диссертации / 62

141

2.6.1 Трехмерная реконструкция КТ-изображений

Начиная с 2007 года с целью оптимизации выбора метода и доступа хирургического лечения инфицированного панкреонекроза мы разработали и начали использовать методику трехмерной (пространственной, 3D) реконструкции КТизображений у больных с ТОП. В хирургии инфицированного панкреонекроза важное значение имеет направленный доступ к гнойно-некротическим очагам с минимизацией операционной травмы окружающим тканям.

Методика трехмерной реконструкции КТ-изображений у больных с ИПН заключалась в следующем. На первом этапе трехмерные реконструкции выполнялись с использованием пакета программного обеспечения рабочей станции ком-

пьютерного томографа «Light Speed CT/I 16-PRO» (GE, США) (рис. 19).

Однако трехмерная реконструкция КТ-изображений с помощью рабочей станции компьютерного томографа затруднена из-за низкого качества визуализации зон панкреатической деструкции. Задачу улучшения визуализации зон панкреонекроза можно решить с помощью дополнительных программ обработки и анализа DICOM-изображений. Наиболее отвечают предъявляемым требованиям программы 3D-Doctor, E-Film Workstation и VTK. Эти программы можно использовать в других компьютерах, они позволяют редактировать непосредственно DICOM файл как графический, без непосредственного перевода его в другие графические форматы (JPEG, GIF, PNG и т.д.), проводить ручную сегментацию «зоны интереса» (рисунки 20, 21).

142

Рисунок 19 – Трехмерная реконструкция с помощью рабочей станции

Рисунок 20 – Сканограмма до сегментации

143

Рисунок 21 – Сканограмма после сегментации

На рисунке 21 лучше видна зона панкреатической деструкции после проведенного этапа сегментации. Однако при работе с этими программами необходимо проводить ручную сегментацию каждого из изображений (срезов) в отдельности, после получения необходимого числа «отсегментированных» изображений возможно построение пространственной модели очагов панкреатической деструкции.

Программа «VTK_Form», адаптированная для лучшей визуализации очагов панкреонекроза сотрудником ОИПИ НАН РБ А.В. Прусом, позволяет выполнять автоматическую сегментацию «зон интереса». На рисунке 22 показана сканограмма до сегментации, на рисунке 23 – автоматически сегментированная поджелудочная железа, на рисунке 24 – раздельное выделение некротизированной поджелудочной железы и парапанкреатической клетчатки. Автоматическое выделение всех однотипных зон проводится на нескольких сканах одновременно, что позволяет выполнять построение пространственную реконструкцию в ближайшие минуты от начала работы с изображениями (рис. 25).

144

Рисунок 22 – Сканограмма до сегментации

Рисунок 23 – Сканограмма после сегментации (зона поджелудочной железы выделена черным цветом)

145

Рисунок 24 – Сканограмма после сегментации (зона «накапливающей контраст» поджелудочной железы выделена красным цветом, синим – зона некроза паренхимы ПЖ, черным цветом – некротизированная парапанкреатическая клетчатка)

Рисунок 25 – Трехмерная модель зон панкреатической деструкции (программа

3D-Doctor 4.0.2)

146

Таким образом, нами оптимизирована технология построения трехмерной модели очагов панкреатической и парапанкреатической деструкции вне рабочей станции томографа, в котором такие алгоритмы отсутствуют. Следовательно можно проводить 3D-реконструкцию КТ-изображений на любом современном персональном компьютере.

Диапазон применяемых трансформаций, которым может быть подвергнута трехмерная модель, достаточно большой, возможна ротация модели во всех плоскостях, использование редактора «3D-курсор». На рабочей станции томографа «Light Speed CT/I 16-PRO» (GE, США) 3D-курсор позволяет редактировать объем одновременно лишь в одной плоскости (рис. 26), в то время как в «E-Film Workstation» предоставляется возможность редактирования изображения одновременно в трехмерном пространстве (рис. 27).

Рисунок 26 – 3D-курсор на сканограмме рабочей станции томографа

147

Рисунок 27 – 3D-курсор программы «E-Film» в трех плоскостях

На конечном этапе с помощью выполненной пространственной модели виртуально формировался кратчайший операционный доступ к очагам панкреонекроза вне расположения магистральных сосудов, органов брюшной полости, интактных зон парапанкреатической клетчатки. Руководствуясь анатомическими ориентирами (мечевидный отросток грудины, остистые отростки грудных и поясничных позвонков, пупок, передние верхние ости подвздошных костей, среднеключичные, передние, средние и задние подмышечные, лопаточные линии) переносили виртуальную линию разреза на кожные покровы живота или поясничной области пациента.

По данной методике операционный разрез при первых дренирующих вмешательствах производился из мини-доступов. Предлагаемый метод позволяет более точно определить расположение патологического очага и выбрать оптимальный доступ к нему. Применение для этой цели предварительного компьютерного моделирования было основано на точности метода, его неинвазивности, возможности одновременной визуализации костных структур и мягких тканей, а также на

148

определении пространственных соотношений в брюшной полости и забрюшинном пространстве. Отправной точкой для выполнения минилапароили люмботомии служили 3D-изображения распространенности и направленности очагов некротических поражений. Выбор между лапаротомией и люмботомией определялся расчетом глубины раны, принималось во внимание то, что чем меньше относительная глубина раны, тем лучше разрез.

Конечная трехмерная модель, выполненная по набору КТ-данных, хорошо дифференцировала ткань поджелудочной железы, парапанкреатической клетчатки

– зоны некроза и секвестрации при этом были темными, что соответствовало пониженной плотности, зоны жизнеспособной ткани – яркими, что соответствовало повышенной плотности. Толщина срезов 3 мм явилась достаточной для работы, позволяла формировать достаточно точную модель поджелудочной железы и забрюшинного пространства, окружающих органов и сосудов (рис. 28). На этом же рисунке видны зоны секвестрации парапанкреатической клетчатки с рядом расположенными крупными сосудами.

Рисунок 28 – 3D-изображение очагов секвестрации парапанкреатической клетчатки и близлежащих артериальных сосудов

149

Таким образом, была разработана система построения трехмерных изображений с целью пространственного моделирования зоны предстоящего оперативного вмешательства. Методика пространственной реконструкции КТизображений была использована для выбора оптимального доступа и вида хирургического лечения 55 больных с инфицированным панкреонекрозом.

В целом, группы исследования оценки эффективности консервативного и хирургического лечения тяжелого острого панкреатита показаны на рисунке 29. На рисунке 30 представлены группы пациентов со стерильным и инфицированным панкреонекрозом по годам исследования.

Рисунок 29 – Группы исследования по изучению эффективности консервативного и хирургического лечения больных с тяжелым острым панкреатитом

150

Рисунок 30 – Группы исследования по изучению эффективности лечения больных со стерильным и инфицированным панкреонекрозом

2.7 Статистический анализ данных

В зависимости от конкретных задач, типа данных и вида их распределения, использовались соответствующие статистические критерии (табл. 17).