Paediatric surgery.Ukraine.2021.2(71):58-62; doi 10.15574/PS.2021.71.58
Дігтяр В. А., Камінська М. О.
Дніпровський державний медичний університет, Україна

Для цитування: Дігтяр ВА, Камінська МО. (2021). Біомеханічне моделювання та проблемні питання хірургічної корекції вродженої лійкоподібної деформації грудної клітки. Хірургія дитячого віку. 2(71): 58-62; doi 10.15574/PS.2021.71.58
Стаття надійшла до редакції 13.02.2021 р., прийнята до друку 17.05.2021 р.

Вроджена лійкоподібна деформація грудної клітки (ВЛДГК) відзначається у 0,6–2,3% населення і становить 90% усіх вроджених деформацій грудної клітки. Торакопластика за методикою D. Nuss є найпоширенішим способом лікування ВЛДГК, яка вважається мініінвазивною технологією та дає швидкий косметичний ефект.
Мета – провести пошук моделей ВЛДГК та її хірургічної корекції для створення найбільш наближеної до реальності методики, яка дасть змогу оптимально планувати та раціонально виконувати майбутню операцію.
Аналіз літературних джерел виявив, що, з одного боку, побудова спрощених моделей грудної клітки дає змогу швидко проводити дослідження, але ці спрощення не дозволяють об’єктивно оцінити вплив і взаємодію різних елементів складної біомеханічної системи «грудина–ребра–хребет». З іншого боку, складні моделі мають більшу достовірність, але малодоступні в реалізації у зв’язку з надвисокою технологічністю і вартістю. Крім того, у дослідженнях напружено-деформованого стану на моделях грудної клітки наявність хребетного стовпа або взаємодія ребер із хребцями вивчалася недостатньо. Якщо в роботах із моделювання транспортних аварій це виправдано внаслідок опори хребта на сидіння, то при моделюванні виправлення деформацій грудної клітки відсутність урахування рухомості суглобових з’єднань і гнучкості хребетного стовпа може привести до некоректних і хибних результатів. Перспективним є створення методики моделювання ВЛДГК та її хірургічної корекції за умов, наближених до реальності. Це дасть можливість розробити раціональну модифікацію торакопластики ВЛДГК на основі операції D. Nuss за умов одномоментної повноцінної стабільної корекції та мінімальних біомеханічних навантажень у системі «грудина–ребра–хребет».
Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів.
Ключові слова: лійкоподібна деформація, торакопластика, біомеханіка.

ЛІТЕРАТУРА

1. Awrejcewicz J, Luczak B. (2005). Minimally invasive pectus excavatum repair procedure – numerical study. 8th conference on Dynamical Systems Theory and Application: 12-15.

2. Awrejcewicz J, Luczak B. (2006). Dynamics of human thorax with Lorenz pectus bar. XXII SYMPOSIUM – VIBRATIONS IN PHYSICAL SYSTEMS. Poznań-Będlewo.

3. Brochhausen C, Turial S, Muller FK, Schmitt VH, Coerdt W, Wihlm JM, Schier F, Kirkpatrick CJ. (2012). Pectus excavatum: history, hypotheses and treatment options. Interactive cardiovascular and thoracic surgery. 14 (6): 801-806. https://doi.org/10.1093/icvts/ivs045; PMid:22394989 PMCid:PMC3352718

4. Chang PY, Hsu ZY, Lai JY, Wang CJ, Ching YT. (2010). Increase in Intrathoracic Volume in Pectus Excavatum Patients after the Nuss Procedure. Medical Biological Engineering Computing. 48: 133-137. https://doi.org/10.1007/s11517-009-0570-9; PMid:20041310

5. Dean C, Etienne D, Hindson D, Matusz P, Tubbs RS, Loukas M. (2012). Pectus excavatum (funnel chest): a historical and current prospective. Surgical and radiologic anatomy: SRA. 34 (7): 573-579. https://doi.org/10.1007/s00276-012-0938-7; PMid:22323132

6. Fokin AA, Steuerwald NM, Ahrens WA, Allen KE. (2009). Anatomical, histologic, and genetic characteristics of congenital chest wall deformities. Seminars in thoracic and cardiovascular surgery. 21 (1): 44-57. https://doi.org/10.1053/j.semtcvs.2009.03.001; PMid:19632563

7. Гаврюшин СС, Кузьмичев ВА, Грибов ДА. (2014). Биомеханическое моделирование хирургического лечения деформации грудной клетки. Российский журнал биомеханики. 18 (1): 36–47.

8. Горемыкин ИВ, Погосян КЛ, Лукьяненко ЕА. (2012). Соотношение степени воронкообразной деформации грудной клетки с тяжестью дисплазии соединительной ткани у детей. Саратовский научно-медицинский журнал. 8 (3): 842–845.

