Для травматических повреждений
средней зоны лица также характерно наличие деформаций, т.е. смещение
комплексов мягких, костных тканей и изменение их объёма. При этом
основной задачей для диагностики и планирования лечения таких
пострадавших является в каждом индивидуальном случае получение точного
3-мерного представления об изменении костной и мягкотканной структуры
лица. С этой целью у больных с данной патологией используется
компьютеризированное осевое томографическое исследование. В результате
развития программного обеспечения компьютерной графики с помощью метода
лазерной стереолитографии появилась возможность изготовления
прецизионных твердых пластиковых копий трёхмерных объектов (черепа и
других областей человека).
В литературе последних лет имеются указания о перспективах дальнейшего
внедрения этого метода в клиническую практику при травматических
повреждениях и наличии других патологий челюстно-лицевой области.
Учитывая актуальность внедрения метода лазерной стереолитографии, мы
использовали его основные возможности при диагностике и лечении травм
средней зоны лица.
В клинике челюстно-лицевой хирургии Московского областного
научно-исследовательского клинического института им. М.Ф. Владимирского
под наблюдением находилось 36 больных с различными дефектами и
деформациями средней зоны лица, поступивших на лечение в сроки от 1 до
47 суток после травмы. Лазерная стереолитография, используемая как
технология, позволяла всего за несколько часов выполнять пластиковые
копии черепа исследуемых нами больных. Данные копии изготовлялись на
установке лазерной стереолитографии ЛС-250/3 в Институте проблем
лазерных и информационных технологий РАН (ИПЛИТ РАН) г.Шатура Московской
области по результатам исследования пациентов на компьютерном
рентгеновском томографе HiSpeed CT GEMS IDEN 01 фирмы GE MEDICAL
SYSTEMS. Для преобразования томограмм в трехмерную компьютерную модель,
которая является исходной для лазерной стереолитографии, использовался
разработанный в ИПЛИТРАН пакет программ 3Dview. Данное программное
обеспечение позволяет выполнять следующие основные функции: читает
исходные данные рентгеновского томографа; определяет границу объекта на
томограммах и формирует твердотельную модель объекта; фильтрует
твердотельную модель (удаляет малогабаритные одиночные фрагменты и
замкнутые полости); позволяет оператору-эксперту и хирургу при
необходимости выполнять интерактивное редактирование полученной
твердотельной модели для удаления артефактов, которые не несут полезной
информации; транслирует твердотельное представление в формат STL,
который является общепринятым для установок лазерной стереолитографии.
Рис 1.
|
Для
оперативного изготовления пластиковых копий фрагментов черепов пациентов
использовалась схема, приведенная на рис.1. Результат исследования пациента на спиральном
компьютерном томографе преобразовывался в набор из 100-150 томограмм с
шагом 1,5 мм, которые вводились в персональный IBM совместимый компьютер
в формате DICOM и/или BMP. Набор томограмм упаковывался и по электронной
сети пересылался в Институт проблем лазерных и информационных технологий
РАН. Полученные томограммы с помощью пакета 3Dview преобразовывались в
трехмерную компьютерную модель в STL формате, который является входным
для программного обеспечения разработанного для установки лазерной
стереолитографии ЛС-250/Э. Затем пластиковая модель, изготовленная
методом лазерной стереолитографии, отвозилась в лечебное учреждение.
Оперативность схемы формирования модели не превышает 24 часов.
|
Данный метод был использован при диагностике и лечении больных с
различными по величине, форме и объему дефектами и деформациями средней
зоны лица травматического происхождения:
а) при дефектах и деформациях носо-скуло-глазничной области - 19
человек;
б) при дефектах и деформациях верхних челюстей - 3 человека;
в) при дефектах и деформациях стенок придаточных пазух носа (лобной и
верхнечелюстной)-14 человек.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Использование метода лазерной стереолитографии при хирургическом
лечении травм средней зоны лица позволило нам разработать три основных
клинических направления.
1. После
получения объемной пластиковой копии черепа больного, замещение дефектов
и устранение деформаций осуществляли с помощью индивидуальных
имплантатов, изготовленных из биокомпозиционного материала БАК-1000 или
Palamed G40 (гентамицином). Были апробированы три схемы использования
имплантатов:
- путем ручной формовки ("лепки") имплантата,
необходимого для устранения дефекта или деформации, на пластиковой
модели копии черепа больного (рис. 2);
- путем изготовления пластиковой модели
имплантата и изготовления с его помощью пресс-формы из термостойкого
гипса, которая использовалась для формовки имплантата из
биокомпозиционного материала;
- путем создания по компьютерной модели
имплантата компьютерной модели пресс-формы и изготовления ее элементов
методом лазерной стереолитографии.
