Изменчивость стереоморфотопометрических характеристик структур и отделов полости гортани при различных вариантах шеи у взрослых людей и их роль в планировании хирургических доступов при параличах гортани

Топографо-анатомическая изменчивость структур гортани у взрослых людей вызывает необходимость разработки индивидуализированных вариантов реконструктивной ларингопластики при параличах гортани с учетом общей, частной и локальной конституций субъекта.

Целью исследования явилось выявление взаимосвязей индивидуальной изменчивости стереоморфо топометрических характеристик структур и отделов полости гортани у взрослых мужчин и женщин с раз личными вариантами шеи с антропометрическими параметрами и составление индивидуализированных регрессионных уравнений для разработки хирургических методик при параличах гортани.

Материал и методы. Материалом исследования послужили препараты гортани, взятые от трупов людей 18–60 лет, представлявших собой однородную в этническом отношении группу жителей Среднего и Ниж него Поволжья и исследованные в течение 12–24 часов после смерти. Для выявления типа телосложения и частной морфологической конституции шеи проводилось измерение длины тела, акромиального диа метра, окружности грудной клетки, длины шеи спереди и ее окружности, препарирование подъязычной кости (ПК) и гортани. Применена методика ларингостереотопометрии: после фиксации препарата гортани вертикально в специальном штативе проводилось измерение декартовых координат анатомических точек в трех координатных плоскостях. В вариационно статистической обработке и анализе данных использова ны 2 индекса: грудно ростовой (обычный грудной – Т) и длиннотно окружностный (шейный – С) : проведен корреляционный анализ взаимоотношений грудного и шейного индексов.

Результаты. Стереоморфотопометрически изучены 100 препаратов гортани взрослых людей с учетом типа шеи и телосложения. Суммарная степень квадратов значений корреляции шейного индекса с параметрами ПК и антропометрии статистически достоверно превысила аналогичную грудного индекса, что послужило причиной выбора шейного индекса как критерия разделения всей выборки на 3 группы: I – субъекты c ко роткой шеей, II – субъекты cо средней длиной шеи, III – субъекты с длинной шеей. Выведены корреляции между параметрами структур и отделов полости гортани и данными антропометрии, грудно ростовым и шейным коэффициентами у субъектов с различным вариантом шеи. Определен диапазон значительно отклоняющихся величин (предпатологии) параметров полости гортани и шеи, важных для выбора оптималь ного хирургического доступа к структурам гортани. Составлены регрессионные уравнения с вероятностью в 95% для определения размерных параметров структур и отделов полости гортани с учетом полового ди морфизма и антропометрических данных. Полученные закономерности конституциональной морфологии гортани положены в основу разработки способов медиафиксации и латерофиксации голосовой складки при параличах гортани.

Заключение. Используя для персонализации морфологических структур конституциональный под ход и регрессионный анализ данных, доказана возможность дооперационного определения раз мерных характеристик гортани по антропометрическим данным субъекта и осуществлять по разра ботанному алгоритму расчет размеров аутотрансплантата при проведении ларингопластики (p<0,05). Планирование способа и объема вмешательства у пациентов с параличами гортани с учетом зако номерностей индивидуально типологической изменчивости ее структур при различных вариантах шеи и телосложения позволяет сохранить голосовую функцию и получить адекватное дыхание через естественные пути. Ключевые слова: антропометрия, тип шеи, паралич гортани, стереотопометрия, регрессионные уравнения, латерофиксация и медиафиксация голосовой складки

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Работа выполнена без спонсорской поддержки

The topographic and anatomical variability of laryngeal structures in adults necessitates the development of individualized options for reconstructive laryngoplasty in laryngeal paralysis considering the general, individual and local constitution of the subject.

The aim of the study was to identify interrelationships of individual variability of stereomorphotopometric characteristics of structures and sections of the laryngeal cavity in adult men and women with different neck variants with anthropometric parameters and to develop personalized regression models for the design of surgical techniques for laryngeal paralysis.