9. Hebra A, Calder BW, Lesher A. (2016). Minimally invasive repair of pectus excavatum. Journal of visualized surgery. 2: 73. https://doi.org/10.21037/jovs.2016.03.21; PMid:29078501 PMCid:PMC5637818

10. Hebra A, Kelly RE, Ferro MM, Yuksel M, Campos J, Nuss D. (2018). Life-threatening complications and mortality of minimally invasive pectus surgery. Journal of pediatric surgery. 53 (4): 728-732. https://doi.org/10.1016/j.jpedsurg.2017.07.020; PMid:28822540

11. Huang YJ, Lin KH, Chen YY, Wu TH, Huang HK, Chang H, Lee SC, Chen JE, Huang TW. (2019). Feasibility and Clinical Effectiveness of Three-Dimensional Printed Model-Assisted Nuss Procedure. The Annals of thoracic surgery. 107 (4): 1089-1096. https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2018.09.021; PMid:30389445

12. Комолкин ИА, Агранович ОЕ. (2017). Клинические варианты деформаций грудной клетки (обзор литературы). Гений ортопедии. 23 (2): 241–247. https://doi.org/10.18019/1028-4427-2017-23-2-241-247.

13. Kotzot D, Schwabegger AH. (2009). Etiology of chest wall deformities a genetic review for the treating physician. Journal of pediatric surgery. 44 (10): 2004-2011. https://doi.org/10.1016/j.jpedsurg.2009.07.029; PMid:19853763

14. Lin KH, Huang YJ, Hsu HH, Lee SC, Huang HK, Chen YY, Chang H, Chen JE, Huang TW. (2018). The Role of Three-Dimensional Printing in the Nuss Procedure: Three-Dimensional Printed Model-Assisted Nuss Procedure. Ann Thorac Surg. 105 (2): 413-417. https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2017.09.031; PMid:29254650

15. Lo PC, Tzeng IS, Hsieh MS, Yang MC, Wei BC, Cheng YL. (2020). The Nuss procedure for pectus excavatum: An effective and safe approach using bilateral thoracoscopy and a selective approach to use multiple bars in 296 adolescent and adult patients. PLoS One. May 29; 15 (5): e0233547. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0233547; PMid:32470011 PMCid:PMC7259695

16. Nagasao T, Miyamoto J, Tamaki T, Ichihara K, Jiang H, Taguchi T, Yozu R, Nakajima T. (2007). Stress distribution on the thorax after the Nuss procedure for pectus excavatum results in different patterns between adult and child patients. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery. 134 (6): 1502-1507. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2007.08.013; PMid:18023673

17. Nagasao T, Noguchi M, Miyamoto J, Jiang H, Ding W, Shimizu Y, Kishi K. (2010). Dynamic effects of the Nuss procedure on the spine in asymmetric pectus excavatum. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery. 140 (6): 1294-1299.e1. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2010.06.025; PMid:20650473

18. Notrica DM. (2018). Modifications to the Nuss procedure for pectus excavatum repair: A 20-year review. Semin Pediatr Surg. 27 (3): 133-150. https://doi.org/10.1053/j.sempedsurg.2018.05.004; PMid:30078484

19. Nuss D, Obermeyer RJ, Kelly RE. (2016). Nuss bar procedure: past, present and future. Ann Cardiothorac Surg. 5 (5): 422-433. https://doi.org/10.21037/acs.2016.08.05; PMid:27747175 PMCid:PMC5056934

20. Park CH, Kim TH, Haam SJ, Lee S. (2015). Rib overgrowth may be a contributing factor for pectus excavatum: Evaluation of prepubertal patients younger than 10years old. Journal of pediatric surgery. 50 (11): 1945-1948. https://doi.org/10.1016/j.jpedsurg.2015.07.010; PMid:26251368

21. Разумовский АЮ, Алхасов АБ, Митупов ЗБ и др. (2017). Сравнительная оценка результатов лечения при различных способах торакопластики у детей с воронко-образной деформацией грудной клетки. Российский вестник детской хирургии, анестезиологии и реаниматологии. 7 (2): 7–12. https://doi.org/10.17816/PTORS615-13.

22. Стельмахович ВН, Дуденков ВВ, Дюков АА. (2017). Лечение воронкобразной деформации грудной клетки у детей. Ортопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возраста. 5 (3): 17–21. https://doi.org/10.17816/PTORS5317-24.

23. Wang L, Guo T, Zhang H, Yang S, Liang J, Guo Y, Shao Q, Cao T, Li X, Huang L. (2020). Three-dimensional printing flexible models: a novel technique for Nuss procedure planning of pectus excavatum repair. Annals of translational medicine. 8 (4): 110. https://doi.org/10.21037/atm.2019.12.124; PMid:32175403 PMCid:PMC7049001

24. Xie L, Cai S, Xie L, Chen G, Zhou H. (2017). Development of a computer-aided design and finite-element analysis combined method for customized Nuss bar in pectus excavatum surgery. Sci Rep. 14; 7 (1): 3543. https://doi.org/10.1038/s41598-017-03622-y; PMid:28615652 PMCid:PMC5471251

25. Zhao Q, Safdar N, Duan C, Sandler A, Linguraru MG. (2014). Chest Modeling and Personalized Surgical Planning for Pectus Excavatum. 17. 512-519. https://doi.org/10.1007/978-3-319-10404-1_64; PMid:25333157