СПОСОБ КОМПЬЮТЕРНОЙ ДИАГНОСТИКИ СТЕПЕНИ ЛЕГОЧНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ

СПОСОБ КОМПЬЮТЕРНОЙ ДИАГНОСТИКИ СТЕПЕНИ ЛЕГОЧНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ


RU (11) 2269931 (13) C1

(51) МПК
A61B 6/03 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.07.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.02.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004117314/14 
(22) Дата подачи заявки: 2004.06.09 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.06.09 
(45) Опубликовано: 2006.02.20 
(56) Аналоги изобретения: Ng C.S. et al. A CT sign of chronic pulmonary arterial hypertension: the ratio of main pulmonary artery to aortic diameter. J. Thorac Imaging. 1999 Oct; 14(4):270-8. RU 2116747 C1, 10.08.1998, c.1. Габуния Р.И. и др. Компьютерная томография в клинической диагностике. М.: Медицина, 1995, с.129. WO 2004070410 А, 19.08.2004. Parent J.G. et al.
Radiological indices of pulmonary hypertension in chronic obstructive pulmonary disease. Bull Eur Physiopathol Respir. 1976 Sep-Oct; 12(5):637-50.

(72) Имя изобретателя: Осипенко Вера Ивановна (RU); Попова Елена Николаевна (RU); Архипова Дарья Владимировна (RU); Терновой Сергей Константинович (RU); Шехтер Анатолий Ильич (RU); Мухин Николай Алексеевич (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова (RU) 
(98) Адрес для переписки: 119992, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр.2, ММА им. И.М. Сеченова, отдел интеллектуальной собственности 

(54) СПОСОБ КОМПЬЮТЕРНОЙ ДИАГНОСТИКИ СТЕПЕНИ ЛЕГОЧНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ
Изобретение относится к области медицины, в частности к пульмонологии и лучевой диагностике, может быть использовано для ранней диагностики легочной гипертензии. Данный способ диагностики предусматривает измерение диаметра главной легочной артерии. При этом дополнительно измеряют диаметр грудной клетки на уровне исследования. Вычисляют сосудисто-торакальный индекс (СТИ1), равный отношению поперечного диаметра грудной клетки на уровне главной легочной артерии к диаметру главной легочной артерии. Вычисляют также СТИ2, равный отношению поперечного диаметра грудной клетки на уровне бифуркации легочной артерии к диаметру легочной артерии на данном уровне. После чего вычисляют средний СТИ, который равняется сумме СТИ1/2+СТИ2/2. При величине среднего СТИ 6,9-9,4 диагностируют умеренную степень легочной гипертензии, а при величине менее 6,8 - выраженную степень легочной гипертензии. Использование данного изобретения позволит повысить точность оценки легочной гипертензии за счет вычисления сосудисто-торакального индекса. 2 ил.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области медицины, в частности к пульмонологии и лучевой диагностике, может быть использовано для ранней диагностики легочной гипертензии.

Интерстициальные болезни легких (ИБЛ) - это гетерогенная группа заболеваний, характеризующаяся хроническим диффузным поражением респираторных отделов легочного интерстиция с воспалением (альвеолитом) и фиброзной дезорганизацией стенок альвеол и развитием дыхательной недостаточности. К ИБЛ относят более 204 нозологических форм.

Несмотря на полиморфизм клинико-морфологических проявлений ИБЛ, универсальным морфологическим компонентом при этих заболеваниях является фиброзирующий альвеолит, представленный стереотипными изменениями альвеолярной перегородки и легочного интерстиция в виде в альвеолита в начале заболевания и интерстициального фиброза с формированием сотового легкого в финале.

Легочная артериальная гипертензия (ЛАГ) при ИБЛ является в настоящее время проблемой, определяющей трудовой и жизненный прогноз больных, так как у одной трети больных ИБЛ, по данным литературы, регистрируется повышение давления в малом кругу кровообращения. Средняя продолжительность жизни больных после выявления у них признаков легочной гипертензии составляет около пяти лет.

