Анатомическое строение голени живого человека в свете новых информационных технологий

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Согласно приказу Президента Российской Федерации от 21 мая 2006 года, и Распоряжению Президиума РАМН №14-09/40 от 27.07.06. научные исследования по развитию и внедрению новых информационных технологий в различных отраслях знаний, в том числе и в медицине в настоящее время относятся к приоритетным в развитии науки и техники. Несмотря на то, что анатомия голени достаточно детально изучена в работах М.Р. Сапина, Б.А. Никитюка, В.В. Кованова, Ю.М. Лопухина [1983-2005 гг.], данных об индивидуальной виртуальной антропометрии нами в литературе не встречено. Наиболее известными в России работами по компьютерному моделированию в анатомии являются 3D-векторные модели анатомических областей, разработанные А.А. Лойтом [2001-2005 гг], однако, эти модели основаны на ранее определенных и усредненных анатомических параметрах, что несколько ограничивает информативность их применения при работе в клинике с конкретным пациентом, имеющим индивидуальные особенности.

Благодаря активному внедрению в клиническую практику методов РКТ и МРТ стало возможным определение целого ряда патологий человека. Вместе с тем в чистом виде эти методы не совсем удобны для научных анатомических исследований живого человека. Необходимость модификации современных методов исследования диктуется запросами практикующих специалистов. С помощью индивидуального компьютерного моделирования можно достаточно точно выявить и оценить индивидуальные особенности анатомического строения тела живого человека, четко провести предоперационную подготовку пациента, дать рекомендации оперирующему хирургу и избежать возможных ошибок во время операции, связанных, прежде всего, с индивидуальными особенностями анатомического строения пациента.

Цель исследования.

Получить новые данные по строению голени живого человека с помощью разработанного метода индивидуального компьютерного моделирования и дать рекомендации по использованию полученных анатомических данных в клинической практике.

Задачи исследования.

1. Разработать метод индивидуального компьютерного моделирования голени живого человека на основе модификации программного обеспечения обработки данных рентгеновской компьютерной томографии и магнитно-резонансной томографии.

2. Создать индивидуализированный электронный архив морфометрических данных голени живого человека и определить возможности разработанного метода для использования в научных и клинических целях.

3. Определить достоверность результатов индивидуального компьютерного моделирования в сравнении с данными, полученными при классических анатомических исследованиях голени.

4. Дать рекомендации по использованию метода индивидуального компьютерного моделирования голени живого человека в клинической практике, в частности в ортопедии.

Научная новизна исследования.

Впервые разработан метод индивидуального компьютерного моделирования голени живого человека на основе модификации программного обеспечения обработки данных рентгеновской компьютерной томографии и магнитно-резонансной томографии, позволяющий проводить прижизненные антропометрические исследования, а также предоперационную диагностику и планирование хирургических вмешательств на области голени.

Впервые создан индивидуализированный морфометрический электронный архив голени живого человека и определены возможности разработанного метода индивидуального компьютерного моделирования голени в научных и клинических целях.

У лиц женского и мужского пола впервые рассчитаны основные морфометрические коэффициенты анатомических структур голени: A/B - А - длина большеберцовой кости, B - длина малоберцовой кости;

C/D - C - ширина большеберцовой кости на уровне верхнего метафиза, D ширина малоберцовой кости на уровне верхнего метафиза;

E/F - E - ширина большеберцовой кости на уровне диафиза, F - ширина малоберцовой кости на уровне диафиза;

G/H - G - ширина большеберцовой кости на уровне нижнего метафиза, H - ширина малоберцовой кости на уровне нижнего метафиза;

I/J - I площадь мягкотканых структур на уровне верхнего метафиза, J - площадь костных структур на уровне верхнего метафиза;

K/L - K - площадь мягкотканых структур на уровне диафиза, L - площадь костных структур на уровне диафиза;

M/N - M - площадь мягкотканых структур на уровне нижнего метафиза, N - площадь костных структур на уровне нижнего метафиза;

P/O - O - толщина компактного вещества большеберцовой кости на уровне верхнего метафиза, P - толщина губчатого вещества большеберцовой кости на уровне верхнего метафиза; R/Q - Q - толщина компактного вещества большеберцовой кости на уровне диафиза, R - толщина губчатого вещества большеберцовой кости на уровне диафиза;

T/S - S - толщина компактного вещества большеберцовой кости на уровне нижнего метафиза, T - толщина губчатого вещества большеберцовой кости на уровне нижнего метафиза;

V/U - U - толщина компактного вещества малоберцовой кости на уровне верхнего метафиза, V - толщина губчатого вещества малоберцовой кости на уровне верхнего метафиза