Material and methods. The material of the study was larynx preparations taken from the corpses of people 18 60 years old, representing an ethnically homogeneous group of residents of the Middle and Lower Volga region and examined within 12–24 hours after death. Body length, biacromial diameter, chest circumference, anterior neck length and neck circumference were measured, and hyoid bone (PC) and larynx dissection were performed to identify the body type and individual morphologic constitution of the neck. The method of laryngostereotopometry was applied: after fixation of the larynx preparation vertically in a special tripod, the Cartesian coordinates of anatomical points in three coordinate planes were measured. Two indices were used in variation statistical processing and data analysis: thorax height (normal thoracic – T) and length circumference (cervical – C): correlation analysis of relationships between chest and cervical indices was carried out.

Results. A total of 100 adult laryngeal preparations were studied stereomorphotopometrically regarding neck type and anthropometry. The total degree of correlation squares of the cervical index with the HB and anthropometry parameters statistically significantly exceeded the value for the thoracic index, which was the reason for choosing the cervical index as a criterion for dividing the whole sample into 3 groups: I – subjects with short neck, II – subjects with average neck length, III – subjects with long neck. Correlations between the parameters of the structures and sections of the laryngeal cavity and the anthropometry data, thoracic height and cervical coefficients in subjects with different neck variants were determined. The range of significantly deviating values (pre disease) for the larynx and neck parameters important for the selection of optimal surgical access to the laryngeal structures was determined. Regression equations were developed to determine the dimensional parameters of the laryngeal cavity structures and sections with 95% probability, considering sexual dimorphism and anthropometric data. The obtained patterns of constitutional morphology of the larynx were used as a basis for the development of medial and lateral vocal fold fixation techniques in laryngeal paralysis.

Conclusion. Using constitutional approach and regression analysis of data for characterization of morphological structures, the possibility of preoperative determination of the larynx dimensions using anthropometric data of the subject was proved, and the developed algorithm was used to calculate the autograft dimensions for laryngoplasty (p<0.05). Planning of the technique and volume of intervention in patients with laryngeal paralysis with consideration of the individual and typological variability of laryngeal structures in different neck and body constitution variants makes it possible to preserve the vocal function and to obtain adequate breathing through natural ways. Key words: anthropometry, neck type, laryngeal paralysis, stereotopometry. regression equations, lateral fixation, medial fixation of the vocal fold

Conflicts of interest. The authors have no conflicts of interest to declare.
Funding. There was no funding for this study

Введение В составе соматической конституции выделяют «локальные» или «региональные» конституции как морфофункциональные комплексы, связанные с локальными проявлениями реактив ности организма и рассматривающиеся как части соматотипа [1–3]. Разработка вопросов «региональной» конституции выве ла клиническую антропологию на новый методологический уровень и позволила решать многие оперативно технические вопросы за пределами сложившихся средних анатомических норм. Их индивидуализация основана в т.ч. и на детализиро ванных данных о морфотопометрических характеристиках локальной конституции органов [4, 5]. С использованием индексного метода оценки конституционального типа шеи дифференцированы: короткая и широкая шея, характерная для людей брахиморфного телосложения, а также длинная и узкая, преобладающая у индивидуумов долихоморфного телосложения [6]. Большинство специалистов считают, что с целью повы шения эффективности хирургического лечения необходимо учитывать анатомо топографические и конституциональные особенности органов шеи [7]. Ю.В. Малеев предложил иденти фицировать тип шеи, проводя измерения ширины, окружности и переднезаднего размера шеи на уровне тела подъязычной кости (ПК). Автор выделил в своей классификации: длинную тонкую, короткую тонкую и среднюю тонкую, длинную тол стую, короткую толстую и среднюю толстую, длинную про межуточную, короткую промежуточную и среднюю промежу точную [8]. Важность знания стереотопометрической анатомии структур гортани продиктована необходимостью восстановления голоса и адекватного дыхания у пациентов с параличами и стойкими деформациями голосовых складок и остается одной из наи более сложных в ларингологии [5]. Топографо анатомическая изменчивость структур гортани у взрослых людей вызывает необходимость разработки индивидуализированных вариантов ларингопластики с учетом общей, частной и локальной консти туций субъекта. Для определения значимости стеноза в общем состоянии пациента, оценки степени компенсации стеноза необходимо кроме площади просвета гортани оценивать конституциональ ные особенности и вариант шеи пациента: просвет гортани, достаточный для долихоморфа, оказывается недостаточным для брахиморфа [9, 10]. Прогнозирование просвета голосовой щели имеет первостепенное значение у пациентов с параличами и хроническими сочетанными стенозами гортани в диагностике и принятии решения о выборе метода хирургического вмеша тельства. Целью исследования явилось выявление индивидуальной изменчивости стереотопометрических характеристик полости гортани у взрослых мужчин и женщин с различными вари антами шеи, определение корреляции параметров гортани с антропометрическими и составление регрессионных уравнений для разработки хирургических методик при параличах гортани.

