Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation.

Transcriptie

1 Cover Page The handle holds various files of this Leiden University dissertation. Author: Kraima, Anne Charlotte Title: New insights in pelvic anatomy and implications for radical nerve-sparing pelvic surgery. From microscopy to a virtual 3D anatomical atlas Issue Date:

2 17 Nederlandse samenvatting

3 278 Chapter 17

4 De anatomie van het bekken wordt vaak als complex beschouwd. Door de trechtervormige constructie van het benige bekken is er een zeer nauwe relatie tussen de bekkenorganen en vitale structuren zoals bloedvaten, lymfevaten, somatische en autonome zenuwen. Tussen deze structuren ligt bindweefsel wat onder andere uit fasciebladen bestaat, te weten een pariëtale fascie en viscerale fascie. De organisatie van fasciebladen in het bekken zorgt voor een karakteristieke anatomie waarbij ruimtes en vlakken ontstaan. Deze ruimtes en vlakken worden gebruikt door chirurgen. In het bekken worden dikwijls oncologische operaties uitgevoerd, waarbij radicale verwijdering van tumor, omliggend weefsel en drainerende lymfevaten als prioriteit wordt beschouwd. Dikke darmkanker komt wereldwijd zeer veel voor. Dertig procent van dit soort tumoren is gelokaliseerd in het rectum: het laatste gedeelte van de dikke darm. De chirurgische behandeling van het rectumcarcinoom is de totale mesorectale excisie (TME). Dit is een beroemde chirurgische operatietechniek waarbij het rectum met het omliggende mesorectum als een en-bloc preparaat wordt verwijderd. Om dit te bewerkstelligen is het van groot belang dat het rectum op de juiste manier gemobiliseerd wordt en de chirurgische dissectie in het correcte vlak uitgevoerd wordt. Dit vlak, ook wel de holy plane genoemd, wordt begrensd door de pariëtale en mesorectale (viscerale) fasciebladen. Voor de overleving van patiënten met een rectumcarcinoom is het van groot belang dat de TME optimaal uitgevoerd wordt. Aangezien de aanwezigheid van tumor in het circumferentiële resectievlak de belangrijkste voorspellende factor is voor het ontwikkelen van een lokaal recidief, dient het resectiepreparaat compleet te zijn met een intact mesorectaal fascieblad. Elk resectiepreparaat dat perforaties, onderbrekingen of scheuren > 5 mm in het mesorectale vet bevat, wordt beschouwd als incompleet en is gerelateerd aan een slechtere overleving. Een selectie van patiënten zal baat hebben bij het toegediend krijgen van (neo) adjuvante chemotherapie en / of radiotherapie. Echter, het is van essentieel belang dat de primaire chirurgie kwalitatief succesvol is door middel van het bewerkstelligen van een complete resectie met tumorvrije circumferentiële resectie marges (hoofdstuk 2). De chirurgische behandelingsprincipes van het rectumcarcinoom zijn op soortgelijke wijze van toepassing op de chirurgische behandeling van gynaecologische maligniteiten in het bekken. De chirurgische behandeling van het cervixcarcinoom is een radicale hysterectomie met een pelviene lymfeklierdissectie. Het cervixcarcinoom verspreidt zich hoofdzakelijk via lokale tumorgroei en via de lymfebanen. Het is daarom van groot belang dat tijdens een radicale hysterectomie ook de drainerende lymfebanen worden verwijderd. Patiënten die oncologische operaties in het bekken ondergaan, kunnen te maken krijgen met vervelende postoperatieve complicaties, zoals urine-incontinentie, fecale incontinentie en seksuele problematiek. Deze morbiditeit is te wijten aan het chirurgisch beschadigen van de autonome 17 Nederlandse samenvatting 279

