ISSN 1728-2985
ISSN 2414-9020 Online

Use of volumetric dynamic voiding multispiral computed cystourethrography in diagnosis and evaluation of treatment efficiency of congenital and acquired pathology of the urogenital area

A.L. Istranov, I.O. Shchekoturov, R.F. Bakhtiosin, N.S. Serova, R.T. Adamyan, A.V. Matevosyan

1) Department of Oncology and reconstructive surgery of I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of Minzdrav of Russia (Sechenov University), Moscow, Russia; 2) Department of Radiology and radiation therapy of I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of Minzdrav of Russia (Sechenov University), Moscow, Russia
Aim. The aim of this study was to determine the possibilities of volumetric dynamic voiding multispiral computed cystourethrography (VDMMCT) for assessment of the lower urinary tract during voiding.
Materials and methods. VDMMCT was performed in a series of 22 patients with various urethral pathologies using 320 detector rows (640 unique slices; row width 0,5 mm). This method allows to cover the scan area of 16 cm per one rotation of the X-ray tube. In all patients, the cross-sectional area of the various urethral parts was estimated and the urinary bladder volume and average urine flow rate during all voiding phases were calculated.
Results. VDMMCT was performed for dynamic evaluation of bladder volume’s changes and analyzing a passage of contrasted urine throughout the urethra. The average volume of the urinary bladder was 356.3±179.9 ml, while the voiding volume was 299.5±154.8 ml. The average pre- and postoperative urine flow rate was 4.1±1.1 ml/s and 7.9±5.1 ml/s, respectively. The maximum urine flow rate was 19 ml/s. The average urethral diameter according to the VDMMCT after urethroplasty was 7.6±2.1 mm. The minimum length of urethral strictures was 17 mm, while the maximum length was 32 mm.
Conclusion. Our results demonstrate the efficiency of the VDMMCT for assessing of the urethra throughout its length. VDMMCT can multidimensionally and dynamically represent the change of the bladder volume and the urine flow rate.

Keywords

multispiral computed tomography
dynamic voiding computer cystourethrography
X-ray
urethrography
phalloplasty
urethroplasty
urethral stricture
obliteration of urethra

Введение. Нижние мочевыводящие пути представлены мочевым пузырем и мочеиспускательным каналом. Одной из самых часто встречающихся патологий уретры является стриктурная болезнь, реже – полная облитерация уретры и различные врожденные заболевания уретры.

Стриктура уретры – это полиэтиологическое заболевание, проявляющееся симптомами нижних мочевыводящих путей, при котором возникает сужение диаметра просвета уретры вплоть до полной ее облитерации в результате рубцового перерождения тканей стенки мочеиспускательного канала.

Протяженность, локализация, причины и степень тяжести стриктур уретры разнообразны. В первую очередь это определяется этиологией их возникновения. Они могут быть вызваны различными ятрогенными повреждениями уретры, травмой костного тазового кольца со смещением костных отломков, приводящей к дистракционным разрывам уретры на уровне тазовой диафрагмы, прямой травмой промежности, эндоскопическими манипуляциями при трансуретральных операциях, длительной катетеризацией мочевого пузыря у больных, находящихся в отделениях реанимации, хроническим воспалением в уретре при неэффективном лечении острых уретритов [1–3].

Основным методом диагностики облитераций и стриктур уретры в настоящее время служит рентгенологическое исследование уретры, которое включает ретроградную (восходящую) уретрографию и антеградную (микционную) цистоуретрографию. Данные методики используются уже в течение столетия в качестве стандартного способа визуализации для оценки строения и функции нижних мочевыводящих путей [4–6]. Однако классические рентгенологические методики имеют ряд недостатков. Видимое изображение в силу физических законов не всегда отражает истинную форму, величину, положение и структуру исследуемого объекта, т.е. возникает искажение получаемой картины. Инвазивность процедуры, связанная с ретроградным введением контрастного препарата в уретру и риском ее инфицирования, также накладывает свои ограничения [7–9].

В некоторых случаях с помощью рентгенологических методов обследования не удается получить исчерпывающие данные об анатомии уретры, локализации и протяженности стриктуры, осложнениях и т.д. В подобных ситуациях возникает необходимость в дополнительных методах исследования, таких как УЗИ, магнитно-резонансная томография (МРТ) и компьютерная томография (КТ) [10–11].

