Введение

Вариантная анатомия почечного артериального русла и чашечно-лоханочной системы (ЧЛС) имеет существенное значение для нормальной, топографической и прикладной анатомии. Почечная артерия после входа в ворота органа формирует индивидуальное ветвление, а элементы ЧЛС отличаются выраженной изменчивостью по числу, направлению и способу объединения чашечек. При морфологическом описании почки недостаточно раздельно характеризовать сосуды и экскреторный аппарат; необходимо учитывать их взаимное расположение в объеме органа [Ошибка! Источник ссылки не найден.-Ошибка! Источник ссылки не найден.].

Классические и современные анатомические работы показывают, что строение собирательной системы почки влияет на выбор чашечки для доступа, направление инструмента и оценку потенциально безопасных зон паренхимы [4-Ошибка! Источник ссылки не найден.]. Отдельно подчеркивается значение взаимоотношений внутрипочечных артерий и ЧЛС, поскольку крупные сосудистые ветви и чашечки не располагаются независимо друг от друга, а формируют единую топографическую систему [5; 7].

В эндоурологии эта проблема заметна при планировании доступа к ЧЛС. Анатомия лоханки, чашечек и прилежащих сосудистых ветвей может влиять на техническую сложность перкутанных вмешательств и риск повреждения сосудов [6; 8]. В последние годы возрастает интерес к трехмерному предоперационному представлению почки, в том числе к совмещению сведений о ЧЛС с данными о сосудистой архитектонике [9; 10].

Коррозионные препараты позволяют непосредственно оценить объемное расположение артериальных ветвей, чашечек, лоханки и отдельных экскреторных секторов. Препараты могут использоваться как морфологическая основа для последующего цифрового моделирования и как эталонный материал при интерпретации данных лучевой визуализации [11-Ошибка! Источник ссылки не найден.3].

В отечественных работах последних лет представлены данные о трехмерной анатомии почечных артерий, вариантах их деления и особенностях пространственного отношения сосудов к элементам ЧЛС [Ошибка! Источник ссылки не найден.; 12]. Отдельные исследования были посвящены количественным характеристикам артериального русла и ЧЛС у мужчин и женщин [12-Ошибка! Источник ссылки не найден.4].

Морфогенез почки и вариабельность ее сосудистого русла рассматриваются в литературе как результат сложного взаимодействия эмбрионального развития, индивидуальной топографии органа и последующих изменений сосудистой сети [Ошибка! Источник ссылки не найден.5]. Вместе с тем возрастные перестройки почечной паренхимы и сосудов, описанные в геронтологических и физиологических исследованиях [Ошибка! Источник ссылки не найден.6; Ошибка! Источник ссылки не найден.7], не следует автоматически переносить на варианты деления почечной артерии по данным коррозионных препаратов. В представленном исследовании возрастная принадлежность использована для характеристики материала, без формулирования вывода о возрастной динамике сосудистой архитектоники.

Таким образом, сохраняется потребность в описании взаиморасположения артериального русла почки и ЧЛС по данным анатомического материала. Работа выполнена как описательное анатомическое исследование коррозионных препаратов почки.

Цель исследования – проанализировать варианты трехмерной организации артериального русла почки и ЧЛС по данным коррозионных препаратов с учетом пола, стороны расположения почки, вариантов деления почечной артерии, типов внутриорганного ветвления и секторального строения экскреторного аппарата.

Материал и методы исследования

Исследование имело описательный анатомический дизайн. Материалом послужили 122 коррозионных препарата почек, полученных из трупного материала лиц обоего пола в возрасте 29–72 лет, причины смерти которых не были связаны с заболеваниями почек. Исследовано 58 почек мужчин и 64 почки женщин, в том числе 65 правых и 57 левых почек (табл. 1).

Исследование выполнено с соблюдением этических принципов проведения морфологических исследований с использованием трупного материала. Проведение исследования одобрено локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО «Чеченский государственный университет им. А. А. Кадырова» (протокол № 256/4-37 от 17 октября 2023 г.). Биологический материал использовали в обезличенном виде; персональные данные умерших не собирали и не обрабатывали. Получение, хранение и использование трупного материала осуществляли в соответствии с требованиями законодательства Российской Федерации и локальных нормативных документов учреждения.