X/W - W - толщина компактного вещества малоберцовой кости на уровне диафиза, X - толщина губчатого вещества малоберцовой кости на уровне диафиза

Z/Y - Y - толщина компактного вещества малоберцовой кости на уровне нижнего метафиза, Z - толщина губчатого вещества малоберцовой кости на уровне нижнего метафиза

a/b - a - расстояние между наружными поверхностями костей голени на уровне верхнего метафиза, b - расстояние между внутренними поверхностями костей голени на уровне верхнего метафиза

c/d - c - расстояние между наружными поверхностями костей голени на уровне диафиза, d - расстояние между внутренними поверхностями костей голени на уровне диафиза

e/f - e - расстояние между наружными поверхностями костей голени на уровне нижнего метафиза, f - расстояние между внутренними поверхностями костей голени на уровне нижнего метафиза.

Впервые изучена прижизненная топография сосудисто-нервных пучков с помощью разработанного устройства для определения проекции анатомических образований конечностей на кожу и определены наиболее безопасные сектора для хирургических вмешательств.

Впервые определена достоверность результатов индивидуального компьютерного моделирования в сравнении с данными, полученными при классических анатомических исследованиях голени

Научно-практическая значимость.

Разработана и внедрена в клиническую практику карта-схема сосудисто-нервных пучков голени и устройство для определения проекции анатомических образований конечностей на кожу.

Разработан алгоритм “прижизненное анатомическое исследование -- планирование хирургической операции -- оперативное вмешательство с учетом знания сложных анатомических структур -- оценка результатов и определены основные антропометрические коэффициенты, являющиеся важной составляющей вариантной анатомии, которые должны учитываться в практической хирургии при оперативных вмешательствах на нижних конечностях.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Метод индивидуального компьютерного моделирования голени живого человека является эффективным способом исследования анатомии с использованием рентгеновской компьютерной томографии и магнитно-резонансной томографии.

2. Созданный индивидуализированный архив морфометрических данных голени живого человека содержит новые данные по анатомическому строению голени, которые можно использовать в научных и клинических целях.

3. Результаты индивидуального компьютерного моделирования голени живого человека достоверны в сравнении с данными, полученными при классических анатомических исследованиях голени

4. Метод индивидуального компьютерного моделирования голени живого человека целесообразен для использования в практике ортопедии

Реализация результатов исследования.

Работа выполнена в лаборатории моделирования патологии, на кафедре оперативной хирургии и топографической анатомии Волгоградского государственного медицинского университета, в Волгоградском научном центре РАМН и Администрации Волгоградской области, при участии специалистов отдела лучевой диагностики Волгоградского областного кардиологического центра и сотрудников кафедры систем автоматизированного проектирования и поискового конструирования Волгоградского государственного технического университета.

Материалы диссертации внедрены в учебный процесс на кафедрах оперативной хирургии и топографической анатомии, анатомии человека ВолГМУ. Практические рекомендации используются в работе ортопедического отделения на базе Госпиталя инвалидов войн.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались на X Региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области, Волгоград 2005, на Всероссийской конференции с международным участием «Новые информационные технологии в медицине», Волгоград 2006, на Всероссийской научной конференции, посвященной столетию со дня рождения профессора А.Н. Максименкова «Анатомо-физиологические аспекты современных хирургических технологий», Санкт-Петербург 2006.

По результатам выполненных исследований опубликовано 14 научных статей, из которых, согласно положению ВАК РФ, две опубликованы в цитируемых источниках.

1. Материал и методы исследования

Из общего объема исследований на спиральном компьютерном томографе и магнитно-резонансном томографе, который за восемь лет работы отдела составил 50000 исследований, были выбраны исследования нижней конечности, и, в частности голени. Объем их составил 272 исследования, что составляет 0,5% от общего объема проведенных исследований.

Распределение больных по полу и возрасту показано в табл. 1.

Таблица 1. Распределение больных по полу и возрасту

Возраст пациентов, (лет)	Количество пациентов	Мужчины	Женщины
	Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%
15-20	60	22,1	34	12,5	26	9,6
21--30	84	30,8	48	17,6	36	13,2
31-40	56	20,6	31	11,4	25	9,2
41-50	41	15,1	23	8,5	18	6,6
51-60	20	7,4	8	2,9	12	4,4
Старше 60	11	4,0	3	1,1	8	2,9
Всего	272	100,00	147	54,0	125	46,0

Применение нескольких методов медицинской визуализации позволило нам провести объемное исследование с использованием тонких и перекрывающихся между собой срезов.

Показаниями к РКТ служили:

- несоответствие клинической картины заболевания и данных, полученных традиционной рентгенологической диагностикой;

- выраженные нарушения функции нижней конечности.