Материал и методы. Материалом исследования послужили препараты гортани, взятые от трупов людей 18–60 лет, представлявших собой одно родную в этническом отношении группу жителей Среднего и Нижнего Поволжья, и исследованные в течение 12–24 часов после смерти. Субъекты с опухолями, травматическими повре ждениями и трахеостомой в исследование не включались. Для выявления типа телосложения и частной конституции шеи про водилось измерение длины тела (ДТ), акромиального диаметра (АкД), окружности грудной клетки (ОГК), длины шеи спереди (ДШ) и ее окружности (ОШ); препарирование ПК и гортани. Применена методика ларингостереотопометрии: препарат гор тани фиксировался вертикально в специальном штативе, далее проводилось измерение декартовых координат анатомических точек препаратов гортани в трех координатных плоскостях (рис. 1) [5]. В полости гортани после сагиттального распила на внутренней поверхности препарата гортани определялись координаты точек, соответствующих: – переднему краю голосовой складки – ГС (1) справа и слева (D, S); – среднему краю ГС (1) D, S; – заднему краю ГС (3) D, S; – переднему краю вестибулярной складки – ВС (4) D, S; – среднему краю ВС (5) D, S; – заднему краю ВС (6) D, S; – голосовому отростку черпаловидного хряща – ЧХ (7) D, S; – латеральной точке гортанного желудочка (ГЖ) – 8 (D, S); – верхней точке ГЖ – после удаления ВС (9) D, S (рис. 2, табл. 1). Кроме того, на сагиттальном распиле препарата с помощью измерительного циркуля определяли: – переднезадний размер (длина) подскладочного пространства на уровне нижнего края щитовидного хряща – ЩХ (12) D, S; – переднезадний размер (длина) подскладочного пространства на уровне нижнего края перстневидного хряща (ПХ) – 13 (D, S); – расстояние от верхней вырезки ЩХ до передней комиссуры голосовой щели по средней линии (14); – высота ЩХ по средней линии (15); (рис. 2, табл. 1). В вариационно статистической обработке и анализе дан ных использованы 2 индекса: 1 грудно ростовой (обычный грудной – Т) и длиннотно окружностный (шейный – С). Полученные количественные данные обрабатывали вариаци онно статистическими методами с применением факторного и корреляционного анализов с предварительной проверкой на присутствие «выскакивающих вариант» на IBM PC/AT «Pentium IV» в среде Windows XP с использованием пакета прикладных программ «Statistica 6» (Statsoft Rassia, 1999) и Microsoft Exsel Windows 2000.