Для изготовления коррозионных препаратов предварительно выделяли и канюлировали почечную артерию и мочеточник. Сосудистое русло промывали 0,9%-ным раствором натрия хлорида до полного удаления остатков крови. В почечную артерию вводили инъекционную массу на основе быстротвердеющего стоматологического полимера «Протакрил», предварительно окрашенную красным красителем. ЧЛС заполняли быстротвердеющей акриловой пластмассой «Протакрил», окрашенной в контрастный синий цвет, через мочеточник. Инъекцию проводили ручным способом с помощью шприца до полного заполнения исследуемых структур; давление введения специально не контролировали. После полной полимеризации инъекционной массы препараты помещали в 30%-ный раствор гидроксида калия (KOH) при комнатной температуре до полного удаления мягких тканей. Продолжительность коррозии определяли визуально по степени мацерации тканей, и обычно она составляла 3–7 суток. После завершения коррозии полученные слепки тщательно промывали проточной водой, высушивали при комнатной температуре и использовали для макроскопического анализа, оценки трехмерных взаимоотношений артериального русла и ЧЛС и фотографирования.

Рис. 1. Препарат ЧЛС: 1 - верхний экскреторный сектор; 2 - нижний экскреторный сектор

Таблица 1

Возрастная и половая характеристика коррозионных препаратов почек, включенных в исследование

Возрастные группы использовали только для характеристики материала. При группировке ориентировались на распространенную в отечественных морфологических исследованиях возрастную периодизацию (Бунак В. В.) [18]: первый период зрелого возраста, второй период зрелого возраста и пожилой возраст. В связи с малым числом наблюдений в отдельных ячейках возрастные закономерности не анализировали.

На каждом препарате оценивали: 1) сторону расположения почки; 2) пол; 3) вариант деления почечной артерии в области ворот на две или три ветви; 4) топографию ветвей относительно ЧЛС; 5) число экскреторных секторов; 6) количество чашечек в секторах; 7) преобладающий тип внутриорганного ветвления в передней и задней половинах почки.

При описании деления почечной артерии на две ветви выделяли варианты с передней и задней ветвями, а также с верхней и нижней ветвями. При делении на три ветви учитывали варианты с двумя передними и одной задней ветвью, с верхней, передней и задней ветвями, а также с передней, задней и нижней ветвями. Для анализа ЧЛС препараты распределяли на двух-, трех- и четырехсекторные.

Статистическую обработку данных выполняли с использованием IBM SPSS Statistics 29 (IBM Corp., Armonk, NY, USA) и Microsoft Excel (Microsoft Corp., Redmond, WA, USA). Соответствие распределения количественных признаков нормальному проверяли с помощью критерия Шапиро – Уилка. При распределении, близком к нормальному, данные представляли в виде M ± SD, где M - среднее значение, SD - стандартное отклонение; при отклонении от нормального распределения - в виде медианы и межквартильного интервала Me [Q1; Q3]. Качественные признаки представляли абсолютными значениями и относительными частотами, n (%). Для сравнения двух независимых групп по количественным признакам при распределении, отличном от нормального, применяли U-критерий Манна – Уитни, трех и более независимых групп - критерий Краскела – Уоллиса. Для анализа таблиц сопряженности использовали критерий χ² Пирсона при достаточных ожидаемых частотах. При малых ожидаемых частотах применяли точный критерий Фишера для таблиц 2×2 и точный критерий Фишера – Фримана – Холтона для таблиц большей размерности. Размер эффекта для таблиц сопряженности определяли с помощью V Крамера. Различия считали статистически значимыми при p < 0,05. Результаты анализа малочисленных подгрупп интерпретировали как описательные и не использовали для заключений о наличии устойчивых закономерностей.

Результаты исследования и их обсуждение

Варианты деления почечной артерии в области ворот. В общей группе коррозионных препаратов деление почечной артерии на две ветви было выявлено в 103 из 122 наблюдений (84,4%), на три ветви - в 19 наблюдениях (15,6%) (табл. 2). У мужчин двухветвевое деление отмечено в 49 из 58 препаратов (84,5%), у женщин - в 54 из 64 препаратов (84,4%). Трехветвевое деление соответственно выявлено в 9 (15,5%) и 10 (15,6%) наблюдениях. Различий между мужскими и женскими препаратами по частоте двух- и трехветвевого деления не выявлено (точный критерий Фишера, p = 1,000; χ² = 0,0003; p = 0,987; V Крамера = 0,001).

Таблица 2

Варианты деления почечной артерии в области ворот, по данным коррозионных препаратов, у мужчин и женщин

Примечание. Таблица составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования. По точному критерию Фишера различий между мужскими и женскими препаратами не выявлено, p = 1,000.