Компьютерная томография, выполняемая на аппаратах с многорядными детекторами, обеспечивает быстрое получение диагностического изображения и возможность выполнения динамических исследований, к которым относится объемная динамическая микционная мультиспиральная компьютерная цистоуретрография (ОДММКЦ). Это относительно новая и малоизученная диагностическая методика, которая может быть использована для выявления патологии нижних мочевыводящих путей [11–14].

Целью настоящего исследования стало определение возможности использования объемной динамической микционной мультиспиральной компьютерной цистоуретрографии (ОДММКЦ) для оценки состояния нижних мочевыводящих путей во время мочеиспускания.

Материалы и методы. В исследование вошли 22 пациента, которые находились на лечении в отделении пластической и реконструктивной хирургии Университетской клинической больницы № 1 Первого МГМУ им. И. М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет) с марта 2017 по ноябрь 2018 г. Возраст пациентов варьировался от 17 до 58 лет (средний возраст – 43,8 года). Четыре (18%) пациента были прооперированы по поводу посттравматического дефекта уретры, Восемнадцати (82%) пациентам были выполнены операции по смене пола при транссексуализме. Часть пациентов прооперированы в рамках протоколов клинической апробации метода микрохирургической аутотрансплантации комплексов тканей для лечения протяженных стриктур и облитераций уретры, а также метода микрохирургической аутотрансплантации комплексов тканей – заместительная интеграционная фаллопластика – для лечения ампутаций полового члена, травм и последствий ятрогений наружных мужских мочеполовых органов, приводящих к невозможности их функционирования, а также врожденных и наследственных заболеваний, связанных с полным или частичным недоразвитием полового члена, утвержденных Министерством здравоохранения России. Для реконструкции уретры и/или полового члена использовали свободные реваскуляризированные микрохирургические аутотрансплантаты – кожно-фасциальный лучевой и кожно-мышечный торакодорсальный.

В рамках предоперационной подготовки и послеоперационного контроля полученных результатов хирургического лечения всем пациентам были проведены урофлуометрия, УЗИ органов малого таза и наружных половых органов, ретроградная и микционная цистоуретрография.

Всем пациентам до и после операции выполняли МСКТ в сочетании с ОДММКЦ на мультиспиральном компьютерном томографе Aquilion One («Toshiba»). Данный 640-срезовый компьютерный томограф обладает 320 рядами детекторов, каждый шириной по 0,5 мм, что позволяет рентгеновской трубке за один оборот покрывать зону сканирования в 16 см. С учетом размера половых органов и мочевого пузыря такие технические параметры аппарата позволяют проводить динамическое исследование всей области интереса.

Исследования выполняли в стандартной укладке пациента на спине с заведенными за голову руками. Перед исследованием больной выпивал до 500 мл воды с целью наполнения мочевого пузыря. При возникновении достаточного позыва к мочеиспусканию пациента укладывали на стол компьютерного томографа. Для сбора мочи использовали памперс. Так как мочеиспускание в положении лежа у некоторых пациентов представляет определенные сложности, за 1–2 дня до исследования их учили мочиться лежа на спине. Для контрастирования использовали йодсодержащий контрастный препарат с концентрацией йода не менее 350 мг/мл. Объем вводимого контрастного препарата определяли исходя из массы тела пациента из расчета 1 мл на 1 кг массы. Сразу же после окончания внутривенного введения контрастного препарата со скоростью не менее 4 мл/с вводили физиологический раствор в объеме 50 мл.

Первым этапом выполняли две сканограммы – ориентировочные сканирования во фронтальной и сагиттальной плоскостях, служащие для разметки будущего исследования. Вторым этапом осуществляли нативное исследование органов брюшной полости, малого таза и наружных половых органов. Третьим этапом выполнялось сканирование с внутривенным контрастированием с получением серий в артериальную, венозную и отсроченную фазы сканирования. Полученные в аксиальной плоскости изображения обрабатывали с построением мультипланарных и трехмерных реконструкций. Четвертым этапом проводили ОДММКЦ (см. таблицу). Данная часть обследования выполнялась в объемном динамическом режиме сканирования, без движения стола по отношению к детектору томографа, поэтому зона исследования ограничена шириной детектора томографа, т.е. 16 см. На сканограмме осуществляли разметку таким образом, чтобы в зону исследования попали наружные половые органы и мочевой пузырь. К этому времени мочевой пузырь наполняется контрастной мочой, выделяемой почками, поэтому дополнительных инвазивных процедур по введению контрастного препарата в мочевой пузырь не требуется. Обследование длится 10 с. По команде оператора пациент начинает мочиться в памперс.