5 zenuwen in het bekken tijdens de operatie. Om die reden is de laatste tijd veel aandacht besteed aan het zenuwsparend opereren in het bekken. Tijdens een TME kunnen de autonome zenuwen gespaard worden indien de chirurgische dissectie in de holy plane plaatsvindt. Ook voor een radicale hysterectomie zijn zenuwsparende chirurgische technieken ontwikkeld en succesvol in de klinische praktijk toegepast. Oncologische chirurgie in het bekken vereist van de chirurg een excellente kennis van zowel de macroscopische en microscopische anatomie. Educatie is de sleutel tot het zich adequaat eigen maken van de complexe anatomie van het bekken. In de dagelijkse klinische praktijk moeten chirurgen 2D anatomie afbeeldingen uit algemene tekstboeken vertalen naar 3D in vivo chirurgische anatomie zoals die te zien is tijdens een operatie. De ervaren chirurg heeft hier wellicht weinig moeite mee, echter de chirurg in opleiding kan het veel meer moeite kosten om de precieze anatomie te herkennen tijdens een operatie. Een gedetailleerd 3D anatomisch bekkenmodel, waarin de onderlinge anatomische relaties bestudeerd kunnen worden, kan deze verstaalslag van 2D statische anatomie naar 3D in vivo anatomie faciliteren. In dit proefschrift worden specifieke onderdelen van zowel de macroscopische als microscopische anatomie van het bekken bestudeerd. Nieuwe inzichten in de complexe bekkenanatomie worden beschreven die belangrijke implicaties hebben voor de chirurgische behandeling van het rectumcarcinoom (Deel I) en gynaecologische maligniteiten (Deel II). Deel III richt zich volledig op de ontwikkeling van een nieuwe virtuele 3D anatomische atlas van het bekken, met het oog op het toekomstig verbeteren van chirurgisch anatomische educatie en chirurgische patiënt-specifieke planning. Deel I: Nieuwe anatomische inzichten voor de chirurgische behandeling van het rectumcarcinoom Het is voor de uitvoering van een TME essentieel dat de anatomische relatie tussen fasciebladen en autonome zenuwen volledig inzichtelijk is en begrepen wordt. In hoofdstuk 3 wordt de microscopische anatomie beschreven van de perirectale fascie, dat het rectum en mesorectum omgeeft, op het niveau van het mid rectum en het distale rectum. De perirectale fascie bestond microscopisch uit meerdere lagen, waarvan de mesorectale fascie en de pariëtale fascie de holy plane afgrenzen. In tegenstelling tot eerdere studies was er geen extra consistent fascieblad aanwezig dat tussen de mesorectale en pariëtale fasciebladen liep en potentieel een extra chirurgisch snijvlak zou vormen. Op alle niveaus langs het rectum bevonden de autonome zenuwen direct lateraal van de mesorectale fascie. Dit impliceert dat de autonome zenuwen gespaard kunnen worden indien de dissectie op de mesorectale fascie plaatsvindt. Meer naar caudaal, op het niveau van het distale rectum, naderde de mesorectale fascia de muscularis propria recti (de spierwand van het rectum) en 280 Chapter 17