Несмотря на большую прогностическую значимость ЛАГ при ИБЛ, ее раннее выявление вызывает значительные затруднения в связи со сложностью инвазивных и неспецифичностью отдельных инструментальных методов диагностики (прямые методы измерения АД в правых отделах сердца, реопульмонография в условиях дозированного повышения внутрибронхиального давления, кинетокардиограмма правого желудочка), а также недостаточной информацией об особенностях патогенеза и клинической картины ЛАГ при ИБЛ [Сандриков В.А., Яковлев В.Ф., Курдов М.К. и др. Комплексная оценка кровообращения у больных митральным стенозом, осложненным умеренной легочной гипертензией // Кардиология. 1991.-Т.31, №4. С.28-29]. Поэтому наметившуюся в последние годы тенденцию к использованию неинвазивных и достаточно информативных диагностических приемов, в первую очередь компьютерной томографии и компьютерной ангиографии грудной клетки [Тюрин И.Е. Компьютерная томография органов грудной полости. // Санкт-Петербург, 2003. С52-57], можно считать оправданной. 

К общепринятым рентгенологическим признакам ЛАГ можно отнести увеличение размеров правого желудочка, расширение легочной артерии, симптом "ампутации корней" и "обрыва калибра сосудов", пульсацию корней [Васильчук И.В. Возможности рентгенологического исследования в выявлении сосудистого компонента легочного рисунка/Современные возможности рентгенологического метода в диагностике заболеваний легких - Л., 1983. С32-37], (выявляемую в основном при рентгеноскопии). При рентгенологическом исследовании в период стабильной ЛАГ обнаруживается выбухание conus pulmonalis, которое определяется в правом косом положении. Были попытки судить о степени выраженности ЛАГ по изменению воздушности периферических отделов легких [Васильчук И.В. Возможности рентгенологического исследования в выявлении сосудистого компонента легочного рисунка // Современные возможности рентгенологического метода в диагностике заболеваний легких. - Л., 1983. С32-37], диаметру легочной артерии при глубоком вдохе и в покое, с учетом диаметров артерии более мелкого калибра и вен в 1 и 8 сегментах [Погребняков В.Ю. Возможности объективизации оценки состояния малого круга кровообращения при рентгенологическом исследовании// Механизмы адаптации организма и профилактики превалирующей заболеваемости в зоне строительства БАМ. - Чита, 1984. С43-44].

Однако все эти методы не нашли широкого применения в практике из-за сложности и субъективности их интерпретации.

Важная информация о состоянии легочного кровотока у больных ИБЛ была получена при проведении ангиопульмонографии: расширение центральных ветвей легочной артерии и сужение их на периферии, контуры их нечеткие, замедлена артериальная фаза кровотока. Имеются участки быстрого артериовенозного шунтирования с ускоренным контрастированием венозного русла [Илькович М.М. Заболевания органов дыхания. // Санкт-Петербург, 1998. Том №2. С.136]. В результате этих изменений увеличивается скорость тока крови в функционирующих капиллярах легких, в особенности в условиях нагрузки (при увеличении минутного объема сердца). При этом уменьшается площадь и время контакта эритроцитов с альвеолярным воздухом. 

Указанный метод лучевой диагностики легочной гипертензии имеет следующие недостатки:

1) инвазивность (катетеризация подключичной артерии);

2) большая лучевая нагрузка на пациента и окружающий персонал;

3) потеря диагностической информации в результате суммационного наложения изображения мягких тканей, костных структур,

4) возможности грозных осложнений для жизни пациента. 

Наиболее информативным лучевым методом диагностики легочной гипертензии при заболеваниях легких является компьютерная томография.

Ng CS, Wells, Padley SP [A CT sing of chronic pulmonary arterial hypertesion the ratio of main pulmonary frtery to aortic diameter // J Thorac Imaging 1999 Oct. 14(4):270-8] при катетеризации легочной артерии измеряли давление в главной легочной артерии. При проведении компьютерной томографии грудной клетки измеряли диаметр главной легочной артерии. При исследовании была проведена корреляция показателей давления в легочной артерии с возрастными изменениями: у пациентов старше 50 лет давление в легочной артерии увеличивалось наряду с расширением ее диаметра (специфичность 70%, р<0.0005).