Далее проводили поэтапный анализ полученных изображений в мультипланарных (рис. 1), 3D- и 4D-реконструкциях (рис. 2). Измеряли ширину просвета уретры во всех отделах, выявляли зоны ее наибольшего сужения и их протяженность, оценивали состояние окружающих тканей в этих участках, степень раскрытия шейки мочевого пузыря во время микции, определяли объем мочевого пузыря и скорость потока мочи в различные фазы мочеиспускания, а также изучали сосудистую анатомию, в первую очередь нижних эпигастральных артерий, для планирования уретропластики с использованием свободного реваскуляризированного микрохирургического лучевого аутотрансплантата (рис. 3).

Результаты. При анализе полученных данных всех пациентов были установлены причина и локализация стриктуры уретры (см. рис. 1) или иной патологии (см. рис. 2).

Восемнадцати из двадцати двух обследованных была выполнена реконструкция фаллоса и уретры с использованием свободных реваскуляризированных микрохирургических аутотрансплантатов, остальным пациентам проведена только реконструкция уретры. После удаления мочевого катетера все пациенты мочились самостоятельно и не предъявляли жалоб, связанных с микцией. По результатам ОДММКЦ у всех обследованных был определен объем мочевого пузыря до начала и во время микции. Объем мочевого пузыря в среднем составил 356,3±179,9 мл, при этом фактический объем выделенной мочи во время микции равнялся 299,5±154,8 мл, что связано с остаточным объемом мочи в мочевом пузыре, составившим 57,0±25,1 мл (рис. 4). Данные результаты на до- и послеоперационных этапах не различались.

На основании показателей объема мочевого пузыря в процессе мочеиспускания рассчитана скорость потока мочи в каждую фазу динамического исследования (с 1-й по 10-ю секунду; рис. 5). Средняя скорость потока мочи при стриктурах уретры составила 4,1±1,1, после устранения стриктуры – 7,9±5,1 мл/с. Максимальная зафиксированная скорость составила 19 мл/с. Так как для снижения лучевой нагрузки на пациента протокол сканирования был ограничен 10 с, определить полное время мочеиспускания в настоящем исследовании не представлялось возможным.

После реконструкции уретры и/или полового члена с использованием свободного реваскуляризированного микрохирургического аутотрансплантата ни один пациент не предъявлял жалоб на нарушение процесса мочеиспускания: ни в одном случае не было выявлено зон сужения просвета уретры, а также отмечалось улучшение урофлуометрических показателей, полученных по результатам ОДММКЦ (см. рис. 5).

Все полученные изображения были обработаны на рабочей станции Vitrea с построением криволинейных реконструкций уретры и автоматическим определением ее диаметра во всех отделах (рис. 6). Средний диаметр уретры, по данным ОДММКЦ, после выполнения уретропластики составил 7,6±2,1 мм. Минимальная протяженность стриктур уретры составила 17, максимальная – 32 мм.

Для всех обследованных пациентов была определена лучевая нагрузка, полученная при проведении ОДММКЦ, которая составила в среднем 7,9±4,1 мЗв. Данные значения сопоставимы, а для большинства пациентов были ниже, чем среднее значение индивидуальной эффективной дозы за процедуру рентгеноскопического исследования органов малого таза (микционная цистоуретроскопия или ретроградная уретроцистоскопия), по данным рекомендаций по обеспечению радиационной безопасности в среднем составившая 12 мЗв [15].

Обсуждение. Современный стандарт обследования пациентов с заболеваниями урогенитальной области помимо рутинных методов урологического скрининга в качестве базового метода диагностики включает ретроградную уретрографию в сочетании с микционной цистоуретрографией [16–19].

