Investigation of soft tissue neoplasms, bone fragments and their reconstructors in the framework of a virtopsy study

Full Text

Введение. Виртопсия — это система методов с применением посмертной лучевой диагностики, направленная на выявление патологий умершего с наглядной визуализацией в высоком разрешении. Эта технология дает новые возможности в области патолого-анатомических исследований и судебной медицинской экспертизы.

Виртопсия представляет собой комплекс современных методов исследования объектов, таких как мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ), магнитно-резонансная томография (МРТ), 3D-фотограмметрия и др., которые используются для проведения посмертных исследований. Посмертное лучевое исследование обладает рядом преимуществ перед классической аутопсией. В настоящее время во многих странах практика проведения аутопсии сократилась примерно на 10%, а на смену ей приходят другие неинвазивные методы [1]. Среди них ключевую роль играет посмертная компьютерная томография (ПКТ), поскольку она позволяет быстро получить подробную информацию о внутреннем строении организма, не прибегая к нарушению его целостности и топографических взаимоотношений в ходе вскрытия. Она обладает высокой чувствительностью, благодаря чему возможно выявить травматические повреждения и установить причину смерти в рамках судебно-медицинской экспертизы. Полученные данные могут использоваться не только для распознавания поврежденных структур, но и для определения инородных тел, таких как осколки и пули, вследствие чего возможно выявить ход и другие характеристики раневого канала и локализацию осколочного перелома при минно-взрывной травме [2].

В области судебно-медицинской экспертизы большое внимание уделяется костным материалам. Макроскопический анализ позволяет оценить характер травмы при исследовании архивного или эксгумационного материала [3]. ПКТ показывает высокую результативность по сравнению с классической аутопсией при изучении труднодоступных костных областей, как например лицевой отдел черепа. При помощи ПКТ и посмертной магнитно-резонансной томографии (ПМРТ) также возможно выявить скрытые повреждения костей, связанные с микропереломами [3]. Однако зачастую при травмах, имеющих интерес для исследований, наблюдаются оскольчатые и многооскольчатые переломы, что создает некоторые трудности при сохранении костного материала и дальнейшего его исследования.

Применение виртопсии позволяет получить более точные данные благодаря созданию 3D-реконструкции, которые создают наглядные трехмерные изображения.

Использование ПКТ и ПМРТ допустимо при выявлении патологий и травм мягкотканных образований организма. Благодаря данным методам возможно определить границы и степень поврежденности внутренних органов и мягких тканей, что играет немаловажную роль для установления причин смерти. Методы компьютерной томографии показывают определенную эффективность при исследовании патологических скоплений свободной жидкости и газа в мягких тканях и полостях организма [4], что, к примеру, помогает визуализировать степень повреждения стенок сосудов [5], пневмоторакс и ряд других патологических состояний органов грудной клетки [6]. Также ПКТ применимо для определения характеристик резаных и колотых ран и повреждения тканей внутренних органов [7].

Преимущество ПМРТ перед ПКТ состоит в более точном обнаружении патологий спинного мозга, паренхиматозных органов и мягких тканей брюшной полости, однако в визуализации травм и заболеваний дыхательной системы и полых органов данный метод показывает малую эффективность [8].

На современном этапе развития технологий виртопсия не способна полностью заменить классическую аутопсию, поскольку существуют некоторые ограничения. КТ-сканирование неэффективно при исследовании травм мягких тканей, онкологических заболеваний и патологий сердечно-сосудистой системы. Трудности в изучении мягкотканного материала связывают с их малой контрастностностью [8]. Немаловажную роль в этом вопросе играет также отсутствие полной базы данных и учебных материалов по посмертной лучевой диагностике состояний и патологий.

Цель работы разработать и применить комплекс оригинальных методик для макроскопического изучения биологических образцов с мягкотканным и костным компонентами с применением элементов виртопсийного исследования.

Материалы и методы исследования. В исследовании были использованы анатомические препараты ампутированных верхних конечностей (1 женская рука и 2 мужские) и нижних конечностей (3 женские ноги и 10 мужских), в том числе с опухолевыми патологиями. Среди костного материала были отобраны 10 трубчатых костей, представленных 3 экземплярами скелета свободной верхней конечности и 7 экземплярами скелета свободной нижней конечности, 7 губчатых костей, включающих пяточную кость и мыщелок большеберцовой кости, 6 плоских костей, в число которых входят ребра и кости черепа.

