Создание экспериментальной модели эпидуральной спинальной гематомы для отработки нейрохирургических навыков

• Артемьев А.А.
• Абзалов Т.Ю.
• Тимофеева Е.Ю.
• Ерохин И.А.
• Мудинов Т.С.
• Блинова Е.В.
• Коновалов А.Н.
• Окишев Д.Н.
• Гребенев Ф.В.
• Пилипенко Ю.В.
• Элиава Ш.Ш.

Резюме

Спинальная эпидуральная гематома является одним из вариантов спинального кровотечения и составляет 0,3-0,9% всех объемных поражений позвоночного канала. Несвоевременное лечение данной патологии способно привести к стойкому неврологическому дефициту.

Цель - создание и апробация экспериментальной модели на основе животного кадаверного материала, которая будет имитировать спинальную эпидуральную гематому.

Материал и методы. В работе использованы туши барана и свиньи, внутренности предварительно удалены. 4 студента провели выделение поясничного отдела туши, имитацию гематомы и ее эвакуацию.

Результаты. Каждый студент успешно завершил все этапы эксперимента. Время выполнения манипуляций укладывалось в допустимые рамки, что подтверждает адекватность модели для учебных целей.

Заключение. Разработанная экспериментальная животная модель эпидуральной спинальной гематомы позволяет отработать базовые нейрохирургические навыки, что может повысить качество и эффективность оказываемой медицинской помощи. 

Ключевые слова: эпидуральная спинальная гематома; нейрохирургия; спинальная нейрохирургия; нейроонкология; животные

Спинальная эпидуральная гематома представляет собой скопление крови в эпидуральном пространстве позвоночника и является наиболее частым вариантом острого или хронического спинального кровотечения. На ее долю приходится 0,3-0,9% всех объемных поражений позвоночного канала [1]. В большинстве случаев спинальные эпидуральные гематомы возникают спонтанно. Тем не менее возможными причинами их образования могут являться проведенные оперативные вмешательства, травмы позвоночника, проведение эпидуральной анестезии, прием антикоагулянтов, наличие наследственной коагулопатии, сосудистые аномалии, такие как артериовенозные мальформации или гемангиомы [2]. Наиболее часто спинальные эпидуральные гематомы клинически бессимптомны, что представляет сложности в их диагностике [3]. В ряде случаев образование эпидуральной гематомы приводит к значительной компрессии структур спинномозгового канала и появлению неврологической симптоматики, характер и выраженность которой определяются локализацией и объемом гематомы. У пациентов могут наблюдаться выраженный болевой синдром, парезы и параличи, недержание мочи и кала, нарушение функции дыхания, в редких случаях образование эпидуральной гематомы может приводить к смертельному исходу [4-6].

Прогрессирующее нарастание неврологической симптоматики является абсолютным показанием к экстренному оперативному вмешательству, заключающемуся в удалении эпидуральной гематомы из спинномозгового канала через задний срединный доступ. В случае несвоевременного проведения данной операции существует высокий риск сохранения стойкого неврологического дефицита [6]. Таким образом, каждый спинальный хирург должен владеть техникой удаления спинальной эпидуральной гематомы и в случае прогрессирующего нарастания неврологической симптоматики выполнить операцию в экстренном порядке. Для отработки необходимых хирургических навыков, в том числе работы с деликатными структурами спинного мозга и эпидуральным пространством, крайне важно иметь возможность тренировки в условиях, максимально приближенных к реальной клинической ситуации. Разработка экспериментальной модели спинальной эпидуральной гематомы на кадаверном материале позволит молодым специалистам в условиях, максимально приближенных к реальности, отработать технику удаления гематомы, освоить ключевые этапы операции, включая разрез мягких тканей, ламинэктомию, идентификацию и удаление гематомы.

На сегодняшний день существует несколько моделей для имитации спинальных эпидуральных гематом, однако они имеют ряд ограничений. Например, кадаверные симуляционные модели материала человеческого позвоночника дорогостоящие и их использование затруднено в связи с юридическими и этическими причинами. Искусственные модели, созданные с помощью 3D-печати или других технологий, также не всегда обеспечивают адекватное ощущение тканей и манипуляций. Животные модели, несмотря на свое относительное отличие от анатомии человека, в свою очередь, предоставляют наиболее компромиссный вариант, позволяя хирургу адаптироваться к реальным биологическим тканям.

Целью данной работы является создание экспериментальной модели на основе животного кадаверного материала, которая будет имитировать спинальную эпидуральную гематому и позволит эффективно отрабатывать нейрохирургические навыки, включая проведение заднего срединного доступа к позвоночному каналу; выполнение ламинэктомии; удаление эпидуральной гематомы с минимизацией риска повреждения спинного мозга.