Эта методика позволяет определять локализацию и протяженность стриктуры уретры, которая не всегда приводит к значимому нарушению уродинамики и может длительно протекать бессимптомно [20]. Несмотря на высокую чувствительность (75–100%) и специфичность (72–97 %), уретрография имеет два существенных недостатка. Во-первых, при стандартной косой укладке пациента в ¾ возникают проекционные искажения размеров уретры, что может стать причиной недооценки протяженности стриктуры, а следовательно, неверного выбора метода хирургического лечения. Во-вторых, ретроградная уретрография не дает представления о глубине и протяженности спонгиофиброза – важнейшего фактора в выборе лечебной тактики. Также следует отметить возможность различной интерпретации результатов уретрографии рентгенологами и урологами [3].

С середины 1980-х гг. популярность стала завоевывать соноуретрография, предложенная J. W. McAninch [24]. Чувствительность указанного метода диагностики уретральных стриктур колеблется в пределах 66–100%, специфичность – 97–98%. При правильном выполнении метод по информативности незначительно уступает традиционной уретрографии, при этом позволяет определять степень спонгиофиброза и избирать оптимальную тактику лечения [21–23].

К сожалению, точность определения протяженности стриктуры с помощью данной методики лимитирована 3–5 см [24]. При этом ретроградное вмешательство считается неприятной и болезненной процедурой. Предпочтительно проводить микционную соноуретрографию в режиме реального времени [25–26]. Также к недостаткам метода условно можно отнести то, что врач, проводящий исследование, должен обладать высокой квалификацией как в технике выполнения, так и в интерпретации полученных данных [27].

Преимуществом объемной динамической микционной цистоуретрографии служит возможность объективно оценивать характер изменений, лежащих в основе патологического процесса, в условиях, максимально приближенных к физиологическим, т.е. при мочеиспускании [28–30]. Преимуществом также является то, что контрастное вещество вводится внутривенно, через некоторое время мочевой пузырь в достаточной мере заполняется контрастной мочой, выделяемой почками.

Таким образом, в ходе одного исследования можно оценить анатомию брюшной полости малого таза, в том числе сосудистую, для дальнейшего планирования оперативного лечения и последующего проведения ОДММКЦ. Еще одним несомненным плюсом разработанной методики является возможность изучения скоростных показателей струи мочи в динамике, что позволяет делать выводы о сократительной способности мочевого пузыря.

К недостаткам метода относится необходимость мочиться в положении лежа, что в нашем исследовании не получилось в отношении трех пациентов. Данная методика не требует проведения традиционной эндоскопической уретроскопии, что чрезвычайно актуально в наше время, так как частота ятрогенного инфицирования мочевыводящих путей при эндоскопических манипуляциях по-прежнему достигает высоких значений (8–34%) [31]. Кроме этого объемная динамическая микционная цистоуретрография позволяет оценивать состояние парауретральной ткани и окружающих органов, что возможно сделать лишь с помощью некоторых инвазивных методик.

Заключение. ОДММКЦ, выполненная с использованием широкодетекторного компьютерного томографа, обладает отличным пространственным разрешением, широким диапазоном области сканирования и быстрой системой сбора данных с возможностью последующего построения 3D- и 4D-реконструкций интересующей области. Результаты анализа полученных данных позволяют с уверенностью утверждать, что МСКТ в сочетании с ОДММКЦ высокоинформативна в оценке состояния органов брюшной полости малого таза, а также уретры пациента. Возможность выявления послеоперационных осложнений (анатомических дефектов уретры, таких как стриктура, свищи, дивертикулы и т.д.) еще больше повышает ценность данного исследования. Важно подчеркнуть, что полученные данные отражают состояние уретры в динамике, т.е. во время мочеиспускания. Вышеописанный метод позволяет получать подробную информацию о топографо-анатомических особенностях мочеиспускательного канала, а также устанавливать локализацию и протяженность стриктуры, точно спланировать ход предстоящего оперативного пособия, что в свою очередь позволит улучшить результаты лечения. Доказанная эффективность разработанного метода дает основания говорить о перспективности его использования при обследовании пациентов с заболеваниями урогенитальной области.

About the Authors

Corresponding author: I.O. Shchekoturov, assistant at the Department of Radiology and radiation therapy of I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of Minzdrav of Russia (Sechenov University), Moscow, Russia; e-mail: samaramail@bk.ru

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.