Для
реализации первого подхода при оперативном вмешательстве изготовление
имплантата осуществляли из самотвердеющего композиционного материала
Palamed G40 с гентамицином предварительно на модели, а затем переносили
на область дефекта; при втором подходе - предварительно изготавливали
пластиковую копию имплантата также прецизионно методом лазерной
стереолитографии, а при реализации третьего подхода - достаточно
создания компьютерной модели имплантата, которая также необходима для
изготовления пластиковой модели пресс-формы методом лазерной
стереолитографии и осуществлялась в последовательности, указанной на рис. 3.
|
Рис 3.
|
2.
Следующим направлением использования моделей, полученных методом
лазерной стереолитографии, является составление программы хирургического
лечения больных с дефектами и деформациями средней зоны лица,
возникшими в результате смещения у них комплекса костных и мягких
тканей носо-скуло-глазничной области, верхней челюсти, стенок
придаточных пазух носа (рис. 4).
Пример планирования хирургического лечения больной с данной патологией
и составления программы операции устранения деформации мы приводим с
применением компрессионно-дистракционного внутриротового аппарата,
разработанного совместно с фирмой "КОНМЕТ". На объемной пластиковой
модели вычисляли размеры дефекта и деформации, вектор направления
дистракции, обозначали основные ориентиры установки
компрессионно-дистракционного аппарата, позволяющего провести не только
репозицию скуловой кости, но и восстановить костную ткань в области
дефектов стенок глазницы и верхнечелюстной пазухи (рис. 5, 6, 7).
Хирургическое лечение,
проведённое у больной, заключалось в проведении остеотомии в точках
прикрепления скуловой кости на пораженной стороне. Внутриротовым
доступом установлен аппарат с компрессией скуловой кости и прилежащих к
ней фрагментов. Через 10 дней начата дистракция по 0,5 мм в сутки. Такой
темп выдерживали первые 7 суток. В последующие дни темп дистракции
снижали на 0,25 мм до получения конечного результата, определенного
программой. Затем процесс дистракции полностью прерывался, но аппарат на
период фиксации оставался ещё на 3 недели до рентгенологического и
клинического подтверждения образования регенерата и устранения
деформации средней зоны лица (рис. 8).
3. На
основании проведенных исследований повреждений средней зоны
непосредственно на моделях (пластиковых копиях черепа больных) нами
выявлен различный механизм и объем разрушения и деформации кости:
разрыв, сжатие и сдвиг её в зависимости от направления
смещения наиболее утолщенных
костных образований лицевого черепа. К ним относятся контрфорсы средней
зоны лица и скуловая кость. При смещении скуловой кости после травмы с
одно-, двух- и трехосевым ее вращением, а также с оскольчатым,
фрагментарным смещением костных образований в области контрфорсов по
плоскости, в большинстве случаев это приводило к повреждениям мягких
тканей области глазницы, возникновению ишемии в окологлазничных тканях и
формированию контрактуры Фолькмана глазодвигательных мышц,
сопровождающейся диплопией и ограничением подвижности глаз. В указанных
случаях в большей степени также подвергались повреждению стенки
верхнечелюстных и лобных пазух, возникала вероятность появления
воспалительных явлений в их слизистых оболочках. Оперативные
вмешательства, проводимые у таких пострадавших, были направлены на
репозицию костных фрагментов, устранение дефектов и деформаций, а также
функциональных нарушений глазодвигательного аппарата и санацию
придаточных пазух носа.
ВЫВОДЫ
Использование современных технологий компьютерного моделирования и
физических пластиковых моделей копий черепа больного, полученных методом
лазерной стереолитографии позволяет получить достаточно объективную
информацию о патологии в области повреждения, создавать прецизионные
имплантаты для её устранения. На основании анализа механизма травмы,
объема разрушения и деформации возможно оптимальное программирование
оперативного лечения, создание индивидуальных аппаратов для проведения
дистракции с сохранением регенеративной способности костной ткани.
Разработанные способы использования имплантатов для замещения дефектов
средней зоны лица позволили осуществлять предварительное их
конструирование перед операцией, а также при необходимости -
непосредственно во время проведения оперативного вмешательства. Таким
образом, метод лазерной стереолитографии значительно расширяет
возможности современной костно-пластической хирургии и способствует
внедрению в практику новых видов имплантатов.