Результаты. Проведен корреляционный анализ взаимоотношений грудного и шейного индексов. Суммарная степень квадратов значений корреляции шейного индекса с параметрами ПК и антропо метрии статистически достоверно превысила аналогичную грудного индекса, что послужило причиной выбора именно шейного индекса для дальнейшего разделения всей выборки на 3 группы: I – субъекты c короткой шеей (КШ), II – субъекты cо средней длиной шеи (СШ), III – субъекты с длинной шеей (ДШ). Суммарная корреляция обоих индексов с параметра ми полости гортани у мужчин превышает таковую у женщин. Среди групп: у мужчин по сумме квадратов корреляций шей ного индекса с антропометрическими и параметрами полости гортани максимальное значение у мезошейных (6,62), мини мальное – у брахишейных (4,78), у женщин – максималь ное – во II группе (9,07) и минимальное – в III группе (5,63) (табл. 2). Среди мужчин группы распределились в следующих границах шейного индекса (С): I группа – с короткой шеей 0,233<C<0,296; II группа – со средней длиной шеи 0,305<C<0,345; III группа – с длинной шеей 0,352<C<0,417; среди женщин соответствен но: I группа – с короткой шеей – 0,225<C<0,298; II группа – со средней длиной шеи – 0,301<C<0,397; III группа – с длинной шеей – 0,431<C<0,468. При распределении на группы по шейному индексу у мужчин прослеживается увеличение его среднего значения от субъектов с короткой шеей – к субъектам со средней длиной шеи от 0,276 до 0,328; от среднего варианта – к субъ ектам с длинной шеей от 0,328 до 0,373. У женщин 0,257 до 0,446 (табл. 3). Среди женского контингента средние значения: длины шеи составили – 11,3 см у долихоморфов и брахиморфов, 10,6 см – у мезоморфов; окружности шеи – 30,4 см у долихоморфов, 35,6 см – у мезоморфов и 39,4 см – у брахиморфов. Среди мужского контингента средние значения: длины шеи составили – 13,2 см у долихоморфов, 12,3 см – у мезоморфов, 12,6 см у брахиморфов; окружности шеи – 36,9 см у долихоморфов, 37,5 см – у мезоморфов, 42,9 см – у брахиморфов. На нашем материале установлены закономерности 27 параме тров полости гортани в зависимости от варианта шеи и антро пометрических данных пациента, 14 из них – представлено в табл. 1. Все параметры полости гортани среди мужчин и женщин увеличиваются от КШ к ДШ (p<0,05). Различия левых и правых размеров проявляются чётче у расстояния от заднего края ВС до медиального края верхушки ЧХ (0,3–1,4 мм) и расстояния от среднего края ГС до середины пластины ЩХ на среднем уровне (D>S 1,0–2,4 мм). Степень корреляции шейного коэффициента (С) с параме трами полости гортани и антропометрии в сумме квадратов значений коэффициентов корреляции (R) значительно пре вышает аналогичную грудного индекса (Т): по С – мужчины R=16,96; женщины R=15,21; по Т – мужчины R=6,87; женщины R=4,52. Среди мужских групп – максимальное значение R у СШ (6,62), минимальное – у КШ (4,78); среди женских – значение R максимально во II группе (9,07) и минимально – в III группе (5,63) (табл.2). В исследовании были рассчитаны коэффициенты и составле ны регрессионные уравнения для каждого изучаемого параметра ПГ соответственно для мужчин и женщин с учетом варианта шеи и типа телосложения (p<0,05). В качестве примера представле ны регрессионные уравнения для определения расстояния от среднего края голосовой складки до середины пластины ЩХ на среднем уровне (Y) для трех групп, исходя из пяти доминантных антропометрических показателей: х1 – ДТ, x2 – АкД, x3 – ОГК, x4 – ДШ, x5 – ОШ (p<0,05): Мужчины 1гр.Y= 60,89+0,09*X1 0,01*X2 0,06*X3+4,76*X4+0,65*X5 2гр. Y=56,54 0,33*X1+0,4*X2 0,08*X3+3,48*X4 0,43*X5 