Исследование проводилось на спиральном компьютерном томографе Somatom plus 4 (Siemens). Сканирование проводилось без наклона Гентри по следующим техническим параметрам: напряжение - 140 kV, сила тока 110 mA, длительность 35-45 секунд. Томограммы анализировались. Для проведения аксиальных срезов пациент размещался на столе в горизонтальной плоскости по срединной линии в положении «лежа на спине» с вытянутыми в сторону Гентри ногами. Анализ полученных данных производился на основной консоли томографа или на рабочей станции Magic View. Оценка компьютерно-томографических изображений осуществлялась в двух основных диапазонах: 1) при ширине окна 2500 ед. Н и центре окна 480 ед. Н для костных структур и 2) при ширине окна 350 ед. Н и центре окна 35 ед. Н для мягкотканных структур. Показаниями к проведению магнитно-резонансной томографии служили:

- несоответствие клинической картины заболевания и данных, полученных традиционной рентгенологической методикой исследования;

- выраженные нарушения функции нижней конечности;

- выраженные изменения в мягких тканях нижней конечности.

Исследование пациентам проводили на магнитно-резонансном томографе Magnetom Vision (Siemens) с напряженностью магнитного поля в 1,5 Тесла. Использовались катушка для исследования нижних конечностей. Исследование начинали с выполнения Scout (цифрового изображения) нижней конечности. Стандартный протокол включал импульсные последовательности, которые позволяли получить Т1-ВИ, Т2-ВИ с подавлением сигнала от жира.

Больным выполнялись следующие программы:

1. Обзорная программа (Scout-tra-sag-cor) в трех проекциях исследования (аксиальной, сагиттальной и фронтальной): импульсная последовательность быстрого спинового эхо; FOV - 400 мм; TE 6,0 мсек; TR 15,0 мсек; количество срезов - 3, толщина среза 10 мм; размер матрицы 256х256.

2. Т1-se во фронтальной и аксиальной проекциях: FOV - 400 мм; TE 20,0 мсек; TR 570,0 мсек; количество срезов - 21, толщина среза 3 мм; размер матрицы 1024х314.

3. Т2 - fl2d во фронтальной и аксиальной проекциях: импульсная последовательность инверсия восстановления с коротким TI с получением Т2-ВИ с подавлением сигнала от жира; FOV - 400 мм; TE 15,0 мсек; TR 867,0 мсек; количество срезов - 24, толщина среза 3 мм; размер матрицы 1024х224.

Для проведения магнитно-резонансной томографии нижних конечностей пациент размещался на столе в горизонтальной плоскости по срединной линии в положении «лежа на спине» с вытянутыми вперед ногами. Конечности в положении внутренней ротации помещали в катушку для исследования нижних конечностей.

Для анализа результатов исследования, полученных с помощью РКТ и МРТ, нами использовалась программа eFilm. Для получения новых данных по строению голени с помощью современных методов медицинской визуализации (РКТ и МРТ) нами были проведены следующие морфометрические измерения:

1. Длина большеберцовой кости (A)

2. Длина малоберцовой кости (B)

3. Ширина большеберцовой кости на уровне верхнего метафиза (C)

4. Ширина малоберцовой кости на уровне верхнего метафиза (D)

5. Ширина большеберцовой кости на уровне диафиза (E)

6. Ширина малоберцовой кости на уровне диафиза (F)

7. Ширина большеберцовой кости на уровне нижнего метафиза (G)

8. Ширина малоберцовой кости на уровне нижнего метафиза (H)

9. Площадь мягкотканых структур на уровне верхнего метафиза (I)

10. Площадь костных структур на уровне верхнего метафиза (J)

11. Площадь мягкотканых структур на уровне диафиза (K)

12. Площадь костных структур на уровне диафиза (L)

13. Площадь мягкотканых структур на уровне нижнего метафиза (M)

14. Площадь костных структур на уровне нижнего метафиза (N)

15. Толщина компактного вещества большеберцовой кости на уровне верхнего метафиза (O)

16. Толщина губчатого вещества большеберцовой кости на уровне верхнего метафиза (P)

17. Толщина компактного вещества большеберцовой кости на уровне диафиза (Q)

18. Толщина губчатого вещества большеберцовой кости на уровне диафиза (R)

19. Толщина компактного вещества большеберцовой кости на уровне нижнего метафиза (S)

20. Толщина губчатого вещества большеберцовой кости на уровне нижнего метафиза (T)

21. Толщина компактного вещества малоберцовой кости на уровне верхнего метафиза (U)

22. Толщина губчатого вещества малоберцовой кости на уровне верхнего метафиза (V)

23. Толщина компактного вещества малоберцовой кости на уровне диафиза (W)

