Способ оценки трансплантата печени ex situ с использованием многосрезовой компьютерной томографии для определения возможности выполнения сплит-трансплантации
Владельцы патента RU 2710609:
Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы Научно-исследовательский институт скорой помощи имени Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения г. Москвы (RU)
Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, и может быть использовано для оценки трупного трансплантата печени ex situ с использованием многосрезовой компьютерной томографии (МСКТ) для определения возможности выполнения сплит-трансплантации. Визуализируют магистральные печеночные вены трансплантата и внутрипеченочные желчные протоки с помощью многосрезовой компьютерной томографии (МСКТ) с контрастным усилением. При этом МСКТ проводят непосредственно трупного трансплантата, размещенного в герметичном пакете с консервирующей средой и с предварительно установленными на этапе забора органа катетерами. Катетеры устанавливают в общем желчном протоке и в магистральных печеночных венах. При этом для обеспечения возможности визуализации магистральных печеночных вен в процессе МСКТ используют мягкие стерильные рентгенпозитивные катетеры. Для визуализации внутрипеченочных желчных протоков используют катетер, один конец которого герметично установлен в общем желчном протоке, другой соединен со шприцем, содержащим контрастный препарат в объеме, достаточном для проведения МСКТ трансплантата. При этом МСКТ внутрипеченочных желчных протоков трупного трансплантата проводят после введения контрастного препарата через установленный катетер посредством нажатия на шток шприца через герметичный пакет. Способ обеспечивает оценку трупной донорской печени на этапе предоперационного планирования для определения возможности сплит-трансплантации за счет визуализации магистральных печеночных вен трансплантата и внутрипеченочных желчных протоков с помощью МСКТ. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к медицине, в частности к трансплантации донорской печени, и может быть использовано при планировании трансплантации трупной печени двум реципиентам, а именно, решении вопроса о возможности разделения трупного трансплантата на два фрагмента (графта) объемами, достаточными для обеспечения функции печени, с использованием диагностики донорской печени методом многосрезовой компьютерной томографии (МСКТ).
Уровень техники
Ортотопическая трансплантация печени является методом выбора в лечении ряда острых и хронических заболеваний, которые приводят к полной или частичной утрате функции органа. Трансплантация печени на сегодняшний день выполняется как рутинная процедура и необходимость ее не вызывает сомнений. Единственным ограничением при этом является нехватка донорских органов, что диктует необходимость поиска новых путей решения этой проблемы. Одним из выходов из сложившейся ситуации является трансплантация фрагмента печени от родственного донора, когда производится резекция определенного участка печени, имеющего самостоятельную сосудистую ножку и желчные протоки. Вторым решением этой проблемы является сплит-трансплантация, когда один трупный трансплантат печени разделяют на два полноценных фрагмента, которые могут быть пересажены двум реципиентам. При этом к правой доле отходит нижняя полая вена, и она обычно пересаживается взрослому реципиенту по стандартной методике. Левой доле для оттока сохраняется левая и средняя печеночная вены, и она трансплантируется ребенку, при этом ветвь воротной вены обычно сопровождает желчный проток, за исключением предпузырного протока. Однако часто встречающаяся вариативность сосудистой и билиарной анатомии печени вызывают определенные сложности, связанные с разделением трансплантата на два функционально состоятельных фрагмента, в связи с чем, перед проведением операции по трансплантации требуется тщательное изучение печени потенциального донора. При этом важным является идентификация того или иного варианта сосудистой и билиарной анатомии для принятия адекватного решения по разделению печени для ортотопической трансплантации (см. фиг. 1).
