A New Approach for Split Renal Function Assessment Based on 3D-Models Generated from Contrast-enhanced Multi-slice Computed Tomography (Msct) Scans and Mathematical Analysis: A Pilot Study

Introduction: Instrumental methods of examination may alter the course of treatment and patients’ management: from minimally invasive nephron-sparing procedures to radical operations. Objective:to present preliminary data on split kidney function assessment (in a kidney volume, e.g. segment) in patients with urological diseases.Materials and methods: A prospective study was launched in aResearch Institute for Uronephrology and Reproductive Health from November, 2015 to February, 2017. 31 patients were enrolled into the study: 15 with stone kidney disease, 2 with kidney anomalies, 14 with renal tumors. Contrast-enhanced CT with 3D-models andmathematical analysis were performed in all patients. Correlation between CT-based and renal scintigraphy-based measures of split renal function was estimated. Results: CT-based methods for the calculation of split renal function with 3D-models showed correlation with renal scintigraphy (p<0.004, ttest). Conclusion: A new approach for split kidney function assessment based on contrast-enhanced CT with 3D-models and mathematical analysis allows for both acquiring detailed data on clinical anatomy and evaluation of renal function to promote preoperative decision-making

Computer-assisted simulation as an innovation technique in diagnosis and planning of treatment of patients with surgical kidney diseases

Aim: to improve visualization and outcomes of surgical management in patients presenting with diseases of the kidneys and upper urinary tracts. Patients and methods: all patients with renal tumours, coral-like nephrolithiasis, and hydronephrosis were preoperatively subjected to a routine protocol of contrast-enhanced multispiral computed tomography (MSCT) of the kidneys, with the study performed according to the programme 1.25/1.25 mm with intravenous administration of 100 pL of a contrast medium at a rate of 3 ml/sec. at a tube voltage of 80 kV, and current strength of 350 mA). The findings of MSCT were then computer- processed using a special program for 3D images, thus making it possible to obtain 3D objects of the pathologically damaged organ. The obtained 3D and 4D images were subjected to thorough analysis in each individual case, thus making it possible to initially reconstruct the common pathological pattern, followed by duly planning the course of the future operative procedures to perform. Results: in all cases presented, computer-assisted simulation gave a comprehensive pattern of the pathological process in the kidneys and upper urinary tracts. The obtained findings allowed us not only to predict possible intraoperative complications (haemorrhage, formation of a urinary fistula, creation of “extra” ports during percutaneous operations, etc.) but also to work out measures aimed at their prevention, as well as to determine the scope and the stages of the would-be care and cure. Conclusion: according to our own experience, computer-assisted simulation is currently becoming an important and intrinsic stage during preoperative preparation of patients presenting with kidney diseases.Цель: улучшить визуализацию и результаты оперативного лечения у пациентов с заболеваниями почек и верхних мочевых путей. Процедура исследования: всем пациентам с опухолью почек, коралловидным нефролитиазом и гидронефрозом на дооперационном этапе выполнена МСКТ почек с контрастированием по стандартному протоколу (исследование выполнялось по программе 1.25/1.25 мм. с внутривенным введением 100 мл. контрастного вещества со скоростью 3 мл/сек., напряжение 80 кВ, сила тока 350 мА). В последующем результаты МСКТ подвергались компьютерной обработке в специальной программе для 3D изображений, что позволяло получать трехмерные объекты пораженного патологическим процессом органа. Полученные в 3D и 4D формате изображения подвергались тщательному анализу в каждом индивидуальном наблюдении, что позволяло вначале воссоздать единую патологическую картину, а в последующем спланировать ход предстоящих оперативных действий. Результаты: во всех представленных наблюдениях компьютерное моделирование дало исчерпывающую картину о патологическом процессе в почках и верхних мочевых путях. Данная информация позволила не только спрогнозировать возможные осложнения во время операции (кровотечение, формирование мочевого свища, создание «лишних» портов при перкутанных операциях и т.д.), но также разработать меры по их профилактике, определить объем и этапы предстоящего пособия. Выводы: у пациентов с заболеваниями почек компьютерное моделирование, по нашему собственному опыту, становится важным и неотъемлемым этапом в их предоперационной подготовке на сегодняшний день