24. Толщина губчатого вещества малоберцовой кости на уровне диафиза (X)

25. Толщина компактного вещества малоберцовой кости на уровне нижнего метафиза (Y)

26. Толщина губчатого вещества малоберцовой кости на уровне нижнего метафиза (Z)

27. Расстояние между наружными поверхностями костей голени на уровне верхнего метафиза (a)

28. Расстояние между внутренними поверхностями костей голени на уровне верхнего метафиза (b)

29. Расстояние между наружными поверхностями костей голени на уровне диафиза (c)

30. Расстояние между внутренними поверхностями костей голени на уровне диафиза (d)

31. Расстояние между наружными поверхностями костей голени на уровне нижнего метафиза (e)

32. Расстояние между внутренними поверхностями костей голени на уровне нижнего метафиза (f)

33. Вальгусный и варусный углы

Для выявления индивидуальных особенностей строения и хода сосудисто-нервных пучков голени нами было разработано устройство для определения проекции анатомических образований конечностей на кожу.

Устройство работает следующим образом.

С помощью транспортира на компьютерной или магнитно-резонансной томограмме определяется положение интересующего анатомического объекта конечностей (сосудисто-нервный пучок, отдельный нервный ствол или сосуд, сухожилие, мышца, костное образование, патологический очаг) относительно постоянных топографо-анатомических ориентиров. Устройство размещается на конечности соответственно уровню выполненной компьютерной или магнитно-резонансной томограммы. При этом дуги устройства разводятся относительно друг друга посредством шарнира с последующим их совмещением таким образом, что конечность оказывается внутри окружности, образуемой совмещенными дугами. Деление градуированных шкал, соответствующее 0 градусов располагается над пальпаторно определяемым топографо-анатомическим ориентиром, ранее обозначенным на компьютерной или магнитно-резонансной томограмме. Определение положения интересующих анатомических объектов осуществляется путем проецирования ранее установленных с помощью транспортира градусных значений.

Для увеличения эффективности методов исследования нами разработанная совместно с Волгоградским государственным техническим университетом компьютерная программа, которая позволяет формировать 3D изображения (на основе их синтеза из упорядоченных комплектов проекций двумерных сечений, полученных с помощью неинвазивных интроскопических исследований), анализа (включающего в себя, в частности, операции автоматических и интерактивных измерений), модификации (как ручной так и автоматизированной), а также, презентационного представления с управляемыми (задаваемыми пользователем) параметрами визуализации. С целью оценки достоверности проведенного исследования нами совместно с кафедрой оперативной хирургии и клинической анатомии Военно-медицинской академии им. Кирова (г. Санкт-Петербург) было проведено экспериментальное исследование поперечных распилов голени у 10 трупов. Разработанная методика морфометрии нижней конечности (Фомин Н.Ф., Ахмедов А.Х. Санкт-Петербург) дает возможность тщательным образом изучить гистотопографию сосудисто-нервных пучков голени, проанализировать полученные данные, продемонстрировать в мельчайших деталях анатомическое строение среза на любом уровне, сравнить пластинатовый препарат с результатом исследования рентгеновской компьютерной или магнитно-резонансной томографии. Мы использовали схему поинтервального исследования сегментов голени. Для повышения достоверности сведений о строении и положении сосудов, нервов и фасциального каркаса голени предложено условное разделение голени на 10%-е интервалы.

Дистальным ориентиром при определении длины голени является линия, соединяющая вершины медиальной и латеральной лодыжек. Проксимальным ориентиром является линия, проведенная между головкой малоберцовой кости и медиальным надмыщелком большеберцовой кости. Интегральной длиной голени является линия, соединяющая центры дистальной и проксимальной границ. Такой подход позволяет учесть как длину большеберцовой, так и малоберцовой костей.

Все полученные данные исследований были занесены в компьютерный информационный архив и обработаны программой Excel XP for Windows XP. Составленный архив и программная автоматическая обработка полученных результатов позволили сопоставить данные по различным критериям и использовать полученные параметры в статистическом анализе.

2. Результаты исследования и их обсуждение

Первые шаги в реализации моделирования анатомических структур относятся к 90-м годам 20 века, когда появились методики реконструкции с затененной наружной поверхностью и метод прозрачных объемных изображений, основанные на использовании данных компьютерной томографии [Calhoun P.S., Kuzuk B.S., Heath D.G. et al. 1999.; Oldhafer K.G., Stamm G., Raab R. et al. 1999]. В России данное направление появилось в 1997 году, когда были предприняты попытки 3-D реконструкций, носящих сугубо топографо-анатомический характер, на автономной рабочей станции Easy Vision (Philips) [Федоров В.Д., Кармазановский Г.Г., Гузеева Е.Б., Цвиркун В.В., 2003].

