предопределяет эффективность выполненного хирургического лечения.

Цель. Оценить хирургическую тактику и отдаленные результаты лечения пациента с остеомиелитом бедренной кости с использованием предоперационного 3D-моделирования и АПК «Автоплан».

В связи с вышеизложенным представляет интерес следующее клиническое наблюдение.

Пациент М., 71 года, поступил в хирургическое отделение №2 Клиник Самарского государственного медицинского университета 25.03.2024 года. Считает себя больным с 2004 года, когда в результате ДТП получил перелом левой бедренной кости. По этому поводу был выполнен интрамедуллярный остеосинтез штифтом. В послеоперационном периоде отметил появление свищевого отверстия в области левого бедра. Штифт был удален через 3 месяца с момента операции. В 2010 году оперирован по поводу остеомиелита левой бедренной кости, однако в 2024 году свищ рецидивировал. Пациент самостоятельно выполнял перевязки с использованием влажно-высыхающих повязок с водными растворами антисептиков («Местамидин», «Хлоргексидин») и мазевыми повязками («Левомеколь», «Офломелид») без положительной динамики. Консультирован хирургом амбулаторно, рекомендовано оперативное лечение в плановом порядке.

При поступлении пациент проходил стандартное обследование, включающее: общий анализ крови, общий анализ мочи, гемостазиограмма, биохимический анализ крови, микробиологическое исследование раневого отделяемого на чувствительность к антибиотикам, рентгенография правого бедра.

При осмотре у пациента имелись множественные послеоперационные рубцы на бедре, по передне-медиальной поверхности бедра наблюдали свищевое отверстие до 1,0 см в диаметре с гнойным отделяемым, в проекции рубца по латеральной поверхности бедра имелось свищевое отверстие до 1,0 см в диаметре с умеренным гнойным отделяемым. При ревизии свищевого отверстия инструментом определялся упор конца инструмента в бедренную кость. Активные и пассивные движения в коленном и тазобедренном суставах были сохранены. Пульсация на магистральных артериях удовлетворительная. Чувствительность сохранена.

При микробиологическом исследовании раневого отделяемого выделился Pseudomonas aeruginosa 10⁵. По данным антибиотикограммы пациенту назначена соответствующая этиотропная антимикробная терапия.

На этапе предоперационной подготовки выполнено КТ-исследование нижних конечностей (рис. 1, 2). На серии компьютерных томограмм в мультипланарной и трехмерной проекциях отмечались периостальные наслоения нижней трети бедренной кости с локальным нарушением кортикального слоя. В верхней и средней трети определялось вздутие кости, кортикальные пластинки были склерозированы, деформированы, отмечались участки периостальной реакции по латеральной поверхности бедренной кости. Свищевой ход определялся на уровне средней трети бедра с распространением на наружную поверхность до 20 мм длиной, отмечалось формирование свищевого хода на уровне нижней трети с распространением на внутреннюю поверхность бедра.

Рис. 1.

Рис. 2.

Рис. 1,2.  КТ нижних конечности, фронтальная проекция. Стрелками указан очаг остеомиелита.

На основе КТ исследования выполнено построение 3D-модели бедренной кости с визуализацией очага остеомиелита (рис. 3, 4). Данные в формате DICOM были загружены в программное обеспечение АПК «Автоплан» и был выполнен следующий набор преобразований: 1) регистрация серий – приведение отдельных серий в составе исследования к единой системе координат; 2) сегментация – выделение на изображении границ анатомических структур; 3) построение трехмерных полигональных моделей на основе выделенных границ анатомических структур. Для данного способа диагностики выполнена ручная регистрация серий КТ, сделанных в режимах T1 и T2 в ортогональных проекциях: аксиальной, корональной, сагиттальной. Сегментация поверхности тела выполнена с использованием автоматического алгоритма. Сегментация внутренних анатомических структур, из-за их малого размера и низкой детализации серий КТ, выполнена по ключевым срезам, обеспечивающим видимость структуры.

Рис. 3,4. 3-D модель бедренной кости. Зеленым цветом обозначен очаг остеомиелита.

Для реконструкции формы анатомических объектов между видимыми срезами использовались алгоритмы двухмерной и трехмерной интерполяции. Трехмерные полигональные модели самых мелких анатомических структур построены без сглаживания, для более крупных анатомических структур использовано сглаживание поверхности модели. Для каждой модели выбран цвет и степень прозрачности, обеспечивающие информативность трехмерной сцены в целом (приоритетная справка № 2025107993 «Способ топической диагностики и визуализации очага деструкции костной ткани при хроническом остеомиелите длинных трубчатых костей» от 21.02.2025 г.).

Рис. 5. Совмещение положения виртуальной модели очага остеомиелита с его реальным расположением в единую систему координат с использованием специальной указки со светоотражающими маркерами.

Рис. 6. Компьютерная томография бедренной кости с очагом остеомиелита и 3D-модель.