Материал и методы

Для экспериментальной работы были закуплены туши свиньи и барана, массой около 10 кг каждая. Органы предварительно удалены.

1-й этап. Выделение спины

(При наличии отдельно поясничного отдела позвоночника животного можно сразу переходить к этапу имитации эпидуральной гематомы, см. 2-й этап.) Пальпацией определяется остистый отросток L_V. Далее на его уровне с дорсальной стороны проводится линейный поперечный разрез кожи, подкожной жировой клетчатки и мышц спины (рис. 1А). Соответственно уровню L_V также проводится разрез с внутренней стороны материала. Далее проволочная пила Джильи проводится между позвонками L_V и L_VI (у свиньи 6-7 поясничных позвонков). Производится распил на уровне межпозвонкового диска L_V-L_VI (рис. 1Б). Далее аналогичным способом проводится распил на уровне Th_XV-L_I (свинья имеет 15-16 ребер, ориентир разреза - реберная дуга) (рис. 1В).

2-й этап. Имитация эпидуральной гематомы

Для создания гематомы можно использовать желе или агар-агар. Мы используем агар-агар, так как, по нашему мнению, он создает более правдоподобную консистенцию гематомы. Для придания характерного цвета гематомы мы используем пищевой краситель в жидкой (2 капли красного, 4 капли синего цветов) или в твердой форме (раскрошить 1 синюю таблетку и половину красной) (рис. 2А). Далее 5 г агар-агара смешивается с красителем и заливается горячей водой в объеме 10-15 мл (рис. 2Б). Масса перемешивается и набирается в шприц с использованием эпидуральной иглы. Далее на фронтальном спиле с его нижней стороны находим спинной мозг и эпидуральное пространство. Игла проводится до уровня L_III и вводится 1-2 мл подкрашенного агар-агара (рис. 2В). Манипуляции необходимо проводить быстро, так как агар-агар быстро приобретает желеобразную консистенцию, что затрудняет его введение в эпидуральное пространство.

3-й этап. Эвакуация гематомы

На полученном материале (рис. 3А) с дорсальной поверхности проводится линейный разрез кожи и подкожной жировой клетчатки вдоль остистых отростков L_II-L_IV (рис. 3Б). Устанавливается ретрактор (рис. 3В). Используя скальпель или монополярный коагулятор, проводится скелетирование остистых отростков, дужек позвонков и фасеточных суставов в области L_II-L_IV (рис. 3Г). Пересекаются надостистая и межостистая связки сверху и снизу от остистого отростка позвонка L_III. При помощи кусачек по Листону удаляется остистый отросток L_III (рис. 4А). Далее с использованием пистолетных кусачек Керрисона выполняется одноуровневая ламинэктомия, латеральные границы которой - фасеточные суставы (рис. 4Б). Эпидуральная гематома визуализируется (рис. 4В) и удаляется при помощи аспирационной системы (рис. 4Г). Далее - послойное ушивание мышц, подкожной жировой клетчатки, кожи.

Выполнение данной модели на туше барана идентично. Единственное отличие - наличие двух листков желтой связки. Также данную модель можно воспроизводить и на грудном отделе позвоночника животного.

Также данная модель может использоваться для отработки навыков удаления экстрадуральных спинальных опухолей.

Результаты

Создание экспериментальной животной модели на основе спины барана позволило успешно воспроизвести клиническую ситуацию, приближенную к реальной, и предоставить возможность отработать ключевые нейрохирургические навыки. Оценка эффективности модели проводилась на основе выполнения 3 основных этапов: выделение спины, имитация эпидуральной гематомы и ее эвакуация.

Для оценки эффективности модели были привлечены 4 хирурга, каждый последовательно выполнял указанные этапы. Мы зафиксировали среднее время выполнения каждой манипуляции, а также обратили внимание на качество выполнения и сложность этапов (табл. 1). Сложность оценена посредством опроса студентов по шкале от 1 до 5, где 1 - самый легкий, а 5 - самый сложный.

Время выполнения операций укладывалось в допустимые рамки, что подтверждает адекватность модели для учебных целей. По результатам опроса все участники оценили модель как пригодную для обучения, отметив ее реалистичность и полезность для отработки базовых нейрохирургических навыков (табл. 2).