Но не всегда увеличение диаметра легочной артерии соответствует повышению давления в легочной артерии. У лиц с гиперстеничным телосложением, у спортсменов, при возрастных особенностях увеличение диаметра легочной артерии может быть и при нормальном давлении в ней. Кроме того, катетеризация сопряжена с риском осложнений: нарушения ритма сердца, тромбозом периферических вен, развития инфекционного эндокардита. А также необходимо наличие специальной операционной, оборудованной рентгеновским аппаратом, хирургического инструментария, специально подготовленного высококвалифицированного персонала. 

Поэтому задачей данного изобретения является разработка более точного и более простого в исполнении способа оценки степени легочной гипертензии при проведении компьютерной томографии грудной клетки, не представляющей угрозы для жизни пациента.

Для оценки степеней легочной гипертензии использовалась эхокардиографическая классификация степеней ЛАГ, основанная на величине среднего давления в легочной артерии, определенного методом Kitabatake, 1983 [Митьков В.В. Клиническое руководство по ультразвуковой диагностике, Т5. С110] [Ультразвуковая диагностика в кардиологии. Методическое пособие. Международный центр авторских медицинских технологий. Москва. 1992].

Выделяют следующие степени по показателям среднего давления в легочной артерии (Рла):

Норма 9-18 мм рт.ст. 
Легкая (умеренная) 19-40 мм рт.ст. 
Выраженная более 40 мм рт.ст. 


В процессе разработки данного исследования проводили КТ грудной клетки и КТ-ангиографию на компьютерных томографах "Hi Speed Siti/I" со спиральной математикой фирмы "General Elektrik"H "Aquilion" фирмы Toshiba. Во время одного спирального сканирования получали 10 срезов за одну задержку дыхания.

При этом были соблюдены следующие физико-технические условия.

Для спирального сканирования:

- напряжение - 140 kV,

- экспозиция - 300 mAs,

- скорость -10 мм/с.

В дальнейшем изображения легких реконструировали при помощи усиливающего фильтра и детального алгоритма ретроспективной реконструкции без изменения ее параметров.

Контрастное усиление сосудистого русла получали при внутривенном боллюсном введении омнипака 370 в количестве 100 мл.

Предлагаемый сосудисто-торакальный индекс является показателем истинного расширения легочной артерии, не зависящей от конституции пациента и коррелирующий с возрастом его.

Сосудисто-торакальный индекс (СТИ) соответственно равен отношению поперечного размера грудной полости между костальными плеврами (Д1 или Д2) на уровне исследования к диаметру главной легочной артерии (ДЛА1) и на уровне бифуркации ее (ДЛА2) (фиг.1, фиг.2)

СТИ1=Д1/ДЛА1 СТИ2=Д2/ДЛА2

Поставленная задача осуществлялась измерением:

1) диаметра главной легочной артерии (ДЛА1);

2) диаметра в месте деления ее на правую и левую ветви (ДЛА2),

3) поперечного диаметра грудной клетки на уровне исследования между внутренними поверхностями костальных плевр (Д1 и Д2).

При компьютерной ангиографии соответствующие измерения были проведены у 43-х пациентов с интерстициальными болезнями легких и при спиральной КТ грудной клетки у 237 пациентов. Разница в показателях диаметра главной легочной артерии по компьютерной ангиографии и спиральной КТ грудной клетки составляет 0.7±0.15 мм. Это позволяет судить о достаточно высокой точности измерений показателей при спиральной КТ грудной клетки.

Разница между СТИ1 и СТИ2 равнялась 1.3±1.05. Поэтому нами предложено вычисление, среднего СТИ, который равняется сумме СТИ1/2+СТИ2/2. 

СТИ=СТИ1/2+СТИ2/2

В наших исследованиях 57 больным с интерстициальными заболеваниями легких было определено среднее давление в легочной артерии (Рла) при ЭХОКГ-исследовании на аппарате Ultramark-9 (ATL USA) и "Acuson/Sequoia" (USA) с использованием секторного электронного датчика с частотой ультразвука 3-3,5 МГц и транспищеводного датчика.