Нами в результате проведенного исследования был сформирован индивидуализированный электронный архив анатомического строения голени живого человека, создана компьютерная программа для индивидуального компьютерного моделирования голени, учитывающая индивидуальные особенности анатомического строения пациента. Рассчитаны основные коэффициенты анатомических структур голени живого человека, выявлена прижизненная топография сосудисто-нервных пучков голени и определена достоверность прижизненного анатомического исследования в сравнении с классическими анатомическими методами.

Таблица 2. Таблица морфометрических коэффициентов по данным виртуальной антропометрии в сравнении с методами классического анатомического исследования

Коэффициент	РКТ	МРТ	Трупный материал
	М	Ж	М	Ж	М	Ж
Коэффициент (A/B)	1,06	1,07	1,07	1,05	1,05	1,05
Коэффициент (C/D)	3,3	3,2	2,6	3,2	2,4	3,2
Коэффициент (E/F)	2,7	2,4	2,8	2,8	2,5	2,6
Коэффициент (G/H)	3,8	3,6	2,8	1,9	2	1,7
Коэффициент (I/J)	1,4	1,9	2,8	3,4	2,6	3,02
Коэффициент (K/L)	7,9	8,7	6,2	7,7	7,02	7,4
Коэффициент (M/N)	2,2	3,9	4,1	6,4	3,2	3,5
Коэффициент (P/O)	1,2	1,5	3,6	5	2,7	2,8
Коэффициент (R/Q)	1,3	1,3	2,5	2,5	2,8	3,1
Коэффициент (T/S)	1,4	1,3	1,5	3,5	2	1,8
Коэффициент (V/U)	1,8	1,8	3,6	3,2	3,4	3,6
Коэффициент (X/W)	0,6	0,5	1,5	1,75	2	3
Коэффициент (Z/Y)	0,5	0,5	1,3	0,6	0,5	0,6
Коэффициент (a/b)	15,8	18,5	18,7	15,7	19,5	21,6
Коэффициент (c/d)	5,4	5,3	5,1	5,3	3,7	4,9
Коэффициент (e/f)	12	10	8,5	17	9,1	8,6

Таблица 3. Виртуальная антропометрия (методика РКТ) поверхностных сосудисто-нервных пучков голени у лиц мужского пола, в сравнении с данными классического анатомического исследования

Параметр	РКТ мужчины	Трупный материал	t
Карта - схема сосудов верхней трети: Большая подкожная вена нижней конечности Малая подкожная вена нижней конечности Передний большеберцовый сосудисто-нервный пучок Задний большеберцовый сосудисто-нервный пучок	300-310±7,4є 200-210±8,6є - -	290-300±6,9є 190-200±7,8є 40-50±7,4є 250-260±7,2є	1,9 1,7 - -
Карта - схема сосудов средней трети: Большая подкожная вена нижней конечности Малая подкожная вена нижней конечности Передний большеберцовый сосудисто-нервный пучок Задний большеберцовый сосудисто-нервный пучок	300-310±7,6є 180-190±7,4є - -	310-320±7,7є 190-200±7,4є 60-70±6,9є 260-270±7,4є	1,8 1,9 - -
Карта - схема сосудов нижней трети: Большая подкожная вена нижней конечности Малая подкожная вена нижней конечности Передний большеберцовый сосудисто-нервный пучок Задний большеберцовый сосудисто-нервный пучок	320-330±7,1є 180-190±7,6є - -	330-340±7,3є 170-180±7,8є 50-60±7,4є 250-260±7,5є	1,9 1,8 - -

Где t - коэффициент Стъюдента.

При t<2 исследования являются достоверно не различными, что подтверждает высокие возможности методов РКТ и МРТ в изучении прижизненной топографии сосудисто-нервных пучков и определении секторов безопасности при оперативных вмешательствах.

Таблица 4. Виртуальная антропометрия (методика РКТ) поверхностных сосудисто-нервных пучков голени у лиц женского пола в сравнении с данными классического анатомического исследования

Параметр	РКТ женщины	Трупный материал	t
Карта - схема сосудов верхней трети: Большая подкожная вена нижней конечности Малая подкожная вена нижней конечности Передний большеберцовый сосудисто-нервный пучок Задний большеберцовый сосудисто-нервный пучок	280-290±7,7є 180-190±7,3є - -	270-280±6,9є 190-200±7,5є 50-60±7,2є 240-250±7,7є	1,9 1,9 - -
Карта - схема сосудов средней трети: Большая подкожная вена нижней конечности Малая подкожная вена нижней конечности Передний большеберцовый сосудисто-нервный пучок Задний большеберцовый сосудисто-нервный пучок	300-310±6,9є 170-180±7,4є - -	310-320±7,9є 180-190±8є 50-60±7,6є 250-260±7,8є	1,9 1,8 - -
Карта - схема сосудов нижней трети: Большая подкожная вена нижней конечности Малая подкожная вена нижней конечности Передний большеберцовый сосудисто-нервный пучок Задний большеберцовый сосудисто-нервный пучок	330-340±7,6є 190-200±7,4є - -	320-330±7,4є 180-190±7,9є 30-40±7,4є 260-270±7,7є	1,8 1,8 - -

Где t - коэффициент Стъюдента.

