grekovВестник хирургии имени И.И. ГрековаGrekov's Bulletin of Surgery0042-4625Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russion Federation, FSBEI HE I.P.Pavlov SPbSMU MOH Russia10.24884/0042-4625-2019-178-5-74-80grekov-1312Research ArticleОПЫТ РАБОТЫEXPERIENCE OF WORKВИРТУАЛЬНОЕ 3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ В ХИРУРГИИ ПЕЧЕНИVIRTUAL COLOR 3D-MODELING IN LIVER SURGERYhttps://orcid.org/0000-0001-8539-4392ПанченковД. Н.PanchenkovD. N.

Панченков Дмитрий Николаевич - д-р мед. наук, профессор, зав. лабораторией минимально инвазивной хирургии

Dmitry N. Panchenkov

dnpanchenkov@mail.ruИвановЮ. В.IvanovYu. V.

Иванов Юрий Викторович - д-р мед. наук, профессор, зав. отделением хирургии

Yu. V. Ivanov

dnpanchenkov@mail.ruКолсановА. В.KolsanovA. V.

Колсанов Александр Владимирович - д-р мед. наук, профессор, зав. кафедрой оперативной хирургии и клинической анатомии с курсом инновационных технологий, директор Института инновационного развития СамГМУ, руководитель Центра прорывных исследований «Информационные технологии в медицине»

Aleksandr V. Kolsanov

dnpanchenkov@mail.ruЧаплыгинС. С.ChaplyginS. S.

Чаплыгин Сергей Сергеевич - канд. мед. наук, доцент кафедры оперативной хирургии и клинической анатомии с курсом инновационных технологий

Sergey S. Chaplygin

dnpanchenkov@mail.ruЗельтерП. М.ZelterP. M.

Зельтер Павел Михайлович - канд. мед. наук, ассистент кафедры лучевой диагностики и лучевой терапии с курсом медицинской информатики, зав. рентгеновским отделением

Pavel M. Zelter

dnpanchenkov@mail.ruТупикинК. А.TupikinK. A.

Тупикин Кирилл Алексеевич - канд. мед. наук, старший научный сотрудник лаборатории минимально инвазивной хирургии

Kirill A. Tupikin

kirilltupikin87@gmail.comАстаховД. А.AstahovD. A.

Астахов Дмитрий Анатольевич - канд. мед. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории минимально инвазивной хирургии, врач-онколог

Dmitry A. Astahov

dnpanchenkov@mail.ruЗлобинА. И.ZlobinA I.

Злобин Александр Иванович - канд. мед. наук, старший научный сотрудник лаборатории минимально инвазивной хирургии, врач-хирург

Aleksandr I. Zlobin

dnpanchenkov@mail.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий» Федерального медико-биологического агентства России; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный медико-стоматологический университет имени А. И. Евдокимова» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияFederal Research Clinical Center for Specialized medical care and medical technologies of FMBA; A. I. Evdokimov Moscow State University of Medicine and DentistryRussian FederationФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииRussian FederationSamara State Medical UnivesityRussian FederationФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный медико-стоматологический университет имени А. И. Евдокимова» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииRussian FederationA. I. Evdokimov Moscow State University of Medicine and DentistryRussian Federation20191709201917857480Copyright © Панченков Д.Н., Иванов Ю.В., Колсанов А.В., Чаплыгин С.С., Зельтер П.М., Тупикин К.А., Астахов Д.А., Злобин А.И., 20192019Панченков Д.Н., Иванов Ю.В., Колсанов А.В., Чаплыгин С.С., Зельтер П.М., Тупикин К.А., Астахов Д.А., Злобин А.И.Panchenkov D.N., Ivanov Y.V., Kolsanov A.V., Chaplygin S.S., Zelter P.M., Tupikin K.A., Astahov D.A., Zlobin A.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-grekova.ru/jour/article/view/1312ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Изучение возможности предоперационного цветного 3D-моделирования и интраоперационной навигации за счет использования системы «Автоплан» при хирургическом лечении пациентов с патологией печени.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ. Система «Автоплан» использована у 32 больных с различными хирургическими заболеваниями печени – гемангиомой, эхинококковой кистой, альвеококкозом и метастазами колоректального рака – с целью оценки возможности выполнения операции – резекции печени того или иного объема.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. Выполненное 3D-моделирование печени на предоперационном этапе позволило в 3 (10,3%) случаях из 32 отказаться от намеченного оперативного лечения в пользу консервативной терапии в связи с местным распространением патологического процесса (в 2 случаях – метастатическое билобарное и в 1 случае – альвеококкозное поражение органа). Из 29 оперированных пациентов у 6 (20,7%) на этапе предоперационного моделирования был изменен планируемый объем резекции печени: у 4 больных – в сторону его увеличения в связи с выявленным топографо-анатомическим расположением новообразований, а у 2 – в сторону его уменьшения, обусловленного особенностями кровоснабжения зоны хирургического интереса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Предоперационное 3D-моделирование позволяет хирургу лучше подготовиться к хирургическому вмешательству с учетом индивидуальных анатомических особенностей пациента и выбрать оптимальный объем операции. Знание 3D-топографии образований в печени позволяет уменьшить интраоперационную кровопотерю и вероятность повреждения внутрипеченочных структур (сосуды, желчные протоки). Послеоперационное 3D-моделирование позволяет оценить адекватность объема проведенного хирургического вмешательства и может служить объективным критерием в оценке качества медицинской помощи.

