СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ГИПЕРИНФЛЯЦИИ ЛЕГКИХ
DIAGNOSTIC TECHNIQUE IN LUNG HYPERINFLATION

Изобретение относится к области медицины, а именно к пульмонологии и рентгенологии.
Прототипом избран способ исследования и диагностики нарушений вентиляционной функции легких - бодиплетизмография, состоящий в определении объема воздуха в легких путем регистрации изменений давления внутри герметичной кабины при выполнении различных дыхательных маневров [Gosselink R., Stam H. Lung function testing // European Respiratory Society Monograph. 2005. Vol.31. P.15-43].
Известный способ имеет следующие недостатки:
а) полученный результат измерения остаточного объема легких (ООЛ) имеет интеграционное значение, т.е. суммарно оценивается гиперинфляция обоих легких, что не позволяет точно оценить локализацию вентиляционных нарушений отдельно в каждом легком;
б) метод не позволяет диагностировать структурные нарушения легочной ткани и визуально оценить причину нарушений вентиляции.
Цель изобретения заключается в расширении возможности диагностики нарушений вентиляционной функции легких путем использования данных компьютерной томографии и, в частности, технологии трехмерного моделирования.
Заявляемый способ включает в себя следующие приемы:
а) проводится компьютерная томография в экспираторную фазу дыхания;
б) производится построение трехмерной модели воздухонаполненности легких в заданном денситометрическом диапазоне от минус 850 HU и ниже, соответствующему плотности воздуха;
в) из полученной трехмерной модели воздухонаполненности удаляется изображение трахеи и главных бронхов, с целью дифференцировки правого и левого легкого;
г) производится подсчет объема правого и левого легкого, в результате измерений получается два параметра, измеряемых в векселях (voxels, объемные единицы, сокращенно - vox.): ЭВП - экспираторная воздухонаполненность правого легкого, ЭВЛ - экспираторная воздухонаполненность левого легкого;
д) на основании отличия данных параметров от контрольных значений делается вывод о наличии гиперинфляции. В качестве контрольного значения при оценке ЭВП принимается значение 112 vox., при оценке ЭВЛ 87 vox. (контрольные значения получены при исследовании группы здоровых людей в количестве 16 человек, изображение трехмерной модели воздухонаполненности здорового человека в экспираторную фазу исследования представлено на Фиг.1).
Таким образом, повышение показателя ЭВП или ЭВЛ в сравнении с контрольными показателями будет свидетельствовать о гиперинфляции.
Ниже приводятся три примера использования заявляемого способа.
Пример 1. Больной А., 35 лет. Клинический диагноз: Бронхиальная астма, средней степени тяжести.
По результатам компьютерной томографии произведено построение трехмерной модели экспираторной воздухонаполненности. Отмечено повышение показателя ЭВП до 320 vox. и ЭВЛ до 276 vox. (Фиг.2). Для сравнения приводятся данные выполненной бодиплетизмографии: ООЛ в пределах нормы (96% от должной величины).
Данный пример свидетельствует о гиперинфляции обоих легких, которая по результатам бодиплетизмографии зафиксирована не была.
Пример 2. Больная З., 46 лет. Клинический диагноз: Посттуберкулезный кальциноз левого главного бронха.
По данным компьютерной томографии визуально выявлены нарушения структуры левого верхнедолевого бронха (в виде кальциноза стенок) и сужение его просвета. По результатам измерений отмечено повышение показателя ЭВЛ до 485 vox., показатель ЭВП в пределах нормы (54 vox.) (Фиг.3). Проведена бодиплетизмография, по данным которой отмечается повышение показателя ООЛ до 126% от должного значения.
Данный пример четко демонстрирует преимущество метода перед бодиплетизмографией, позволяя дифференцировать повышение экспираторной воздухонаполненности отдельно в левом легком, гиперинфляции правого легкого не зафиксировано.
Пример 3. Больной К., 57 лет. Клинический диагноз: Хроническая обструктивная болезнь легких.
По результатам измерений отмечено значительное повышение показателей ЭВП (до 2125 vox.) и ЭВЛ (до 1976 vox) (Фиг.4). По данным бодиплетизмографии отмечается значительное повышение показателя ООЛ до 197% от должного значения.
Данный пример демонстрирует гиперинфляцию в экспираторную фазу дыхания, коррелирующую с показателем ООЛ по данным бодиплетизмографии.
Предлагаемый метод прошел клиническую апробацию в клинике ФГБУ «ДНЦ ФПД» СО РАМП у 136 больных бронхиальной астмой различной степени тяжести, из них 51 с бронхиальной астмой легкого тяжести (БАЛТ), 79 - с бронхиальной астмой средней степени тяжести, 6 с бронхиальной астмой тяжелого течения (БАТТ). Также всем больным исследуемой группы была выполнена бодиплетизмография.
В качестве контрольной группы было выполнено исследование 16 здоровым добровольцам.
Результаты проведенных исследований приведены в таблице.
Таблица
Относительное количество (в % от числа больных в группе) с диагностированной гиперинфляцией легких
Увеличение показателя в сравнении с контрольной группой
БАЛТ, %
БАСТ, %
БАТТ, %
Общий показатель для всех группБА, %
ЭВП
37,6
50,6
100
47,8
ЭВЛ
41,1
53,2
100
50,7
ООЛ
31,4
30,4
83,3
33
Как следует из таблицы, гиперинфляция легких была диагностирована с помощью заявляемого метода у половины больных бронхиальной астмой всех степеней тяжести, в то время как по данным бодиплетизмографии - лишь в 33% случаев. Кроме того, с помощью трехмерных моделей в части случаев удалось определить неравномерность гиперинфляции с ее преобладанием в отдельно взятом легком, что может указывать на наличие сопутствующей патологии или фонового состояния в виде аномалии развития.
Таким образом, предлагаемый способ может быть эффективно использован для диагностики гиперинфляции легких.
Краткое описание чертежей
Фиг.1. Трехмерная модель воздухонаполненности легких здорового человека, построенная на основе данных компьютерной томографии, выполненной в экспираторную фазу дыхания. Построение выполнено в денситометрическом диапазоне от -850 HU и ниже (плотность соответствует воздуху). По данным измерений ЭВП 17 vox., ЭВЛ 14 vox., что соответствует норме.
Фиг.2. Трехмерная модель экспираторной воздухонаполненности легких больного БА, средней степени тяжести. Зафиксировано повышение экспираторной воздухонаполненности в обоих легких. ЭВП 320 vox., ЭВЛ 276 vox.
Фиг.3. Трехмерная модель экспираторной воздухонаполненности легких больной с кальцинозом левого главного бронха. Зафиксировано повышение экспираторной воздухонаполненности в левом легком до 320 vox., ЭВП в пределах нормы. Левый главный бронх значительно сужен, в сравнении с интактным правым главным бронхом.
Фиг.4. Трехмерная модель экспираторной воздухонаполненности легких больного ХОБЛ. Зафиксировано значительное повышение экспираторной воздухонаполненности, ЭВП 2125 vox., ЭВЛ 1976 vox.