голень сосудистый компьютерный топография

Таблица 5. Виртуальная антропометрия (методика МРТ) поверхностных сосудисто-нервных пучков голени у лиц мужского пола в сравнении с данными классического анатомического исследования

Параметр	МРТ мужчины	Трупный материал	t
Карта - схема сосудов верхней трети: Большая подкожная вена нижней конечности Малая подкожная вена нижней конечности Передний большеберцовый сосудисто-нервный пучок Задний большеберцовый сосудисто-нервный пучок	300-310±7,7є 180-190±7,4є 30-40±7,1є 260-270±7,6є	290-300±6,9є 190-200±7,8є 40-50±7,4є 250-260±7,2є	1,9 1,8 1,9 1,9
Карта - схема сосудов средней трети: Большая подкожная вена нижней конечности Малая подкожная вена нижней конечности Передний большеберцовый сосудисто-нервный пучок Задний большеберцовый сосудисто-нервный пучок	300-310±6,9є 200-210±7,8є 50-60±7,4є 250-260±7,7є	310-320±7,7є 190-200±7,4є 60-70±6,9є 260-270±7,4є	1,9 1,8 1,9 1,8
Карта - схема сосудов нижней трети: Большая подкожная вена нижней конечности Малая подкожная вена нижней конечности Передний большеберцовый сосудисто-нервный пучок Задний большеберцовый сосудисто-нервный пучок	340-350±7,6є 160-170±7,4є 40-50±7,7є 260-270±7,6є	330-340±7,3є 170-180±7,8є 50-60±7,4є 250-260±7,5є	1,8 1,8 1,8 1,8

Где t - коэффициент Стъюдента.

Таблица 6. Виртуальная антропометрия (методика МРТ) поверхностных сосудисто-нервных пучков голени у лиц женского пола в сравнении с данными классического анатомического исследования

Параметр	МРТ женщины	Трупный материал	t
Карта - схема сосудов верхней трети: Большая подкожная вена нижней конечности Малая подкожная вена нижней конечности Передний большеберцовый сосудисто-нервный пучок Задний большеберцовый сосудисто-нервный пучок	280-290±7,4є 200-210±7,4є 40-50±7,4є 250-260±7,2є	270-280±6,9є 190-200±7,5є 50-60±7,2є 240-250±7,7є	1,9 1,8 1,9 1,8
Карта - схема сосудов средней трети: Большая подкожная вена нижней конечности Малая подкожная вена нижней конечности Передний большеберцовый сосудисто-нервный пучок Задний большеберцовый сосудисто-нервный пучок	300-310±7,4є 190-200±7,9є 40-50±7,1є 260-270±7,4є	310-320±7,9є 180-190±8є 50-60±7,6є 250-260±7,8є	1,8 1,7 1,9 1,8
Карта - схема сосудов нижней трети: Большая подкожная вена нижней конечности Малая подкожная вена нижней конечности Передний большеберцовый сосудисто-нервный пучок Задний большеберцовый сосудисто-нервный пучок	310-320±7,9є 190-200±7,2є 20-30±7,6є 270-280±7,2є	320-330±7,4є 180-190±7,9є 30-40±7,4є 260-270±7,7є	1,8 1,8 1,8 1,8

Где t - коэффициент Стъюдента.

Для увеличения эффективности неинвазивных методов исследования нами предлагается специализированный программный комплекс (ПК) для интеллектуализации диагностических процедур с использованием РКТ и МРТ на основе синтеза и анализа виртуальных топографо-анатомических сред.

Под виртуальной топографо-анатомической средой мы понимаем компьютерное представление совокупности областей человеческого тела, значимых в контексте проводимого исследования. Такое представление преимущественно имеет трехмерную (3D) пространственную структуру и может дополнительно содержать описания необходимых объектов искусственного происхождения (например, аппарат Илизарова), также задаваемых в виде 3D структур. Разработанная нами на основе Программного Комплекса компьютерная программа способна путем обработки файлов формата DICOM, полученных с компьютерного или магнитно-резонансного томографа построить качественную трехмерную модель интересующих практических специалистов анатомических структур. На модели хорошо визуализируются костные и мягкотканые структуры, сосудисто-нервные пучки, топографо-анатомические взаимоотношения, что позволяет провести качественную предоперационную диагностику, планирование хирургических вмешательств и предотвращение возможных интраоперационных осложнений, связанных с индивидуальными топографо-анатомическими особенностями области операции.