Но не всем пациентам можно измерять давление в легочной артерии с помощью ЭХОКГ с использованием транспищеводного датчика. Ослабленным пациентам, пациентам с системными заболеваниями соединительной ткани, с варикозно расширенными венами пищевода, с повышенным рвотным рефлексом и с другими заболеваниями введение транспищеводного датчика не представляется возможным, сопряжено с большими трудностями, опасностями разрыва пищевода и массивным кровотечением, другими осложнениями. Поэтому применение компьютерной томографии грудной клетки для оценки степени легочной гипертензии является единственным методом диагностики.

При корреляции показателей среднего сосудисто-торакального индекса (СТИ) и показателей среднего давления в легочной артерии (Рла) выявлена прямая зависимость между повышением показателей среднего давления в легочной артерии и уменьшением показателя среднего сосудисто-торакального индекса.

Были выработаны средние показатели СТИ (11.41) у пациентов, не страдающих легочными заболеваниями. В результате возрастных изменений происходит отклонение на 1.9±2.2. 

Так, нами было установлено, что у пациентов с умеренной (легкой) степенью легочной гипертензии СТИ=6,9-9,4 при выраженной степени легочной гипертензии СТИ менее 6,8.

Клинический пример 1.

Больная Ш., 43 лет. В течение двенадцати лет нарастали одышка при физической нагрузке, малопродуктивный кашель, периодически появлялась лихорадка. Лечение антибактериальными препаратами - без эффекта. Состояние больной при поступлении удовлетворительное. При осмотре кожа и слизистые бледные, пастозность лица, гиперемия ногтевых валиков, исчерченность ногтей, формирование "часовых стекол". В легких в нижних отделах выслушивались влажные хрипы, крепитация с обеих сторон. При проведении открытой трансторакальной биопсии легкого выявлен ИФА, десквамативный вариант.

На обзорной рентгенограмме (РГ) грудной клетки в легких на фоне усиленного легочного рисунка было выявлено снижение пневматизации легочной ткани за счет очагово-подобных инфильтративных теней средней интенсивности, местами сливающихся между собой с образованием более крупных конгломератов, расположенных преимущественно в средних и нижних отделах субплеврально. На фоне инфильтрации легочной ткани в нижних отделах диафрагма и корни легких плохо дифференцировались.

При компьютерной томографии высокого разрешения (КТВР) грудной клетки: усиление легочного рисунка, преимущественно за счет интерстициального компонента, снижение пневматизации за счет альвеолярного отека (симптом "матового стекла"). Во всех отделах признаки внутридольковой эмфиземы. Лимфоузлы не увеличены.

При морфологическом исследовании биоптата при открытой торакальной биопсии определяется значительная лимфоидная инфильтрация межальвеолярных перегородок и альвеол. 

При проведении измерений при компьютерной томографии диаметр главной легочной артерии (ДЛА1) был равен 26.8 мм, диаметр грудной полости на уровне исследования (Д1) равен 231.2 мм. При вычислении сосудисто-торакального индекса (СТИ1) было получено значение: 8.6.

При измерении легочной артерии на уровне бифуркации (ДЛА2) был равен 27.5 мм, диаметр грудной полости на уровне исследования (Д2) равен 243.2 мм. При вычислении сосудисто-торакального индекса (СТИ2) было подучено значение: 8.8.

Средний показатель СТИ=(СТИ1+СТИ2):2=(8.8+8.6):2=8.7.

При измерении среднего давления в легочной артерии при ЭХОКГ Рла=28 мм рт.ст, что соответствует умеренной степени легочной гипертензии.

Таким образом, на основании вычисления СТИ было дано заключение об умеренной степени легочной гипертензии.

Дальнейшая патогенетическая терапия подтвердила это заключение.

Клинический пример 2.