Среди вариантов c двумя ветвями наиболее часто встречалось деление почечной артерии на переднюю и заднюю ветви (табл. 3). В общей группе оно составило 87 из 103 двухветвевых наблюдений (84,5%). Деление на верхнюю и нижнюю ветви отмечено в 16 из 103 наблюдений (15,5%). При трехветвевом делении чаще определялся вариант с верхней, передней и задней ветвями: 13 из 19 трехветвевых наблюдений (68,4%).

Таблица 3

Топографические варианты деления почечной артерии у мужчин и женщин

Примечание. Таблица составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования. Проценты для двух первых строк дополнительно рассчитаны относительно подгруппы двухветвевых вариантов; для остальных строк - относительно всей группы.

Типы внутриорганного ветвления в передней и задней половинах почки. Детальная оценка преобладающего типа ветвления в передней и задней половинах почки была возможна на 103 препаратах (табл. 4). Наиболее частым вариантом оказалось сочетание рассыпного ветвления в передней половине почки и магистрального ветвления в задней половине - 50 из 103 наблюдений (48,5%). Вторым по частоте был рассыпной тип ветвления в обеих половинах почки - 37 наблюдений (35,9%). Магистральный тип ветвления в обеих половинах встречался реже - 11 наблюдений (10,7%). Сочетание магистрального ветвления в передней половине и рассыпного в задней половине выявлено в 5 наблюдениях (4,9%).

Таблица 4

Типы внутриорганного ветвления почечных артерий в передней и задней половинах почки среди мужчин и женщин

Примечание. Таблица составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования. В связи с малыми ожидаемыми частотами распределение вариантов анализировали с использованием точного критерия Фишера - Фримана - Холтона; различий между мужскими и женскими группами препаратов не выявлено. V Крамера = 0,146.

Секторальное строение ЧЛС и топография артериальных ветвей. Визуальная оценка коррозионных препаратов позволила выделять двух-, трех- и четырехсекторные варианты ЧЛС. При двухсекторном строении учитывали верхний и нижний экскреторные сектора; при трехсекторном строении - верхний, средний и нижний сектора; при четырехсекторном строении - верхний, верхнесредний, нижнесредний и нижний сектора.

При анализе каждого препарата определяли не только число экскреторных секторов, но и пространственное положение артериальных ветвей относительно ЧЛС. При изучении препаратов выявили, что ветви почечной артерии могли сопровождаться различными вариантами распределения сосудов по отношению к секторам ЧЛС. С этой точки зрения, секторальное строение является не изолированной характеристикой экскреторного аппарата, а частью единого сосудисто-экскреторного комплекса почки.

Отдельно анализировали распределение правых и левых почек по числу экскреторных секторов у мужчин и женщин. В группе мужских коррозионных препаратов четырехсекторное строение ЧЛС встречалось несколько чаще, чем двух- и трехсекторные варианты (табл. 5). У правых почек четырехсекторная организация выявлена в 13 из 31 наблюдения (41,9%), у левых почек - в 10 из 27 наблюдений (37,0%). Двухсекторное строение отмечено у 10 правых и 9 левых почек, трехсекторное - у 8 правых и 8 левых почек. Статистически значимой связи стороны расположения почки с распределением вариантов секторального строения ЧЛС в мужской подгруппе не выявлено (точный критерий Фишера – Фримана – Холтона, p = 0,946).

Таблица 5

Распределение правых и левых почек мужчин по числу экскреторных секторов

Примечание. Таблица составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования. Статистически значимых различий между правыми и левыми почками мужчин по распределению числа экскреторных секторов не выявлено: точный критерий Фишера - Фримана - Холтона, p = 0,946.

У женщин также было проведено раздельное сопоставление правых и левых почек по числу экскреторных секторов ЧЛС (табл. 6). В анализ включены 34 правые и 30 левых почек женщин. У женщин, как и у мужчин, четырехсекторное строение ЧЛС встречалось несколько чаще, чем двух- и трехсекторные варианты. У правых почек четырехсекторная организация выявлена в 13 из 34 наблюдений (38,2%), у левых почек - в 13 из 30 наблюдений (43,3%). Двухсекторное строение отмечено у 11 правых и 9 левых почек, трехсекторное - у 10 правых и 8 левых почек. Статистически значимых различий между правыми и левыми почками женщин по распределению вариантов секторального строения ЧЛС не выявлено.