Авторы заявили об отсутствии конфликта интересов.

Авторы подтверждают, что соблюдены права людей, принимавших участие в исследовании, включая получение информированного согласия в тех случаях, когда оно необходимо, и правила обращения с животными в случаях их использования в работе. Подробная информация содержится в Правилах для авторов.

The OBJECTIVE of this work was to study the possibility of preoperative color 3D-modeling and intraoperative navigation through the use of the system «Avtoplan» in the surgical treatment of patients with pathology of the liver.

MATERIAL AND METHODS

MATERIAL AND METHODS. System «Avtoplan» was used in 32 patients with different surgical diseases of the liver: hemangioma, hydatid cyst, alveococcosis and metastatic colorectal cancer to assess the feasibility of the operation – resection of the liver of a particular volume.

RESULTS

RESULTS. The performed 3D-modeling of the liver in the preoperative stage were used in 3 cases (10.3%) of 32 to abandon the planned surgical treatment in favor of conservative therapy due to local spread of the pathological process (in 2 cases – metastatic bilobate and in 1 case – alveococcosis organ damage). Of the 29 operated patients, in 6 (20.7%) at the stage of preoperative modeling, the planned volume of liver resection was changed: in 4 patients, in the direction of its increase in connection with the identified topographic and anatomic location of tumors, and in 2 patients, in the direction of its reduction due to the peculiarities of the blood supply to the zone of surgical interest.

CONCLUSION

CONCLUSION. Preoperative 3D-modeling allowed the surgeon to better prepare for surgical intervention according to individual anatomical characteristics of the patient and to choose the optimal extent of surgery. Knowledge of 3D topography of liver lesions allowed reducing intraoperative blood loss and the likelihood of damage to intrahepatic structures (vessels, bile ducts). Postoperative 3D modeling allowed to assess the adequacy of the volume of surgery performed and could serve as an objective criterion in assessing the quality of medical care.

The authors declare no conflict of interest.

The authors confirm that they respect the rights of the people participated in the study, including obtaining informed consent when it is necessary, and the rules of treatment of animals when they are used in the study. Author Guidelines contains the detailed information.