МСКТ в настоящее время широко используется для неинвазивного исследования анатомических структур человека. Использование МСКТ позволяет быстро получить качественное изображения органов и тканей благодаря тонким срезам (меньше 1 мм), а также предоставляет возможность провести 3 D реконструкцию органов, что очень важно как в диагностическом плане, так и в выборе тактики лечения. Из уровня техники известен способ оценки печени методом МСКТ с мультифазным контрастным усилением у предполагаемых родственных доноров фрагмента печени, включающий оценку плотностных характеристик ткани печени, исследование анатомии печеночной артерии, воротной вены и печеночных вен (Абрамова Н.Н., Муслимов Р.Ш., Уваров К.А. Мультиспиральная компьютерная томография в обследовании доноров при трансплантации фрагмента печени от живого родственного донора. Вестник трансплантологии и искусственных органов №3 - 2009 Том XI. С 37-41; Ким С.Ю. Оценка фрагментарных печеночных трансплантатов с помощью мультиспиральной компьютерной и магнитно-резонансной томографии. Автореферат на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. Москва - 2016.). Данный метод с высокой точностью позволяет оценить объем всей печени, а также ее фрагмента для последующей резекции, и может быть использован в предоперационном планировании резекции печени для получения трансплантата оптимального объема, который имел бы самостоятельную сосудистую ножку и магистральный билиарный проток для отведения желчи.
Недостатком известной методики МСКТ является невозможность визуализации и оценки анатомии внутрипеченочных желчных протоков, что требует применения дополнительных методов инвазивной, либо неинвазивной визуализации, таких как ретроградная панкреатохолангиография (РХПГ) и МР-холангиопанкреатография (МРХПГ). При этом информация об анатомии внутрипеченочных желчных протоков является крайне важной при ортотопической трансплантации печени, так как известно, что у 30-35% пациентов встречаются различные варианты формирования общего печеночного протока (Varotti G1, Gondolesi GE, Goldman J, Wayne M, Florman SS, Schwartz ME, Miller CM, Sukru E.Anatomic variations in right liver living donors / J Am Coll Surg. 2004 Apr; 198(4): 577-82).
На дооперационном этапе данная информация влияет на принятие решения по выбору плоскости резекции печени.
Из уровня техники известны способы деления печени (CN 101425186, CN 101601585), основанные на использовании MSCTA и MSCTP, позволяющие четко отображать внутрипеченочные сосудистые структуры. Способ реализует возможность сегментации печени по итогам оценки сосудов портальной вены, воротной вены путем применения математических методов обработки КТ изображений с последующим построением трехмерной модели сегментов печени.
Однако в данных решениях сегментация печени осуществляется также без оценки анатомии внутрипеченочных желчных протоков. Кроме того, оценка возможности разделения донорской печени на два фрагмента методом МСКТ предполагает проведение МСКТ исследования донора. В заявляемом изобретении исследование методом МСКТ проводят непосредственно трупного трансплантата после изъятия органа, при этом исследование трансплантата осуществляют с введением контрастного препарата во внутрипеченочные желчные протоки и маркировкой магистральных печеночных вен с помощью рентгеноконтрастных катетеров, что повышает достоверность получаемого результата.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является разработка способа оценки трупной донорской печени с использованием МСКТ на этапе предоперационного планирования для определения возможности сплит-трансплантации двум реципиентам с получением трансплантатов (фрагментов печени), способных обеспечивать функцию печени у реципиентов после операции (с получением трансплантатов оптимальных по объему, имеющих самостоятельную сосудистую ножку и магистральный билиарный проток для отведения желчи).
Раскрытие изобретения
Техническим результатом является проведение оценки трупной донорской печени с использованием МСКТ на этапе предоперационного планирования для определения возможности сплит-трансплантации без риска контаминации/повреждения органа в процессе проведения исследования. Способ обеспечивает точное разделение трупного трансплантата на два фрагмента с учетом полученных данных о конкретном расположении его печеночных вен и внутрипеченочных желчных протоков (общего печеночного протока (ОПП), правого печеночного протока (ППП), левого печеночного протока (ЛПП), правого переднего секторального протока (ППСП), правого заднего секторального протока (ПЗСП)), позволяющих на этапе предоперационного планирования принять адекватное решение по выбору плоскости резекции печени для получения фрагментов печени с учетом антропометрических данных реципиентов.