Для изготовления мягкотканных препаратов криофиксированный биоматериал препарировали при помощи ленточнопильного станка для получения распилов толщиной до 5 см. После произведена промывка материала 0,9% раствором хлорида натрия. Для изготовления костных препаратов проводили механическую очистку посредством медицинских инструментов и химическую обработку, состоящую из двухэтапного обезжиривания в растворах ацетона и изопропанола и дальнейшей просушки при комнатной температуре. Далее конгруэнтные костные отломки реконструировали согласно их топографическим характеристикам при помощи клеевого состава. В качестве сред, необходимых для сохранения целостности макропрепаратов и избежания их соприкосновения с компьютерным томографом, были выбраны желатиновый раствор с добавлением фенола и специальная эпоксидная смола. Застывшие блоки извлекли из пластиковых и силиконовых форм и сканировали при помощи компьютерного томографа в подобранном в соответствии с исследуемым объектом режимом. На основе обработанных в программе изображений препаратов была воссоздана 3D-реконструкция и отобраны томограммы с наиболее четкой визуализацией.

Результаты исследования. Было проведено КТ-сканирование препаратов верхних и нижних конечностей, включающих распилы в различных плоскостях, а также реконструированный костный материал. Изолирующие желатиновые и эпоксидные среды, изготовленные по специальной методике [9, 10], в которых был заключен биоматериал, не препятствовали проведению КТ-исследования и не искажали полученные изображения. В результате были получены КТ-последовательности с разной степенью визуализации патологий и травм. Изображения с наилучшим качеством подверглись 3D-реконструкции для дальнейшего анализа.

Данные рентгенологического исследования характеристик мягких тканей и костных структур, расположение и границы новообразований, источники их генеза совпали с данными, полученными в ходе макроскопического анализа. Однако для определения внутренней структуры некоторых новообразований, как, например, хондросаркомы бедра и эпителиоидной фибросаркомы пяточной области (рис.1), данные КТ-исследования разнились с информацией, полученной после макроскопического исследования.

На томограммах костных препаратов были определены характер и линии переломов костей. Были установлены не только параметры травматического воздействия, но и оценено общее состояние костных объектов, выявлены нетравматические патологии, одной из которых является остеопороз (рис.2).

Данное исследование показало достаточную эффективность в выявлении патологий и травматических повреждений мягкотканных и костных структур, несмотря на некоторые неточности в отдельно взятых случаях исследования.

Рисунок 1. Томограмма эпителиоидной фибросаркомы пяточной области.
Рисунок 2. Томография головки бедренной кости с остеопорозом.

Заключение. Виртопсия дополняет, а в некоторых случаях заменяет результаты классической аутопсии, что позволяет повысить точность посмертной диагностики, необходимой для установления причин смерти. Несмотря на технические ограничения, на сегодняшний день методы компьютерной томографии показывают высокую результативность в исследовании костных структур организма и имеют значительный потенциал в области изучения мягкотканного материала. Применение виртопсии предотвращает повреждение тела, которое является недостатком инвазивных методов исследования. Создание цифровых баз 3D-реконструкций и томограмм, полученных в ходе виртуальной аутопсии, позволит усовершенствовать порядок проведения судебной медицинской экспертизы и посмертного патологоанатомического исследования, так как исключает необходимость повторных вскрытий и дает возможность обмена данными между коллегами.

About the authors

Olga Danilovna Kozarenko

Petrovsky Medical University "Petrovsky National Research Center of Surgery"

Email: remol_dobronog@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-4843-7272

student

Russian Federation, 119991, Russia, Moscow, l. Abrikosovsky d.2

Sofya Vladimirovna Lubyanaya

Petrovsky Medical University "Petrovsky National Research Center of Surgery"

Email: remol_dobronog@mail.ru
ORCID iD: 0009-0006-4655-3024

student

119991, Russia, Moscow, l. Abrikosovsky d.2

Aleksandra Igorevna Grebenyuk

Petrovsky Medical University "Petrovsky National Research Center of Surgery"

Author for correspondence.
Email: remol_dobronog@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-6770-6696

student

119991, Russia, Moscow, l. Abrikosovsky d.2

References

Supplementary files

There are no supplementary files to display.