Таблица 6

Распределение правых и левых почек женщин по числу экскреторных секторов

Примечание. Таблица составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования. Статистически значимых различий между правыми и левыми почками женщин по распределению числа экскреторных секторов не выявлено.

Для каждого варианта анализировали распределение чашечек и его соответствие вариантам артериального деления. Поскольку отдельные подгруппы были малочисленными, результаты по количеству чашечек рассматривали как описательные (табл. 7). При сопоставлении числа экскреторных секторов с вариантом деления почечной артерии во всех подгруппах сохранялось преобладание двухветвевого деления. У мужчин среди правых почек двухветвевое деление выявлено в 26 из 31 наблюдения, среди левых почек - в 23 из 27 наблюдений. У женщин двухветвевое деление отмечено в 29 из 34 правых почек и в 25 из 30 левых почек. Деление на три ветви чаще отмечалось при трехсекторном строении ЧЛС, однако из-за малочисленности отдельных подгрупп этот результат следует рассматривать как описательный и требующий проверки на большем материале.

Рис. 2. Деление ПА на две передние и одну заднюю ветвь на препарате мужчины: 1 - передневерхняя ветвь ПА; 2 - передненижняя ветвь ПА, 3 - основной ствол ПА; 4 - задняя ветвь ПА

Таблица 7

Сопоставление числа экскреторных секторов с двух- и трехветвевым делением почечной артерии

Примечание. Таблица составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования.

При описательном сопоставлении числа экскреторных секторов ЧЛС с вариантом деления почечной артерии последовательного увеличения доли трехветвевого деления по мере увеличения числа секторов не наблюдалось. В связи с малочисленностью отдельных подгрупп эти данные рассматривали как описательные. Для анатомической характеристики препаратов дополнительно оценивали пространственное положение артериальных ветвей относительно конкретных секторов ЧЛС

В обеих половых группах двух-, трех- и четырехсекторные варианты ЧЛС выявлялись как справа, так и слева. Более частым оказался четырехсекторный вариант строения, однако различия между правыми и левыми почками имели описательный характер. Двух-, трех- и четырехсекторные варианты ЧЛС выявлялись как справа, так и слева. Статистически значимых различий между правыми и левыми почками по распределению числа экскреторных секторов в анализируемых половых подгруппах не выявлено. Секторальная организация ЧЛС характеризовалась индивидуальной вариабельностью.

При сопоставлении с артериальным руслом учитывали, какая ветвь почечной артерии проходила в проекции соответствующего сектора (табл. 8). В двухсекторных почках артериальные ветви чаще соотносились с верхним и нижним секторами или с передней и задней половинами почки. В трех- и четырехсекторных вариантах топография была более вариабельной: отдельные ветви могли соответствовать одному сектору, тогда как другие проходили между соседними секторами или участвовали в кровоснабжении нескольких смежных отделов. Для детального описания недостаточно фиксировать только число ветвей почечной артерии; требовалась оценка их пространственного отношения к элементам ЧЛС.

Таблица 8

Результаты статистического анализа связи количества чашечек с вариантами деления почечной артерии

Примечание. Таблица составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования. Все приведенные значения p превышают 0,05.

В мужской группе препаратов (табл. 8) с двухсекторным строением статистически значимой связи между вариантом деления почечной артерии и количеством чашечек верхнего экскреторного сектора не выявлено (точный критерий Фишера - Фримана - Холтона, p = 0,086). Аналогичный результат получен для нижнего экскреторного сектора (p = 0,836). При трехсекторном строении почки у мужчин связь между количеством чашечек верхнего сектора и вариантом деления почечной артерии также не достигала статистической значимости (p = 0,190). При четырехсекторном строении достоверной связи между количеством чашечек верхнего сектора и вариантом трехветвевого деления почечной артерии не выявлено (p = 0,951).

У женских препаратов (табл. 8) при двухсекторном строении ЧЛС количество чашечек верхнего и нижнего секторов не имело статистически значимой связи с вариантом деления почечной артерии: p = 0,149 и p = 0,483 соответственно; для общего числа чашечек p = 0,099. При трехсекторном строении значения p для верхнего, среднего, нижнего секторов и общего числа чашечек составляли 0,456, 0,702, 0,701 и 0,229. При четырехсекторном строении общее число чашечек также не зависело от варианта артериального деления (p = 0,937).