Проведение МСКТ непосредственно донорского органа с получением топографической картины расположения печеночных вен и внутрипеченочных желчных протоков позволяет более точно определить границу разделения при обеспечении сохранности печени. При этом травмирование органа и риск контаминации/повреждения органа в процессе проведения исследования практически исключены за счет проведения МСКТ органа, размещенного в герметичном пакете с консервирующей средой.
Использование заявляемого способа позволяет увеличить вероятность положительного исхода операций по трансплантации.
Поставленная задача решается тем, что способ оценки трупного трансплантата печени ex situ с использованием многосрезовой компьютерной томографии (МСКТ) для определения возможности выполнения сплит-трансплантации включает визуализацию магистральных печеночных вен трансплантата и внутрипеченочных желчных протоков с помощью МСКТ с контрастным усилением, при этом МСКТ проводят непосредственно трупного трансплантата, размещенного в герметичном пакете с консервирующей средой и с предварительно установленными на этапе забора органа катетерами - в общем желчном протоке и в магистральных печеночных венах, при этом для обеспечения возможности визуализации магистральных печеночных вен в процессе МСКТ используют мягкие стерильные рентгенпозитивные катетеры, а для визуализации внутрипеченочных желчных протоков - катетер, один конец которого герметично установлен в общем желчном протоке, другой соединен со шприцем, содержащим контрастный препарат в объеме, достаточном для проведения МСКТ трансплантата. МСКТ внутрипеченочных желчных протоков трупного трансплантата проводят после введения контрастного препарата через установленный катетер посредством нажатия на шток шприца через герметичный пакет.
Контрастный препарат для визуализации внутрипеченочных желчных протоков используют в объеме 3,0 мл. Катетер в общем желчном протоке устанавливают на глубину не более 2 см. Катетер в магистральных печеночных венах устанавливают на всю возможную глубину. В качестве катетеров для установки в общем желчном протоке используют стерильные тефлоновые или полиуретановые катетеры диаметром 16-18 G для катетеризации периферических вен с предварительно извлеченной иглой, или фрагменты данных катетеров длиной не мене 10 см. В качестве катетеров для установки в печеночных венах используют мягкие стерильные рентгенпозитивные однопросветные катетеры диаметром 14G.
Таким образом, технический результат достигается за счет выполнения этапов способа, включающих подготовку трупного трансплантата для его исследования методом МСКТ с последующим проведением МСКТ и получением картины сосудистой и билиарной анатомии, его отнесением к одному из известных вариантов такой анатомии (см. фиг. 1), по итогам которого выбирают тактику деления печени на фрагменты по любому из известных способов для выявленного варианта. При этом МСКТ проводят непосредственно донорской печени, размещенной в контейнере со средой (консервирующей), в которую была помещена печень после изъятия для ее последующей транспортировки от донора реципиенту. МСКТ проводят по известному из уровня техники протоколу (например, в программе Liver Resection Planning) с построением 3D модели печени и ее фрагментов с учетом выявленной венозной и билиарной архитектоники, оценкой объемов полученных фрагментов для последующей трансплантации двум реципиентам.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 представлены варианты формирования общего печеночного протока (Nakamura Т, Tanaka K, Kiuchi Т, Kasahara М, Oike F, Ueda М, Kaihara S, Egawa H, Ozden I, Kobayashi N, Uemoto S. Anatomical variations and surgical strategies in right lobe living donor liver transplantation: lessons from 120 cases. Transplantation. 2002 Jun 27; 73(12): 1896-903.; Varotti G1, Gondolesi GE, Goldman J, Wayne M, Florman SS, Schwartz ME, Miller CM, Sukru E. Anatomic variations in right liver living donors / J Am Coll Surg. 2004 Apr; 198(4):577-82), где ОПП - общий печеночный проток, ППП - правый печеночный проток, ЛПП - левый печеночный проток, ППСП - правый передний секторальный проток, ПЗСП - правый задний секторальный проток;
на фиг. 2 схематически показана подготовка донорской печени для проведения МСКТ. В общий желчный (печеночный) проток введен периферический катетер, к которому подсоединен шприц с контрастным препаратом. В просвет печеночных вен введены гибкие центральные венозные катетеры. Позициями на чертеже обозначены: 1 - шприц с подключенным катетером, установленным в общем желчном протоке; 2 - венозные катетеры.
