Применение технологии 3D-моделирования органов грудной клетки для повышения эффективности диагностических вмешательств во фтизиопульмонологии

Цель исследования: повышение на основе технологий 3D-навигационного моделирования эффективности интервенционных миниинвазивных вмешательств при диагностике ограниченных диссеминированных и очагово-фокусных поражений легких.

Материалы и методы. Проведено сравнение информативности трансбронхиальной биопсии легких (ТББЛ) с 3D-навигацией и традиционной ТББЛ у 50 пациентов в двух группах. Группа 1 ‒ 20 пациентов с саркоидозом I и II стадий, у которых с помощью 3D-моделирования выстраивалась виртуальная навигационная карта для сопровождения трансбронхиальной биопсии легкого. Группа 2 ‒ 30 пациентов с саркоидозом I и II стадий, которым ТББЛ проводилась по стандартной методике. Информативность ТББЛ оценивали по результатам гистологического исследования биоптатов.

Тестирование разработанной программы позиционирования торакопортов осуществлено у 30 пациентов двух групп, которым предполагалось выполнение биопсии легкого при торакоскопическом миниинвазивном вмешательстве по поводу диссеминированного процесса в легких разного генеза. Основная группа (ОГ) – 10 пациентов, у которых использована разработанная программа для определения точек расположения торакопортов. Контрольная группа (КГ) – 20 пациентов, у которых диагностическое хирургическое вмешательство проводилось по стандартной методике.

Результаты исследования. Реализация технологии позволяет при диссеминированном поражении легких повысить частоту наличия диагностически значимых структур в полученном образце для гистологического исследования при ТББЛ (с 56,3 до 90,0%) и сократить продолжительность диагностических торакоскопических миниинвазивных вмешательств в (с 39,75 до 33,50 мин).

1. Авдеев С. Н. Идиопатический легочный фиброз // Пульмонология. ‒ 2015. Т. 25, № 5. – С. 600-609.

2. Амосов В. И. Лучевая диагностика редких интерстициальных заболеваний легких // Торакальная радиология: Сб. трудов конгресса. – СПб., 2012. ‒ С. 222-226.

3. Амосов В. И., Сперанская А. А. Лучевая диагностика интерстициальных заболеваний легких. – СПб., 2015. ‒ С. 8-47.

4. Андреева А. Д., Маркина С. Э. Обзор программ для визуализации медицинских данных // Молодой ученый. ‒ 2013. ‒ № 3. ‒ С. 512-516.

5. Ершова К. И., Терпигорев С. А., Кузмичев В. А., Мазурин В. С., Шабаро В. Л. Оценка эффективности различных методов биопсии легкого внутригрудных лимфоузлов при саркоидозе // Альманах клинической медицины. – 2011. ‒ № 25. ‒ С. 41-47.

6. Зайцев Н. Н., Маркина С. Э., Филатова Е. А. Симулятор выбора места забора материала при проведении трансбронхиальной биопсии при диссеминированных поражениях легких [Электронный ресурс]// Международный студенческий научный вестник. 2014г. URL: http://www.scienceforum.ru/2014/pdf/1657.pdf (дата обращения: 12.12.2015 г.)

7. Интерстициальные заболевания легких: руководство для врачей / Под ред. М. М. Ильковича, А. Н. Кокосова. – СПб.: Нордмедиздат, 2005. ‒ С. 288-328.

8. Котляров П. М., Юдин А. Л., Георгиади С. Г. Дифференциальная рентгенодиагностика диффузных заболеваний легких. Часть 1. // Мед. визуализация. ‒ 2003. ‒ № 4. ‒ С. 20-28.

9. Филатова Е. А., Репин Д. В., Савельев А. В., Скорняков С. Н., Черняев Е. А., Гольдштейн С. Л., Маркина С. Э., Гайнияров И. М. Патент на промышленный образец № 90058 от 16.09.14. Схема алгоритма подсчета объема измененной ткани при диссеминированном поражении легких (ДПЛ) с применением метода трехмерной реконструкции УНИИФ, УрФУ.

10. Шмелев Е. И. Дифференциальная диагностика диссеминированных заболеваний легких неопухолевой природы // РМЖ. – 2001. ‒ № 21. ‒ С. 940-945.

11. Austad A., Elle O. J., Røtnes J. S. Computer-aided planning of trocar placement and robot settings in robot-assisted surgery // International congress series. – Elsevier. ‒ 2001. ‒ Vol. 1230. ‒ P. 1020-1026.

12. Azimian H., Patel R. V., Naish M. D., Kiaii B. A semi-infinite programming approach to preoperative planning of robotic cardiac surgery under geometric uncertainty // IEEE J. Biomed. Health Inform. ‒ 2012. ‒ Vol. 17. № 1. ‒ P. 172-182.

13. Enquobahrie A., Shivaprabhu V., Aylward S., Finet J., Cleary K., Alterovitz R. Patient-specific port placement for laparoscopic surgery using atlas-based registration // Medical Imaging 2013: Image-Guided Procedures, Robotic Interventions, and Modeling. – International Society for Optics and Photonics. 2013. ‒ Vol. 8671. ‒ P. 86711M.

14. Felix Ritter Visual Programming for Prototyping // IEEE Visualization 2007.

15. Interstitial Lung Diseases / European Respiratory Society Monograph, Vol. 46. 2009 (DOI: 10.1183/1025448x.ERM4609).

16. Koontz C. H., Joyner L. R., Nelson R. A. Transbronchial lung biopsy via the fiberoptic bronchoscope in sarcoidosis // Ann. Intern. Med. ‒ 1976. ‒ Vol. 85. ‒ P. 64-66.

17. Spagnolo P., Tonelli R., Cocconcelli E., Stefani A., Richeldi L. Idiopathic pulmonary fibrosis: diagnostic pitfalls and therapeutic challenges // Multidisciplinary Respir. Med. ‒ 2012. ‒ Vol. 7, № 1. ‒ P. 42.

18. Torres L. G., Azimian H., Enquobahrie A. A user-friendly automated port placement planning system for laparoscopic robotic surgery // Medical Imaging 2014: Image-Guided Procedures, Robotic Interventions, and Modeling // Intern. Soc. Optics Photonics. ‒ 2014. ‒ Vol. 9036. ‒ P. 903613.