Заключение

ВЫВОДЫ:

1. Разработанный метод индивидуального компьютерного моделирования голени живого человека основанный на модификации программного обеспечения обработки данных рентгеновской компьютерной томографии и магнитно-резонансной томографии является эффективным методом изучения прижизненной анатомии человека, позволяющий получить целый ряд анатомических параметров голени, внедрить в исследования живого человека новые антропометрические данные, осуществить построение трехмерных моделей, использовать полученные данные по индивидуальному строению костей, мягких тканей, сосудисто-нервных пучков в клинической практике, в частности, в ортопедии.

На основе метода индивидуального компьютерного моделирования создан электронный архив антропометрических параметров голени живого человека, содержащий цифровую информацию, изображения сканов на различных уровнях, объемные модели, позволяющий быстро провести распределение материала по половому и возрастному признакам. Выявленные нами антропометрические параметры - коэффициент A/B у мужчин - 1,07 у женщин - 1,05 коэффициент C/D у мужчин у женщин - 3,2 коэффициент E/F у мужчин - 2,8 у женщин - 2,5, коэффициент G/H у мужчин 2,8, у женщин - 1,9, коэффициент I/J у мужчин 2,8, у женщин - 3,4, коэффициент K/L у мужчин - 6,2, у женщин - 7,7, коэффициент M/N у мужчин - 4,1, у женщин - 6,4, коэффициент P/O у мужчин - 3, у женщин - 5, коэффициент R/Q у мужчин 2,5, у женщин - 2,5, коэффициент T/S у мужчин - 2, у женщин - 3,5, коэффициент V/U у мужчин - 3,6, у женщин - 2,8, коэффициент X/W у мужчин - 2, у женщин - 3,5, коэффициент Z/Y у мужчин - 0,8, у женщин - 1, коэффициент a/b у мужчин - 18,7, у женщин - 15,7, коэффициент c/d у мужчин - 5,1, у женщин - 5,3, коэффициент e/f у мужчин - 12,7, у женщин -17. Безопасный сектором для хирургических разрезов в верхней трети голени у мужчин являются сектора, соответствующие 40-260є и 270-360є, у женщин - 50-260є и 270-360є, в средней трети голени у мужчин безопасными являются сектора, соответствующие 30-250є и 260-360є, у женщин - 40-260є и 270-360є, в нижней трети голени безопасными являются сектора, соответствующие у мужчин 40-260є и 270-360є, у женщин - 20-260є и 270-360є - имеют большое значение для исследования анатомического строения голени, могут быть использованы как при виртуальной, так и при классической антропометрии, а также имеют прикладное значение для ортопедии.

3. Сопоставление результатов исследований морфометрии голени выполненных на поперечных срезах голени в классических анатомических исследованиях и результатов виртуальной антропометрии, полученных с помощью метода индивидуального компьютерного моделирования показал их достоверную сопоставимость, что позволяет рекомендовать данную методику как метод прижизненного изучения анатомии человека.

4. Метод индивидуального компьютерного моделирования позволяет использовать данные прижизненного анатомического исследования в клинической практике, посредством реализации алгоритма “прижизненное анатомическое исследование -- планирование хирургической операции -- оперативное вмешательство с учетом знания сложных анатомических структур -- оценка результатов хирургического вмешательства»

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ:

1. При планировании операции на голени рекомендуем использовать метод индивидуального компьютерного моделирования

2. позволяющий выяснить индивидуальные особенности анатомического строения зоны оперативного вмешательства

3. При выполнении оперативного вмешательства на голени рекомендуем использовать разработанное устройство для определения проекции анатомических образований на кожу, позволяющее снизить риск повреждения сосудисто-нервных пучков голени в зоне операции

4. Предложенные антропометрические коэффициенты и сектора безопасности хирургических разрезов целесообразно использовать как при виртуальных анатомических исследованиях, так и при планировании оперативных доступов и приемов в области голени.

Литература

1. Возможность индивидуального 3-х мерного компьютерного моделирования в хирургии // Сборник статей трудов «Новые технологии в медицине (морфологические, экспериментальные, клинические и социальные аспекты)», посвященной 70-летию ВолГМУ. 2005.- т. 61, вып.1., с.50 - 51 (соавт. Воробьев А.А., Поройский С.В., Баринов А.С.).