Осуществление изобретения
Заявляемый способ основан на комплексной оценке трупного трансплантата печени с помощью многосрезовой компьютерной томографии (МСКТ) для решения вопроса о возможности разделения трансплантата на два фрагмента (графта) для последующей трансплантации двум реципиентам.
Заявляемый способ включает два этапа.
На первом этапе осуществляют подготовку трансплантата для проведения МСКТ с установкой рентгеноконтрастных катетеров в печеночные вены на максимально возможную глубину и установкой обычного катетера в общий печеночный проток, герметично соединенного со шприцем, содержащим контрастный препарат. После чего донорский орган вместе с катетерами и шприцем укладывают и упаковывают в стерильное герметичное хранилище (из оптически прозрачного материала) со специальной жидкой средой для транспортировки трансплантата к месту проведения операции.
На втором этапе осуществляют планирование ортотопической трансплантации с проведением МСКТ исследования трансплантата для оценки внутрипеченочных желчных протоков и магистральных печеночных вен трансплантата, построением трехмерной модели печени с дальнейшим виртуальным разделением ее на два фрагмента с учетом выявленных особенностей венозной и билиарной архитектоники и расчетом объема полученных фрагментов, на основании которых определяют возможность их использования в качестве трансплантатов двум разным реципиентам с учетом их антропометрических данных.
На этапе подготовки трансплантата для проведения МСКТ после забора трансплантата катетеры устанавливают в его общем желчном протоке на глубину не более 2 см и магистральных печеночных венах на всю возможную глубину, как показано на фиг. 2. В качестве катетеров для канюляции общего желчного протока могут быть использованы стерильные тефлоновые или полиуретановые катетеры диаметром 16-18 G (по Шкале Гейдж) для катетеризации периферических вен, например, марки Vasofix Certo с предварительно извлеченной иглой, или фрагменты данных катетеров длиной не мене 10 см. Для маркировки печеночных вен с целью визуализации их анатомии при МСКТ могут быть использованы мягкие стерильные рентгенпозитивные однопросветные катетеры диаметром 14G, например, центральные венозные катетеры марки Certofix, Mono 420, длиной 50 см. В общем желчном протоке один конец катетера устанавливают с обеспечением герметичности посредством фиксации любыми известными из уровня техники средствами (например, с помощью лигатуры), а второй конец соединяют со шприцем (без иглы), содержащим контрастный препарат в объеме, достаточном для проведения контрастирования внутрипеченочных желчных протоков, необходимого для МСКТ, например, в объеме 3,0 мл. При этом в общем желчном протоке размещают участок катетера длиной, достаточной, для обеспечения его надежной фиксации внутри протока (не менее 2 см), а соединение со шприцем выполняют также с обеспечением надежной фиксации, исключающей возможность соскальзывания катетера с наконечника шприца (его подыгольной конусной части) в процессе подготовки трансплантата к МСКТ. Трансплантат с установленными катетерами и шприцем, содержащим контрастный препарат, помещают в пакет из оптически прозрачного материала с консервирующим раствором, затем в транспортный контейнер, в котором осуществляют дальнейшую транспортировку к месту проведения операции.
Перед проведением операции пакет с трансплантатом извлекают из транспортного контейнера и размещают в аппарате МСКТ. Далее, не извлекая трансплантат из прозрачного полимерного пакета с консервирующим раствором, нажатием на шток шприца через данный пакет вводят в общий желчный проток контрастное вещество, в качестве которого может быть использован изоосмолярный йодсодержащий контрастный препарат (йогексол 350 мг йода на мл), разведенный изотоническим солевым раствором в соотношении 1:3, в объеме 3,0 мл. После чего выполняют МСКТ, с последующими волюметрическими измерениями. После проведения МСКТ из билиарного тракта удаляют контрастный препарат путем обратного отсасывания в шприц.