3 гр. Y=25,55+0,02*X1+0,09*X2+0,27*X3+0,66*X4 0,73*X5 Женщины 1гр. Y=29,65+0,02*X1+0,35*X2 0,12*X3+0,99*X4 0,43*X5 2гр. Y=43,78 0,05*X1+0,04*X2 0,24*X3+1,28*X4+0,08*X5 3 гр. Y=43,72 0,01*X1+0,12*X2 0,08*X3+4,33*X4 2,1*X5 Высокая вероятность совпадения эмпирических и данных регрессионного анализа позволяет рекомендовать полученные регрессионные уравнения для практического использования в оториноларингологии для предоперационного расчета стерео топометрических характеристик полости гортани с учетом пола, варианта шеи и телосложения индивидуума (рис. 3).Фактически рассчитанные по регрессионной модели значения параметров слабо отличаются от эмпирических на представленных гисто граммах у мужчин (рис. 3), аналогичная степень совпадения получена у женщин, что косвенно подтверждает линейное при ближение признаков и адекватность модели [11] . В проведённом исследовании доказана зависимость между ларингометрическими параметрами и формой шеи: длиннот ные и широтные размеры полости гортани коррелируют с ОШ в большей мере у брахиморфов, чем с её длиной, однако у женщин – с мезо и брахиморфией расстояние между голо совыми отростками ЧХ сильно коррелирует с ОШ (0,9 0,8), расстояние от передней комиссуры до верхушки голосового отростка – с ДлШ (0,9). У брахиморфов мужчин расстояние от передней комиссуры до верхушки голосового отростка ЧХ сильно и тесно коррелирует со всеми пятью доминантными параметрами длиной тела (0.6), акромиальным диаметром (0,7), окружностью грудной клетки (0,8), длиной шеи (0,8) и её окружностью (0,8). При изучении методом сигмальных отклонений параметров гортани с учётом варианта шеи выявлены зоны изменчивости их средних значений. За норматив принято М±1σ, в который входит 68,3% всех значений вариационного ряда [12]. Можно считать отклонение параметра от среднего M не более, чем на 1σ – нормой; отклонение не более, чем на 3σ – предпатологией, отклонение на 3σ и более – необычным или патологией; предпа тологию обычно относят к категориям нормы [13]. У мужчин 1 й группы (КШ) с ДлШ и ОШ, выходящими за границы 10,9 13,12 см и 38,07 49,04 см соответственно, характеристики полости гортани можно прогнозировать в виде патологических или необычных значений (σ>3). Мужчины 3 й группы (ДШ) с ДлШ и ОШ, выходящими за границы 12,05–14,81 см и 33,96 38,02 см соответственно, статистически достоверно могут составлять группу с необычными средними значениями гортани (p<0,05); (табл. 4). Женщины III группы с ДлШ и ОШ, выходящими за границы 11,62–15,53 и 25,69–35,19 см соответственно, с вероятностью 95% могут составлять группу с необычными средними значения ми гортани (p<0,05). У женщин I группы с ДШ 7,2–8,7 и 10,3–11,8 см и ОШ 30,7–35,0 и 39,2–43,5 см прогнозируются значительно отклоняющиеся от нормы стереоморфометрические характе ристики ПГ (предпатологические). При значениях ДШ и ОШ, выходящими за границы 7,2–11,8 и 30,7–43,5 см, характеристики ПХ можно считать патологическими (p<0,05). В группе женщин с длинной шеей у субъектов с длиной шеи 11,6–12,9 и 14,2–15,5 см и ее окружностью 25,7–28,9 и 32,0–35,2 см предполагаются предпатологические стереоморфометрические характеристики ПГ. Субъекты же с длиной и окружностью шеи, выходящими за границы 11,6–15,5 и 25,7–35,2 см соответственно, могут составлять группу патологии. Данные корреляционного анализа показали явное преимуще ство шейного индекса над грудно ростовым: по С – мужчины R=8,585, женщины R=11,277; по Т – мужчины R=3,062, женщины R=4,484 (табл. 2) [14]. Использование данных о закономерностях конституциональ ной морфологии гортани при проведении реконструктивной