2. Возможности использования современных баз данных в изучении индивидуального строения голени и коленного сустава // Материалы Всероссийской конференции «Актуальные вопросы современной хирургии», г. Курск 2005 г. - с.268 - 269 (соавт. Воробьев А.А. Поройский С.В., Крайнев А.В., Андрющенко Ф.А).

3. Интеллектуализация процедур диагностики с использованием рентгеновской компьютерной и магнитно-резонансной томографии на основе синтеза и анализа виртуальных топографо-анатомических сред // Вестник ВолГМУ №3/15/2005 г. с. 3 - 6. (соавт. Воробьев А.А., Камаев В.А., Петрухин А.В., Егин Е.И., Поройский С.В., Баринов А.С., Крайнев А.В., Андрющенко Ф.А.) - ведущий рецензируемый журнал.

4. Исследование процессов репаративной регенерации при чрескостном внеочаговом остеосинтезе // Материалы Научной конференции «Актуальные проблемы экспериментальной и клинической медицины, Волгоград, 2005 с. 31-32 (соавт. Рубцов Н.Ю., Колпаков В.А., Шуваев А.В., Кашаев

5. Трехмерная векторная компьютерная модель коленного сустава при различной патологии // Материалы Всероссийской конференции с международным участием «Новые информационные технологии в медицине», г. Волгоград 2006, с.8 (соавт. А.А. Воробьев, А.В. Петрухин, С.В. Поройский, А.С. Баринов, А.В. Золотарев).

6. Новый программный продукт в индивидуальном компьютерном моделировании // Материалы Всероссийской конференции с международным участием «Новые информационные технологии в медицине», г. Волгоград, с.11-12 (соавт. А.А. Воробьев, А.В. Петрухин, С.В. Поройский, А.С. Баринов, А.В. Золотарев).

7. Индивидуальное компьютерное моделирование голени с помощью современных методов диагностики для нужд ортопедической косметоло-гии // Материалы Всероссийской конференции с международным участием «Новые информационные технологии в медицине», г. Волгоград, с.12-13 (соавт. А.А. Воробьев, А.В. Петрухин, С.В. Поройский, А.С. Баринов, А.В. Золотарев).

8. Индивидуальное компьютерное моделирование голени в ортопедической косметологии // Материалы Всероссийской Научной конференции «Анатомо-физиологические аспекты современных хирургических технологий», посвященная 100-летию со дня рождения А.Н. Максименкова». г.Санкт-Петербург 2006 С. 81 (соавт. А.А. Воробьев, А.В. Петрухин, С.В. Поройский, А.С. Баринов, А.В. Золотарев).

9. Компьютерная и магнитно-резонансная томографии в свете новых компьютерных технологий // Материалы Всероссийской конференции «Новые технологии в хирургии и клинической анатомии - 2006» Пермь 2006 с. 26-27 (соавт. Воробьев А.А., Егин Е.И., Поройский С.В., Колмаков А.А.).

10. Перспективы применения новых компьютерных технологий в хирургии // Материалы Всероссийской конференции «Новые технологии в хирургии и клинической анатомии - 2006» Пермь 2006 с. 27-28 (соавт. А.А. Воробьев, Е.И. Егин, Ф.А. Андрющенко, С.В. Поройский, А.А. Колмаков).

11. Возможности применения компьютерного анализа виртуальных топографо-анатомических сред в медицине // Известия Волгоградского государственного технического университета: Межвузовский сборник научных статей № 2(17)/ВолГТУ - Волгоград, 2006 136 с. [сер. Концептуальное проектирование в образовании, технике и технологии. Вып. 2] 28 с. (соавт. Воробьев А.А., Камаев В.А., Петрухин А.В., Егин Е.И., Поройский С.В., Баринов А.С., Крайнев А.В., Андрющенко Ф.А) - ведущий рецензируемый журнал.

12. Достоверность результатов виртуальной антропометрии в сравнении с классическими методами изучения анатомии // Бюллетень Волгоградского научного центра РАМН и Администрации Волгоградской области № 3 2006 года 35-37с. (соавт. А.А. Воробьев, Н.Ф. Фомин, А.Х. Ахмедов, А.С. Баринов, С.В. Поройский).

13. Метод индивидуального компьютерного моделирования голени живого человека // Материалы международной конференции «Информационные технологии в медицине» Волгоград 2006 201-203с. (соавт. А.А. Воробьев).

14. Устройство для определения проекции анатомических образований конечностей на кожу // Приоритет на полезную модель № 2006134836 от 28 сентября 2006 года. (соавт. А.А. Воробьев, С.В. Поройский, А.Х. Ахмедов, А.С. Баринов.).

Размещено на Allbest.ru