6 verdween uiteindelijk in het intersfincterische vlak gelegen tussen de externe en interne anale sfincters. Microscopische analyse toonde aan dat de mesorectale fascia varieerde in dikte en op sommige plekken zelfs afwezig was. Dit was het meest prominent op het niveau van het anterolaterale distale rectum. Op deze plek is het risico het grootst om tijdens een operatie in het mesorectum te belanden wat kan resulteren in een incompleet resectiepreparaat. Het mobiliseren van het anterieure rectum in een TME vereist dissectie langs de fascie van Denonvilliers, ook wel bekend als het rectogenitaal septum. Alhoewel de anatomie van de fascie van Denonvilliers veelvuldig bestudeerd is, zijn de opvattingen over het juiste anterieure snijvlak in een TME nog altijd tegenstrijdig. In hoofdstuk 4 wordt beschreven dat de fascie van Denonvilliers macroscopisch een entiteit is en een continuüm vormt met de mesorectale fascie. Op microscopisch niveau bestaat de fascie van Denonvilliers uit multipele condensaties van een fasciebladen met collageen en gladspierweefsel. Er was microscopisch geen onderscheid mogelijk tussen de fascie van Denonvilliers en de anterieure mesorectale fascie, en de achterste vaginawand of het kapsel van de prostaat. De laterale continuaties vormden een soort waaier-achtig patroon, waarbij het posterieure gedeelte van de waaier continu was met het anterolaterale gedeelte van de mesorectale fascie. Derhalve dient tijdens een TME het anterieure snijvlak vóór de fascie van Denonvilliers gekozen te worden om zo een complete resectie van het mesorectum te waarborgen. Dit is voornamelijk van belang bij anterolaterale rectumtumoren. De autonome zenuwen bevonden zich direct lateraal van de mesorectale fascie. Het risico op autonome zenuwschade kan gereduceerd worden door het precies volgen van de mesorectale fascie. In dit hoofdstuk wordt tevens de aanwezigheid van de fascie van Denonvilliers bestudeerd in een serie foetale bekken preparaten met een embryonale leeftijd van weken. Het feit dat een duidelijk fascieblad in dit stadium van ontwikkeling ontbreekt, toont aan dat deze in een later stadium wordt gevormd, mogelijk pas neonataal. De fascie van Denonvilliers is één van de meest bediscussieerde structuren in het bekken. De discussie richt zich voornamelijk op de embryologische oorsprong en morfologische anatomie van Denonvilliers fascia, vooral uit hoeveel lagen de fascie bestaat en wat de relatie is met aangrenzende ventrale, dorsale en laterale structuren. In hoofdstuk 5 wordt een historisch overzicht gegeven van de belangrijkste studies die zijn uitgevoerd vanaf de eerste beschrijving van de fascie van Denonvilliers in 1836 tot heden. In de 19 e en 20 e eeuw, was men ervan overtuigd dat de fascie van Denonvilliers het resultaat was van de embryonale fusie van twee lagen peritoneum dat in vroege embryologische ontwikkeling tot de bekkenbodem reikt en zich later naar terugtrekt. Hoewel er geen echt histologisch bewijs was, beschouwden velen de peritoneale fusie theorie als een bewezen feit en verzuimden op die manier om zelf goede histologische experimenten uit te voeren die zouden hebben geleid tot andere conclusies. 17 Nederlandse samenvatting 281

7 In de 21 e eeuw keerde het tij en werd de peritoneale fusie theorie steeds vaker verworpen. Men begon erin te geloven dat de fascie van Denonvilliers werd gevormd door een proces waarbij vele fasciebladen in het algemeen worden gevormd, namelijk de condensatie van lokaal mesenchymaal weefsel. In dit proefschrift wordt deze ontwikkelingstheorie voor de vorming van de fascie van Denonvilliers ook gesteund. Het voorkomen van tegenstrijdige anatomische beschrijvingen in de literatuur is te wijten aan het gebrek aan correct uitgevoerde experimenten gericht op het bestuderen van de microscopische anatomie. De behandeling van het rectumcarcinoom vormt een ware uitdaging voor de chirurg, vooral wanneer de tumor het anale sfincter complex ingroeit of er vlak in de buurt zit. Indien het technisch niet mogelijk is om een primaire anastomose aan te leggen, worden dit soort distale rectumcarcinomen radicaal verwijderd middels een abdominoperineale resectie. In een selecte groep patiënten, bij wie het distale rectumcarcinoom alleen in het anale kanaal of de anale submucosa groeit, kan een intersfincterische resectie een goed alternatief vormen voor een abdominoperineale resectie. Bij een intersfincterische resectie wordt via een transanale benadering de gehele interne anale sfincter en het zieke deel van het rectum verwijderd, en primair de darm continuïteit hersteld. Het voordeel van deze operatie is dat patiënten vaak een betere functionele uitkomst hebben door behoud van de externe anale sfincter. Het is wel van belang dat de microscopische anatomie van het anale sfincter complex volledig begrepen wordt. Hoofdstuk 6 beschrijft de belangrijke rol van de longitudinale spier, gelegen tussen de interne en externe anale sfincter, in het anale sphincter complex. De longitudinale spier vormde craniaal een goed ontwikkelde laag van gladde spiervezels die bijna de volledige ruimte tussen de interne en externe anale sfincters in nam. Meer caudaal brak de longitudinale spier zich op in multipele fibro-elastische septa die zowel de interne als de externe sfincter penetreerden om zich respectievelijk in de anale submucosa en het ischiorectale vet te verankeren. Er werd een belangrijke mate van variabiliteit waargenomen in het niveau waarop de longitudinale spier zich opbrak en de mate waarin de longitudinale spier de interspfincterische ruimte innam. De grote mate van menging van glad- en dwarsgestreept spiervezel in alle lagen van het anale sfincter complex tezamen met de inconsistentie van de longitudinale spier hebben een belangrijke invloed op het chirurgisch genereren van het intersfincterisch vlak. Vanuit zowel een abdominale als een perineale benadering is er een belangrijk risico op het genereren van een inferieur snijvlak dat kan leiden tot een irradicale resectie. Derhalve moet de chirurg de patiënt zorgvuldig selecteren die in aanmerking komt voor een intersfincterische resectie. Tijdens een abdominoperineale resectie is de dissectie van het centrum tendineum een complexe chirurgische handeling. Dit komt omdat er geen anatomisch dissectievlak langs of door het centrum tendineum gaat. In hoofdstuk 7 wordt de microscopische anatomie 282 Chapter 17