Полученные данные МСКТ обрабатываются на рабочей станции, где проводится построение трехмерной модели печени с дальнейшим виртуальным разделением ее на два фрагмента с учетом выявленных особенностей венозной и билиарной архитектоники и рассчитанного объема полученных фрагментов. Данный этап может быть проведен, например, с помощью системы постпроцессинговой обработки DICOM данных (Digital Imaging and Communications in Medicine) на рабочей станции Vitrea в программе Liver Resection Planning. На основании полученных данных определяют возможность разделения трансплантата на два фрагмента с последующей трансплантацией двум разным реципиентам с учетом их антропометрических данных.
Таким образом, по полученным данным МСКТ:
1. Определяют объем всего трансплантата печени;
2. Определяют денситометрические показатели паренхимы трансплантата;
3. Выполняют трехмерную реконструкцию (VRT) контрастированного билиарного дерева, определяют тип формирования общего печеночного протока, количество и диаметр долевых и сегментарных ветвей, формирующих билиарный конфлюенс;
4. Выполняют трехмерную реконструкцию (VRT) печени с определением анатомии магистральных печеночных вен, прежде всего срединной вены для уточнения линии Cantlie.
5. По полученным анатомическим ориентирам выполняют виртуальное разделение трансплантата на два фрагмента, которое может быть реализовано по любому известному из уровня техники способу (Vohra S, Goyal N, Gupta S. Preoperative CT evaluation of potential donors in living donor liver transplantation. Indian J Radiol Imaging. 2014; 24(4):350-359. doi:10.4103/0971-3026.143897; Alonso-Torres A, J, Pinilla I, 
M, de Vicente E, 
M. Multidetector CT in the evaluation of potential living donors for liver transplantation. Radiographics. 2005; 25: 1017-30. https://doi.org/10.1148/rg.254045032; Evaluation of living liver donors using contrast enhanced multidetector CT - The radiologists impact on donor selection. Kristina Imeen Ringe, Bastian Paul Ringe, Christian von Falck, Hoen-oh Shin, Thomas Becker, Eva-Doreen Pfister, Frank Wacker, Burckhardt Ringe BMC Med Imaging. 2012; 12: 21. Published online 2012 Jul 24. doi: 10.1186/1471-2342-12-21)
А) на правую и левую долю;
Б) на правую долю с 4-м сегментом и левый латеральный сектор;
6. Проводят измерение объема каждого полученного фрагмента печени;
7. Проводят расчеты по антропометрическим данным реципиентов по известным методикам, согласно которым принимают решение о возможности трансплантации.
Таким образом, заявляемый способ позволяет проводить оценку трупного трансплантата печени ex situ с использованием трехмерного моделирования (например, с обработкой DICOM-изображений и построением 3D-моделей печени), которое эффективно и без искажений позволяет совмещать все фазы контрастирования на одном изображении, что дает полную информацию об анатомических особенностях сосудистой и билиарной архитектоники трансплантата. Такое представление трехмерного взаимного расположения анатомических структур с предоперационной оценкой индивидуальной билиарной архитектоники, позволяет произвести более точное разделение трансплантата на два фрагмента, способных обеспечивать функцию печени у реципиентов после операции, помогает хирургу в планировании оперативного лечения, улучшает пространственное восприятие анатомического соотношения органа, его сосудов и желчных протоков.
Пример реализации изобретения.
Исследование проводилось на многосрезовом компьютерном томографе «Aquilion Prime» фирмы Toshiba. Для исследования применялся протокол Abdomen, с помощью которого были реализованы перечисленные выше этапы, согласно которому использовался режим спирального сканирования с параметрами сбора данных 80x0,5, толщиной среза 0,5 мм, питчем - 0,8. Время исследования составило около 6,0 сек.