виртуальное 3D-моделированиесистема «Автоплан»резекция печениvirtual 3D modelling system «Avtoplan»resection of the liverReferencesHallet J., Gayet B., Tsung A. et al. Systematic review of the use of preoperative simulation and navigation for hepatectomy : current status and future perspectives // J Hepatobiliary Pancreat Sci. 2015. № 5. P. 353–362. Doi: 10.1002/jhbp.220.Hallet J., Gayet B., Tsung A., Wakabayashi G., Pessaux P. Systematic review of the use of pre-operative simulation and navigation for hepatectomy: current status and future perspectives. J Hepatobiliary Pancreat Sci. 2015 May 22;(5):353–362. Doi: 10.1002/jhbp.220.Виртуальное хирургическое моделирование на основе данных компьютерной томографии : моногр. / В. Д. Федоров, Г. Г. Кармазановский, Е. Б. Гузеева, В. В. Цвиркун. М. : Видар-М, 2003. 184 с.Fedorov V. D., Karmazanovskii G. G., Guzeeva E. B., Tsvirkun V. V. Virtual’noe khirurgicheskoe modelirovanie na osnove dannykh komp’iuternoi tomografii. Monografija. Moscow, Vidar-M. 2003:184. (In Russ.).Колсанов А. В., Манукян А. А., Зельтер П. М. и др. Виртуальное моделирование операции на печени на основе данных компьютерной томографии // Анналы хирург. гепатологии. 2016. Т. 21, № 4. С. 16–22.Kolsanov A. V., Manukian A. A., Zel’ter P. M., Chaplygin S. S., Kapishnikov A. V. Virtual’noe modelirovanie operatsii na pecheni na osnove dannykh komp’iuternoi tomografii. Annaly Khirurgicheskoy Gepatologii. 2016;21(4):16–22. (In Russ.).Hansen C., Zidowitz S., Hindennach M. et al. Interactive determination of robust safety margins for oncologic liver surgery // Int. J. Comput. Assist. Radiol. Surg. 2009. Vol. 4, № 5. Р. 469–474. Doi: 10.1007/s11548- 009-0359-1.Hansen C., Zidowitz S., Hindennach M., Schenk A., Hahn H., Peitgen H. O. Interactive determination of robust safety margins for oncologic liver surgery. Int. J. Comput. Assist. Radiol. Surg. 2009;4(5):469–474. Doi: 10.1007/s11548-009-0359-1.Arora R., Kalra P., Madan R. 3D Model Generation of Patient Specific Liver with Pancreas and Portal Veins // Int J Sci Rese (IJSR). 2014. № 5. Р. 1875–1878.Arora R., Kalra P., Madan R. 3D Model Generation of Patient Specific Liver with Pancreas and Portal Veins. Int J Sci Rese (IJSR). 2014 May 3; (5):1875–1878.Banz V. M., Baechtold M., Weber S. et al. Computer planned, imageguided combined resection and ablation for bilobar colorectal liver metastases // World J. Gastroenterol. 2014. Vol. 20, № 40. Р. 14992–14996. Doi: 10.3748/wjg.v20.i40.14992.Banz V. M., Baechtold M., Weber S., Peterhans M., Inderbitzin D., Candinas D. Computer planned, image-guided combined resection and ablation for bilobar colorectal liver metastases. World J. Gastroenterol. 2014;20(40):14992–14996. Doi: 10.3748/wjg.v20.i40.14992.Bégin A., Martel G., Lapointe R. et al. Accuracy of preoperative automatic measurement of the liver volume by CT-scan combined to a 3D virtual surgical planning software (3DVSP) // Surg Endosc. 2014. № 12. Р. 3408–3412. Doi: 10.1007/s00464-014-3611-x.Bégin A., Martel G., Lapointe R., Belblidia A., Lepanto L., Soler L. Accuracy of preoperative automatic measurement of the liver volume by CT-scan combined to a 3D virtual surgical planning software (3DVSP). Surg Endosc. 2014 Dec 28;(12):3408–3412. Doi: 10.1007/s00464-014-3611-x.Lin Q., Xu Z., Li B. et al. Immersive virtual reality for visualization of abdominal CT // Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 2013. Р. 8673. Doi: 10.1117/12.2008050.Lin Q., Xu Z., Li B., Baucom R., Poulose B., Landman B. A., Bodenheimer R. E. Immersive virtual reality for visualization of abdominal CT. Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 2013:8673. Doi: 10.1117/12.2008050.Peterhans M., Berg A. vom, Dagon B. et al. A navigation system for open liver surgery : design, workflow and first clinical applications // Int. J. Med. Robot. 2011. Vol. 7, № 1. P. 7–16. Doi: 10.1002/rcs.360.Peterhans M., vom Berg A., Dagon B., Inderbitzin D., Baur C., Candinas D., Weber S. A navigation system for open liver surgery: design, workflow and first clinical applications. Int. J. Med. Robot. 2011;7(1): 7–16. Doi: 10.1002/rcs.360.Soler L., Delingette H., Malandain G. et al. An automatic virtual patient reconstruction from CT-scans for hepatic surgical planning // Stud Health Technol Inform. 2000. № 70. Р. 316–322.Soler L., Delingette H., Malandain G., Ayache N., Koehl C., Clément J. M. An automatic virtual patient reconstruction from CT-scans for hepatic surgical planning. Stud Health Technol Inform. 2000;(70):316–322.Soler L., Nicolau S., Pessaux P. et al. Realtime 3D image reconstruction guidance in liver resection surgery // Hepatobiliary Surg. Nutr. 2014. Vol. 3, № 2. Р. 73–81. Doi: 10.3978/j.issn.2304-3881.Soler L., Nicolau S., Pessaux P., Mutter D., Marescaux J. Realtime 3D image reconstruction guidance in liver resection surgery. Hepatobiliary Surg. Nutr. 2014;3(2):73–81. Doi: 10.3978/j.issn.2304-3881.Wu W., Xue Y., Wang D. et al. Application of 3D imaging in the realtime US-CT fusion navigation for minimal invasive tumor therapy // Int. J. Comput. Assist. Radiol. Surg. 2015. Vol. 10, № 10. Р. 1651–1658. Doi: 10.1007/s11548-015-1224-z.Wu W., Xue Y., Wang D., Li X., Xue J., Duan S., Wang F. Application of 3D imaging in the real-time US-CT fusion navigation for minimal invasive tumor therapy. Int. J. Comput. Assist. Radiol. Surg. 2015;10(10):1651– 1658. Doi: 10.1007/s11548-015-1224-z.Yamanaka J., Okada T., Saito S. et al. Minimally invasive laparoscopic liver resection : 3D MDCT simulation for preoperative planning // J. Hepatobiliary Pancreat. Surg. 2009. Vol. 16, № 6. Р. 808–815. Doi: 10.1007/s00534- 009-0112-8.Yamanaka J., Okada T., Saito S., Kondo Y., Yoshida Y., Suzumura K., Hirano T, Iimuro Y, Fujimoto J. Minimally invasive laparoscopic liver resection: 3D MDCT simulation for preoperative planning. J Hepatobiliary Pancreat Surg. 2009;16(6):808–815. Doi: 10.1007/s00534-009-0112-8.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.