8 van het centrum tendineum beschreven. Middels histologische kleuringen werd aangetoond dat het centrum tendineum bestaat voornamelijk uit gladde spiervezels afkomstig van de muscularis propria recti. Deze gladde spiervezels spreiden zich vanaf de muscularis propria recti naar anterolateraal uit, wat resulteert in een sterke fixatie van het anorectum in het centrum tendineum en de bekkenbodemspieren bij zowel mannen als vrouwen. De musculus recto-urethralis is een spier die zijn oorsprong vindt in het centrum tendineum en zodoende een scheiding vormt tussen het anterolaterale gedeelte van het centrum tendineum en de urogenitale organen. Chirurgische dissectie van het centrum tendineum is veilig indien alleen het gladde spierweefsel door wordt genomen dat daadwerkelijk in het centrum tendineum extendeert. Het is van cruciaal belang om afstand te houden van zowel de urogenitale organen als de muscularis propria recti om schade aan die organen te voorkomen. Hoofdstuk 8 van dit proefschrift richt zich op de neuroanatomie van de plexus hypogastricus superior en de nervi hypogastrici. De plexus hypogastricus superior ligt ventraal van de abdominale aorta en de bifurcatie, en continueert in de bilateraal gelegen nervi hypogastrici die het bekken indalen. Samen verzorgen zij de zenuwinnervatie van de bekkenorganen. Tijdens een TME en andere operaties in het peri-aortale retroperitoneale compartiment kunnen deze zenuwstructuren beschadigd worden en leiden tot vervelende postoperatieve complicaties. De plexus hypogastricus superior en de nervi hypogastrici worden klassiek beschreven als puur sympathische zenuwstructuren. Middels immuunhistochemie is aangetoond dat deze zenuwstructuren ook postganglionaire parasympatische zenuwvezels bevatten. Dit impliceert dat chirurgische beschadiging van de plexus hypogastricus superior en de nervi hypogastrici kan leiden tot zowel sympathische als parasympatische bekkendysfunctie. Deel II: Nieuwe anatomische inzichten voor de chirurgische behandeling van gynaecologische maligniteiten In een vroeg stadium van baarmoederhalskanker, wanneer de tumor gelokaliseerd is in de cervix uteri en/ of proximale vagina, is een radicale hysterectomie met pelviene lymfeklierdissectie de chirurgische behandeling van keuze. Het is algemeen bekend dat dit type operatie kan leiden tot postoperatieve complicaties, zoals blaasfunctiestoornissen, door iatrogene schade van de autonome zenuwen. Er is de afgelopen tijd veel aandacht geweest voor het chirurgisch sparen van de nervi hypogastrici en de plexus hypogastricus inferior, echter de zenuwen die aftakken van de plexus hypogastricus inferior en de bekkenorganen innerveren zijn beduidend minder belicht. In hoofdstuk 9 wordt de anatomie en de neuroanatomische samenstelling van de vesicale plexus beschreven middels 3D reconstructies. Het is aangetoond dat deze plexus gevormd wordt door een groep zenuwen die een zeer nauwe relatie hebben met de distale ureter en zich bevinden in zowel de superficiële als diepe laag van het vesicouteriene ligament. Middels immuunhistochemie is aangetoond dat in de vesicale plexus 17 Nederlandse samenvatting 283