Для визуализации внутрипеченочных желчных протоков в общий желчный проток донорской печени производилось введение йодсодержащего контрастного препарата (йогексол 350 мг йода на мл), разведенного изотоническим солевым раствором в соотношении 1:3, в объеме 3,0 мл. Для этого на этапе забора производилась канюляция общего желчного протока пластиковым катетером (браунюлей) диаметром 16G, к которому в свою очередь подключался шприц с контрастным препаратом. Для визуализации магистральных печеночных вен в их просвет вводились гибкие рентгенпозитивные пластиковые катетеры (центральные венозные катетеры). Данная манипуляция также выполнялась на этапе забора органа (фиг. 2).
Описанным способом было исследовано 15 трупных органов. Объем трансплантата печени, определенный при МСКТ исследовании, варьировался в пределах от 880 см3 до 1550 см3. Средний объем правой доли составил 630 см3, левой доли - 520 см3. Во всех случаях имела место четкая визуализация контрастированных внутрипеченочных желчных протоков и печеночных вен, что позволило определить варианты формирования общего печеночного протока. 1 тип по Nakamura был выявлен у в 11 случаях (73%), II тип в 2-х (13%), III и IV тип - по одному случаю соответственно (7%). Таким образом, проведенное исследование позволило при помощи компьютерной томографии определить объем печеночного трансплантата в целом, определить тип формирования общего печеночного протока, на основании чего выполнить оптимальное разделение органа на два фрагмента с последующим выполнением сплит-трансплантации.
Таким образом, заявляемый способ, на основе многосрезовой компьютерной томографии (МСКТ) трупного трансплантата печени ex situ позволяет проводить оценку особенностей сосудистой и билиарной архитектоники трансплантата, что позволяет более точно разделить трупный трансплантат на два фрагмента, способных обеспечивать функцию печени у реципиентов после операции.
Полученные результаты, позволяют рассчитывать, что разработанный способ найдет применение при планировании трансплантации трупной печени двум реципиентам, что в свою очередь позволит увеличить количество пересадок печени, в том числе в педиатрической практике, а также увеличить вероятность положительного исхода операций по трансплантации.
1. Способ оценки трупного трансплантата печени ex situ с использованием многосрезовой компьютерной томографии (МСКТ) для определения возможности выполнения сплит-трансплантации, включающий визуализацию магистральных печеночных вен трансплантата и внутрипеченочных желчных протоков с помощью МСКТ с контрастным усилением, при этом МСКТ проводят непосредственно трупного трансплантата, размещенного в герметичном пакете с консервирующей средой и с предварительно установленными на этапе забора органа катетерами - в общем желчном протоке и в магистральных печеночных венах, при этом для обеспечения возможности визуализации магистральных печеночных вен в процессе МСКТ используют мягкие стерильные рентгенпозитивные катетеры, а для визуализации внутрипеченочных желчных протоков - катетер, один конец которого герметично установлен в общем желчном протоке, другой соединен со шприцем, содержащим контрастный препарат в объеме, достаточном для проведения МСКТ трансплантата, при этом МСКТ внутрипеченочных желчных протоков трупного трансплантата проводят после введения контрастного препарата через установленный катетер посредством нажатия на шток шприца через герметичный пакет.
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что контрастный препарат для визуализации внутрипеченочных желчных протоков используют в объеме 3,0 мл.
3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что катетер в общем желчном протоке устанавливают на глубину не более 2 см.
4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что катетер в магистральных печеночных венах устанавливают на всю возможную глубину.
5. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве катетеров для установки в общем желчном протоке используют стерильные тефлоновые или полиуретановые катетеры диаметром 16-18G для катетеризации периферических вен с предварительно извлеченной иглой или фрагменты данных катетеров длиной не менее 10 см.
6. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве катетеров для установки в печеночных венах используют мягкие стерильные рентгенпозитивные однопросветные катетеры диаметром 14G.