Результаты проведенного исследования показали, что деление почечной артерии на две ветви в области ворот является преобладающим вариантом в исследованной серии коррозионных препаратов. Эта характеристика сохранялась как в мужской, так и в женской группах. Варианты с тремя ветвями встречались реже и были представлены несколькими топографическими схемами, среди которых преобладало деление на верхнюю, переднюю и заднюю ветви. Полученные данные согласуются с результатами R. K. Kaushik et al., которые при исследовании коррозионных препаратов также показали устойчивость переднезадней организации артериального русла: задняя сегментарная артерия в 93% наблюдений являлась продолжением задней ветви почечной артерии [17]. Это подтверждает анатомическую значимость раздельного анализа передней и задней частей внутрипочечного артериального русла.

Наиболее частым вариантом при двух ветвях было деление на переднюю и заднюю ветви. Коррозионные препараты позволяют одновременно визуализировать артериальный компонент и элементы ЧЛС, что имеет значение для анализа их пространственных взаимоотношений. Данные современных ангиографических исследований также свидетельствуют о выраженной вариантности почечных артерий. N. Keskin et al. при магнитно-резонансной ангиографии 196 обследованных выявили вариабельность топографии и ветвления почечных артерий, а также отдельные половые и возрастные различия их анатомических параметров [19]. В нашем материале при этом статистически значимых половых различий в частоте двух- и трехветвевого деления не установлено, что может быть связано с различиями исследуемых параметров, состава выборок и методов визуализации.

Отдельного внимания заслуживает сочетание рассыпного типа ветвления в передней половине почки и магистрального типа в задней, выявленное почти в половине препаратов с детальным анализом. Этот результат не следует рассматривать как универсальную закономерность, однако он подтверждает целесообразность раздельной характеристики передней и задней половин почки, а не только подсчета крупных артериальных ветвей.

Статистически значимой связи количества чашечек с вариантами деления почечной артерии в изученных подгруппах не выявлено. M. Kumaresan et al. при КТ-ангиографическом исследовании 99 здоровых доноров также продемонстрировали значительную вариабельность ЧЛС, однако наиболее распространенным у них был двухчашечный вариант; кроме того, выявлены отдельные различия, связанные со стороной расположения почки и полом [2]. В нашем исследовании несколько чаще встречалось четырехсекторное строение ЧЛС, а значимой зависимости секторального строения от стороны расположения почки не установлено. Расхождения могут быть обусловлены различиями классификационных подходов: в работе M. Kumaresan et al. анализировали би-, три- и мультикалицеальные варианты по данным КТ-ангиографии, тогда как в настоящей работе оценивали двух-, трех- и четырехсекторную организацию ЧЛС на коррозионных препаратах.

Таким образом, сопоставление с данными литературы подтверждает выраженную индивидуальную вариабельность как артериального русла, так и ЧЛС и показывает необходимость их комплексного трехмерного анализа. Практическое значение полученных данных состоит в формировании морфологической основы для анатомического обучения, цифрового моделирования и предоперационного планирования. Ограничениями исследования являются кадаверный характер материала, отсутствие оценки гемодинамики и малое число наблюдений отдельных вариантов трехветвевого деления; вследствие малых ожидаемых частот часть статистических сопоставлений имеет преимущественно описательное значение.

Заключение

В исследованной серии 122 коррозионных препаратов преобладает двухветвевое деление почечной артерии (84,4%), причем наиболее частым вариантом является деление на переднюю и заднюю ветви. Среди вариантов внутриорганной архитектоники наиболее часто определяется сочетание рассыпного типа ветвления в передней половине почки с магистральным типом в задней. В исследованной серии 122 коррозионных препаратов преобладало двухветвевое деление почечной артерии (84,4%), причем наиболее частым вариантом являлось деление на переднюю и заднюю ветви. Среди вариантов внутриорганной архитектоники наиболее часто выявлялось сочетание рассыпного типа ветвления в передней половине почки с магистральным типом в задней. Двух-, трех- и четырехсекторные варианты строения ЧЛС выявлялись как в правых, так и в левых почках; статистически значимых различий между правыми и левыми почками по распределению числа экскреторных секторов в анализируемых половых подгруппах не выявлено. В анализируемых подгруппах статистически значимой связи между количеством чашечек и вариантом деления почечной артерии не выявлено. Полученные данные характеризуют индивидуальную вариабельность трехмерной сосудисто-экскреторной архитектоники почки и могут использоваться как морфологическая основа при построении анатомических 3D-моделей.