Больная Т., 35 лет. Больной считает себя в течение 2-х лет, когда впервые стали беспокоить онемение, побеление пальцев кистей рук. В дальнейшем присоединились миальгии, утренняя скованность, сухой кашель, субфебрилитет. В анализе крови: Л 13800, СОЭ-32 мм/ч. Заподозрен лимфогранулематоз, который в последующем отвергнут. В дальнейшем появлялись периоды лихорадки до субфебрильных цифр, кашель, одышка при нагрузке, приступы удушья в ночные часы. Рентгенологическая картина деформации легочного рисунка за счет интерстициального компонента явилась показанием для выполнения торакоскопической биопсии легкого. Морфологическая картина идиопатического фиброзирующего альвеолита.

При анализе РГ грудной клетки отмечены усиление легочного рисунка и сетчатая деформация его, отчетливо прослеживающиеся и на периферии легких, дисковидные ателектазы. Корни малоструктурные, легочные артерии в корнях расширены. Выражены признаки субплевральной реакции и разного типа перегородочные линии Керли. Объем нижних долей уменьшен. Прозрачность легочной ткани в верхних отделах повышена. Диафрагма расположена с обеих сторон на уровне переднего отрезка 6-го ребра. Талия сердца сглажена за счет ушка левого предсердия.

На КТВР грудной клетки отмечены неравномерное утолщение межальвеолярных и межлобулярных перегородок (картина "сетчатости"), изменение взаиморасположения сосудов и бронхов по отношению к окружающей их легочной паренхиме, преимущественно в субплевральных зонах и базальных отделах легких, перибронхиальная и перибронхиолярная инфильтрация, участки интерстициального фиброза, дисковидные ателектазы, линии Керли.

При морфологическом исследовании биоптата легкого, полученного при открытой биопсии правого легкого, обнаружены интерстициальный фиброз с явлениями выраженного обструктивного бронхиолита (вариант ИФА).

При проведении измерений при компьютерной томографии диаметр главной легочной артерии (ДЛА1) был равен 30,4 мм, диаметр грудной полости на уровне исследования (Д1) равен 200,7 мм. При вычислении сосудисто-торакального индекса (СТИ1) было получено значение 6,6.

При измерении легочной артерии на уровне бифуркации (ДЛА2) был равен 31.8 мм, диаметр грудной полости на уровне исследования (Д2) равен 216.6 мм. При вычислении сосудисто-торакального индекса (СТИ2) было получено значение: 6,6.

Средний показатель СТИ=(СТ1+СТИ2):2=(6.9+6.7):2=6.8. 

При измерении среднего давления в легочной артерии при ЭХОКГ Рла=41 мм рт.ст, что соответствует выраженной степени легочной гипертензии.

Итак, на основании вычисления СТИ было дано заключение о выраженной степени легочной гипертензии.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет более точно и просто выявлять ранние показатели степени легочной гипертензизи в малом круге кровообращения при проведении компьютерной томографии грудной клетки. Изменение показателей сосудисто-торакального индекса путем измерения диаметров грудной клетки и диаметров главной легочной артерии (на уровне ствола или бифуркации ее) позволяет высказаться о наличии у пациентов ранних признаков легочной гипертензии. Это способствует своевременной выработке тактики и проведения лечения легочной гипертензии. Изобретение имеет большую диагностическую ценность, является неинвазивным методом диагностики, позволяющим избежать грозные осложнения для жизни больного при применении инвазивных методов, проводит раннюю диагностику легочной гипертензии. 




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ компьютерной диагностики степени легочной гипертензии, включающий измерение диаметра главной легочной артерии, отличающийся тем, что дополнительно измеряют диаметр грудной клетки на уровне исследования, вычисляют сосудисто-торакальный индекс (СТИ1) равный отношению поперечного диаметра грудной клетки на уровне главной легочной артерии к диаметру главной легочной артерии и СТИ2, равный отношению поперечного диаметра грудной клетки на уровне бифуркации легочной артерии к диаметру легочной артерии на данном уровне, после чего вычисляют средний СТИ, который равняется сумме СТИ1/2+СТИ2/2, и при величине среднего СТИ 6,9-9,4 диагностируют умеренную степень легочной гипертензии, а при величине менее 6,8 - выраженную степень легочной гипертензии.