9 zowel parasympatische als sympathische zenuwvezels aanwezig zijn. Derhalve moet de distale ureter tijdens een radicale hysterectomie als een belangrijke risicozone beschouwd worden waarin de vesicale plexus beschadigd kan worden, leidende tot blaasdysfunctie. In de literatuur zijn verschillende technieken van de radicale hysterectomie volgens Wertheim beschreven, die voornamelijk variëren in de hoeveelheid parametrium dat verwijderd wordt. Waar de autonome zenuwen in het bekken veelvuldig bestudeerd zijn, is het lymfestelsel minder diepgaand bestudeerd en derhalve niet goed begrepen. Hoofdstuk 10 beschrijft de anatomie van de lymfebanen die de cervix uteri draineren en focust specifiek op de aanwezigheid van lymfebanen in het vesico-uteriene ligament. Een ontwikkelingsserie van humane foetussen met een embryonale leeftijd van weken werd immunohistochemisch geanalyseerd en zodoende werden twee belangrijke lymfebanen van de cervix uteri ontdekt. De supra-ureterale lymfebaan liep van de cervix uteri over de ureter door het cardinale ligament naar de lymfeklieren gelegen in de fossa obturatoria. De dorsale lymfebaan liep van de cervix uteri via de rectale pijlers naar het sacro-uteriene ligament. Het gehele vesico-uteriene ligament bevatte géén lymfebanen van de cervix uteri. Dit, samen nemende met de resultaten van hoofdstuk 9, kan betekenen dat in een vroeg stadium van baarmoederhalskanker resectie van het vesico-uteriene ligament niet nodig is. Voor de behandeling van het ovariumcarcinoom is het ook van groot belang om inzicht te hebben in het precieze verloop van de drainerende lymfebanen. Hoofdstuk 11 geeft het precieze verloop van de lymfebanen van de ovaria weer. Er werd aangetoond dat de lymfebanen van de ovaria draineren via het ligamentum suspensorium ovarii, het ligamentum ovarium proprium en het ligamentum rotundum. Dit betekent dat het ovariumcarcinoom via deze drie lymfebanen kan metastaseren. Dit is tevens van belang bij het peroperatief opsporen van de schildwachtklier. Deze procedure is effectief gebleken bij het cervixcarcinoom en het vulvacarcinoom. Bij het ovariumcarcinoom wordt de schildwachtklierprocedure op kleine schaal geëvalueerd om de morbiditeit te reduceren van een radicale pelviene lymfeklierdissectie. De resultaten van dit hoofdstuk zijn hier van groot belang aangezien de schildwachtklier bij het ovariumcarcinoom gedetecteerd kan worden in de para-aortale en paracavale gebieden, de fossa obturatoria, rondom de iliacale bloedvaten en tevens in de inguinale regio. Deel III: De ontwikkeling van een virtuele 3D anatomische atlas Dit deel van het proefschrift richt zich op de ontwikkeling van een virtuele 3D anatomische atlas van het vrouwelijk bekken beschreven en hoe deze toegepast kan worden in anatomische educatie en patiënt-specifieke chirurgische planning. Hoofdstuk 12 bediscussieert de anatomische en technische uitdagingen die gepaard gaan met het ontwikkelen van 284 Chapter 17