Обсуждение

В литературе описаны другие методы имитации спинальной эпидуральной гематомы на биологических моделях. В работе J. Jeong и соавт. имитация эпидуральной гематомы осуществлялась на живых собаках [7]. В баллонный катетер, который помещался в эпидуральное пространство через отверстие после гемиламинэктомии, закачивалось 2-3 мл крови, взятой из яремной вены. Все действия проводились под общей анестезией. Однако данная методика требует анестезиологического пособия и проведения гемиламинэктомии, в отличие от нашего метода. В работе J. Chen и соавт. имитация эпидуральной гематомы производилась на живых минипигах [8]. Для создания гематомы использовалась кровь, предварительно помещенная в специальный мешок, который был затем соединен с уретральным катетером. Далее для помещения гематомы в спинномозговой канал была проведена многоуровневая ламинэктомия L_I-S_I. Дистально от доступа был выполнен небольшой разрез, через который кончик катетера помещался в спинномозговой канал. Затем при подаче давления на мешок с кровью в эпидуральное пространство поступала кровь, имитирующая гематому. По сравнению с данным способом наш метод, как было отмечено выше, не требует анестезиологического пособия, а также не подразумевает предварительного выполнения ламинэктомии для создания модели гематомы.

Согласно рекомендациям [9, 10], проведение ламинэктомии требует последующей фиксации поясничного отдела позвоночника, так как даже частичное удаление дужки позвонка приводит к нестабильности позвоночника в сагиттальной плоскости. Имитация выполнения фиксации поясничного отдела позвоночника на кадаверном материале пока находится на стадии разработки. Для проведения транспедикулярной фиксации необходимо наличие специального рентген-оборудования, так как в реальных клинических условиях педикулярные винты устанавливаются хирургом под флюороскопическим контролем. Таким образом, процедура транспедикулярной фиксации требует специального технического оснащения, что делает затруднительным и экономически невыгодным имитацию данной процедуры на кадаверном материале.

Также стоит отметить, что при выполнении данной операции в реальных условиях кровотечение, основным источником которого являются мышцы спины, значительно усложняет процесс работы и требует владения навыками гемостаза, но имитация кровотечения, к сожалению, весьма затруднительна и пока не представляется возможной.

Заключение

Описанная модель имитации спинальной эпидуральной гематомы позволяет отработать базовые навыки спинальной хирургии без угрозы для жизни пациента, что способно повысить качество и эффективность экстренной медицинской помощи в спинальной хирургии. Имитация кровотока и транспедикулярной фиксации нуждается в дополнительной разработке.

Литература/References

1. Sarubbo S., Garofano F., Maida G., Fainardi E., Granieri E., Cavallo M.A. Spontaneous and idiopathic chronic spinal epidural hematoma: two case reports and review of the literature. Eur Spine J. 2009; 18 (11): 1055-61.
2. Al-Mutair A., Bednar D.A. Spinal epidural hematoma. J Am Acad Orthopaed Surg. 2010; 18 (8): 494-502.
3. Chen Q., Zhong X., Liu W., Wong C., He Q., Chen Y. Incidence of postoperative symptomatic spinal epidural hematoma requiring surgical evacuation: a systematic review and meta-analysis. Eur Spine J. 2022; 31 (12): 3274-85.
4. Luo M., He M., Wu C. Prognosis and outcome of chronic pain after spontaneous spinal epidural hematoma. Acta Neurol Belg. 2023; 123 (5): 1849-54.
5. Masuda S., Fujibayashi S., Takemoto M., Kim Y., Otsuki B., Ota M. Incidence and clinical features of postoperative symptomatic hematoma after spine surgery: a multicenter study of 45 patients. Spine Surg Relat Res. 2020; 4 (2): 130-4.
6. Zhong W., Chen H., You C., Li J., Liu Y., Huang S. Spontaneous spinal epidural hematoma. J Clin Neurosci. 2011; 18 (11): 1490-4.
7. Jimo J., Jung Y., Cho Y., Lee K. Chronological low field magnetic resonance appearance of canine spinal epidural hemorrhage model. J Vet Sci. 2019; 20 (2): e7.
8. Chen J., Li H., Zeng S., Zhou H., Liu X., Hu P., et al. A pig model of symptomatic spinal epidural hematoma. Eur Spine J. 2024; 33 (5): 2129-37.
9. Mo K., Gupta A., Laljani R., Librizzi C., Raad M., Musharbash F., et al. Laminectomy versus laminectomy with fusion for intradural extramedullary tumors: a systematic review and meta-analysis. World Neurosurg. 2022; 164: 203-15.
10. Hajilo P., Imani B., Zandi S., Mehrafshan A., Khazaei S. The comparison study of laminectomy with unilateral and bilateral pedicle screws fixation and laminectomy alone without fusion interbody in young patients with lumbar spinal stenosis: a randomized clinical trial. 2024; 10 (15): e3543.