ларингопластики На основании полученных стереоморфометрических данных и математического анализа антропо и органометрических харак теристик индивидуума разработаны способы латерофиксации ГС при срединных стенозах гортани, медиафиксации ГС при односторонних параличах гортани. Cпособ медиафиксации ГС (Пат. №2458644 РФ) в лечении пациентов с односторонними параличами гортани (рис. 4) отли чается использованием хряща перегородки носа в виде прямой призмы, основанием которой является толщина трансплантата, равная величине несмыкания голосовой щели на фонации (6), а горизонтальный размер (h) и высота призмы (v) рассчитываются до операции c вероятностью 95% по регрессионным уравнениям: для мужчин v = 13,255 0,06*X1 0,025*X2+0,04*X3+0,62*X4+0,035*X5 h = 12,18 0,045*X1 0,13*X2+0,1*X3+0,475*X4+0,04*X5 и для женщин v = 0,675+0,055*X1+0,02*X2 0,025*X3+0,07*X4+0,12*X5 h = 0,11+0,03*X1+0,115*X2+0,025*X3+0,04*X4 0,075*X5, где х1 − ДТ, x2 − АД, x3 − ОГК, x4 − ДлШ, x5 − ОШ пациента [15]. Горизонтальное сечение аутотрансплантата имеет форму равнобедренного треугольника, острый угол которого обращен к передней комиссуре, боковые стороны составляют длину от голосового отростка ЧХ до передней комиссуры (5), основа ние же треугольника – величину несмыкания (мм) голосовых отростков ЧХ на фонации (6) (рис. 4) [16]. Предварительно смоделированный аутотрансплантат с учетом данных антро пометрии и трансназальной фиброларингоскопии позволи ли исключить риск передозирования с развитием стеноза гортани и добиться восстановления голосовой функции у 10 пациентов, прооперированных по разработанной методике: интенсивность голоса имела положительную динамику от 48,6±0,6 до 78,6±0,7 дБ, показатели слабо отличались у мужчин и женщин. Нами также предложен (Пат. РФ №2284773) способ лечения срединных стенозов гортани паралитической этиологии хон дропластической латерофиксацией ГС [17]. Размеры аутохряща под переднюю треть ГС рассчитываются в мм дооперационно по регрессионным уравнениям: вертикальный размер хряща (H) – половина высоты ЩХ на среднем уровне, горизонталь ный – 1/2 расстояния от передней комиссуры до голосового отростка ЧХ (L): для мужчин: H =13,255 0,06*X1 0,025*X2+0,04*X3+0,62*X4+0,035*X5 для женщин: H = 0,675+0,055*X1+0,02*X2 0,025*X3+0,07*X4+0,12*X5, для мужчин: L = 12,18 0,045*X1 0,13*X2+0,1*X3+0,475*X4+0,04*X5 для женщин: L = 0,11+0,03*X1+0,115*X2+0,025*X3+0,04*X4 0,075*X5, где х1 − ДТ; x2 − АД; x3 − ОГК; x4 − ДлШ; x5 – ОШ пациента. Полученные размеры 1/2 L и Н используются для моделиро вания прямоугольного аутохряща, вводимого под переднюю треть ГС с целью сохранения голосовой функции [18]. Способ клинически применен у 29 пациентов с паралитическими стено зами гортани: в результате хирургического лечения основные показатели функции внешнего дыхания имели положительную динамику и клинически соответствовали компенсации стеноза гортани с сохранением социально приемлемого голоса. Заключение Используя для персонализации морфологических структур конституциональный подход и регрессионный анализ данных, доказана возможность дооперационного определения размер ных характеристик гортани по антропометрическим данным субъекта и осуществлять по разработанному алгоритму расчет размеров аутотрансплантата при проведении ларингопластики (p<0,05). Планирование способа и объема вмешательства у пациентов с параличами гортани с учетом закономерностей индивидуально типологической изменчивости ее структур при различных вариантах шеи и телосложения позволяет сохра нить голосовую функцию и получить адекватное дыхание через естественные пути.