10 een gedetailleerde anatomische atlas van het bekken. Het gebruik van de huidige 3D bekkenmodellen in anatomische educatie en chirurgische planning alsmede het gebruik van zogenaamde Visible Human Datasets in het ontwikkelen van een 3D model werd nauwkeurig geëvalueerd. Er werd geconcludeerd dat de reeds bestaande 3D bekkenmodellen niet genoeg anatomisch detail bevatten om de anatomische kennis van chirurgen te optimaliseren en als basis te fungeren voor chirurgische planning. Geen enkel model heeft zich gericht op bijvoorbeeld het weergeven van de fasciebladen en autonome zenuwen in het bekken. Dit wordt bemoeilijkt door het feit dat deze fijne anatomische structuren niet of nauwelijks te identificeren en te reconstrueren zijn in een Visible Human Dataset. Het is daarom noodzakelijk om de anatomie te bestuderen middels microscopie. Voor het ontwikkelen van één anatomische atlas die alle essentiële anatomische details bevat, moeten diverse soorten data in één atlas geïntegreerd worden. Hoofdstuk 13 presenteert een nieuw software systeem dat heterogene ruimtelijke en niet-ruimtelijke data afkomstig uit diverse modaliteiten, evenals de complexe verhoudingen tussen deze data, kan integreren in één model. In dit platform kan alle vastgelegde anatomische data interactief, zowel plaatselijk als ruimtelijk, gevisualiseerd worden. Tevens kan deze data geregistreerd worden op patiëntspecifieke radiologische afbeeldingen. Het systeem vormt een solide basis voor toekomstige preoperatieve patiënt-specifieke chirurgische planning. Door de technologische ontwikkelingen in de laparoscopie en robotische chirurgie moeten chirurgen op hun visuele feedback vertrouwen in plaats van hun tactiele feedback. Een excellente kennis van de complexe anatomie van het bekken is onontbeerlijk om op projectie monitors de anatomie te herkennen. In hoofdstuk 14 wordt de ontwikkeling beschreven van de zogenaamde Virtual Surgical Pelvis : een zeer gedetailleerde anatomische atlas van het vrouwelijk bekken dat gerepresenteerd wordt in een virtuele 3D patiënt-specifieke context. Uit de Visible Korean Dataset zijn 910 afbeeldingen geselecteerd die het gehele vrouwelijk bekken bevatten. Met behulp van Amira software werden alle anatomische structuren van belang bij chirurgische operaties gesegmenteerd. Om inzicht te krijgen in de exacte anatomische relatie van de fasciebladen en autonome zenuwen werden twee vrouwelijke bekken preparaten microscopisch geanalyseerd. Zodoende werd bevestigd dat de autonome zenuwen zich lateraal van de mesorectal fascie bevonden. Deze gegevens werden als risicozones gesegmenteerd in de Visible Korean Dataset. Voorts werd een registratieproces ontwikkeld dat het mogelijk maakt om anatomische data dat opgenomen is in de Virtual Surgical Pelvis te mappen op patiënt-specifieke radiologische beelden. Een web-viewer is tevens ontwikkeld, genaamd The Online Anatomical Human, dat interactieve online exploratie van de 3D anatomische atlas mogelijk maakt. De Virtual Surgical Pelvis is een virtuele 3D anatomische atlas die de anatomische relaties tussen de bekkenorganen, 17 Nederlandse samenvatting 285

11 fasciebladen, bloedvaten en zenuwen inzichtelijk maakt. Het kan in de toekomst een hele belangrijke rol vervullen in anatomisch onderwijs en chirurgische planning. Tevens kan het de anatomische context vormen voor robotische chirurgie, image-guided surgery en radiotherapeutische planning. Oncologische chirurgie in het bekken wordt steeds meer bedreven middels laparoscopie en robotische chirurgie. Doordat chirurgen toenemend moeten vertrouwen op hun visuele feedback en anatomische structuren moeten herkennen op projectie monitors, is het van groot belang om een excellente kennis te hebben van de complexe, microscopische anatomie van het bekken. Chirurgisch anatomisch onderwijs is een fundamenteel onderdeel van medische en chirurgische curricula en dient in het licht van de technologische vooruitgang in de chirurgie gegeven te worden. Een virtuele 3D anatomische atlas heeft grote potentie in het aanbieden van anatomische educatie en chirurgische planning door een brug te creëren tussen 2D en 3D anatomie. Tevens kan het de anatomische context vormen voor toekomstige chirurgische peroperatieve begeleiding en radiotherapeutische planning. 286 Chapter 17