На операционном поле до разреза кожи были выбраны анатомические ориентиры (этими ориентирами в данном случае выбраны верхний и нижний, медиальный и латеральный края надколенника, мыщелки бедренной кости), на них отмечены ключевые точки, которые зафиксировали на виртуальной модели с использованием специальной указки со светоотражающими маркерами. При этом происходит совмещение положения виртуальной модели очага остеомиелита и с его реальным расположением у данного пациента в единую систему координат. После этого становится возможным наблюдать виртуальные модели на экране и указку, которую использовали в качестве виртуальной камеры, в режиме реального времени. Размещая указку в точках топического расположения очага остеомиелита и соотнося его положение с неповрежденными участками кости был выбран доступ к патологическому очагу, а затем найдено его реальное расположение во время операции с учётом индивидуальной анатомии пациента (рис. 5, 6).

После определения границ очага остеомиелита и выбора доступа выполнена секвестрнекрэктомия бедренной кости. Произведено иссечение свищевого отверстия по передне-медиальной поверхности левого бедра. Иссечены инфицированные ткани, патологические грануляции. На рану наложены швы. Сходящимися разрезами, длиной до 15 см с иссечением свищевого отверстия латеральной поверхности левого бедра рассечены мягкие ткани до кости. Обнажена узурированная бедренная кость. Распатором сдвинута надкостница. Долотом и молотком выполнена трепанация бедренной кости на всем протяжении очага с учетом 3D-модели. Образовалась костная полость протяженностью 15 см (рис. 7). Выполнен кюретаж костной полости ложкой Фолькмана до «кровяной росы». Санация полости антисептиком «Местамидин» и пластика костной полости мышцей на питающей ножке (рис. 8). Рана ушита послойно.

Рис. 7. Костная полость после санации очага остеомиелита.

Рис. 8. Пластика костной полости мышцей на питающей ножке.

Послеоперационный период протекал без осложнений. Рана заживала первичным натяжением. Швы сняты на 8-е сутки с момента операции (рис. 9). Больной выписан в удовлетворительном состоянии.

Рис. 9. Локальный статус нижней конечности на момент выписки пациента из стационара.

Контрольные осмотры были проведены через 1, 3, 6 месяцев с момента операции. На контрольных осмотрах раневых дефектов, свищевых отверстий, боли в покое и при движении, ограничений при физических нагрузках не отмечалось.

Проанализировано качество жизни при помощи анкеты-опросника, специально разработанного для пациентов, оперированных по поводу хронического остеомиелита. Опросник представляет собой дополненную международную анкету по изучению качества жизни SF-36 (HEALTH STATUS SURVEY). Изменения произошли в значениях интенсивность боли: до операции данный показатель был равен 38%, по сравнению со значением после операции – 100% (на 62%), это указывает на то, что болевые ощущения практически полностью были купированы и практически не ограничивали активность пациента. Показатель жизненной активности вырос ровно в 2 раза. Значение показателя шкалы «социальное функционирование» увеличилось с 62,5% до 95,5 – на 33%, это указывает на то, что физическое и эмоциональное состояние пациента стало меньше ограничивать возможность и желание пациентов общаться. Шкала «психическое здоровье» изменилась на 56%. Увеличение её показателей указывает на то, что пациента стали меньше беспокоить тревожные, а порой и депрессивные переживания.

Так же были рассчитаны физический и психический компоненты здоровья. До операции физический компонент здоровья составил 36,1%, после 55,6% – увеличился на 19,5%. Психический компонент здоровья до операции составил 29,3%, а после операции 73,1% – увеличился на 43,8%.

Обсуждение. Лечение больных остеомиелитом длинных трубчатых костей является наиболее сложной задачей гнойной хирургии. Проблема хронического остеомиелита остается актуальной не только в связи со сложностью его диагностики, лечения и профилактики, но и весомыми затратами ресурсов на лечение пациента, длительной нетрудоспособностью, большим процентом инвалидизации, что по данным отечественных авторов составляет 55-65%, а по данным зарубежных авторов – до 90% [8, 9, 10].

Наибольшее значение среди радикальных оперативных вмешательств при лечении остеомиелита получила некрсеквестрэктомия (греч. nekros – мертвый + лат. seguestrum – мертвый участок, отделившийся от живой ткани + ektome иссечение, удаление) [11, 12].

На данный момент в клинической практике весомое значение имеет использование персонифицированного подхода, инновационных способов визуализации и предоперационного планирования хирургического лечения. Одним из перспективных направлений при этом является предоперационное 3D-моделирование на основе КТ-исследования и интраоперационная навигация с использованием АПК «Автоплан» [13, 14]. Данный способ при хирургическом лечении остеомиелита позволяет точно визуализировать патологический очаг, определить его границы до и во время операции, исходя из индивидуальных антропометрических данных каждого конкретного пациента и объема поражения костной и мягких тканей [15, 16]. Использование индивидуального подхода помогает снизить затраченное время на оперативное вмешательство, сохранить наибольшее количество здоровой костной ткани и обеспечить лучший эстетический эффект [17].

Заключение. Применение предоперационного 3D-моделирования и интраоперационной навигации АПК «Автоплан» при выполнении секвестрнекрэктомии позволяет добиться радикальности хирургического лечения, сохранить наибольший объем здоровых мягких тканей и костной ткани, а также добиться ремиссии остеомиелита.

Индивидуальный подход к пациенту с учетом его анатомических особенностей и верно выбранная тактика позволили добиться хороших ближайших и отдаленных результатов и сохранить качество жизни пациента. При анализе результатов лечения нашего пациента через 6 месяцев после хирургического лечения следует отметить улучшение качества жизни и отсутствие рецидива заболевания, что доказывает высокую эффективность метода.