Способ неинвазивной оценки диаметра волокон прямых мышц живота
METHOD FOR NON-INVASIVE ASSESSMENT OF THE FIBER DIAMETER OF THE RECTUS ABDOMINIS MUSCLES

Изобретение относится к медицине, а именно к методам ультразвуковой диагностики, может быть использовано для оценки выраженности фиброзно-атрофических изменений в прямых мышцах живота человека.
Передняя брюшная стенка выполняет множество функций: создание внутрибрюшного давления, участие в рефлекторных актах, дыхании и другое. В случае нарушения морфофункционального состояния прямых мышц живота задача неинвазивной оценки является актуальной, предпочтительно использование современных методов, например, ультрасонографии.
Степень эхогенности органов человека имеет корреляцию с особенностями их структуры. Эта степень может быть определена широко известным методом гистографии [Губергриц Н. Б., Колкина В. Я. Гистографическая диагностика фиброза поджелудочной железы (ПЖ) при хроническом панкреатите // ЭиКГ. 2014. №5 (105)/ - C. 161; Газизянова Р.М. Использование комбинированных методов ультразвукового исследования в диагностике посттравматических кровоизлияний: автореф… 14.01.13, кандидат медицинских наук Москва, 2013].
Однако показатель среднего значения интенсивности пикселов в выделенном участке изображения зависит не только от структуры органа, но также и от глубины его залегания, и от интенсивности ультразвукового сигнала. Поэтому наиболее точные данные можно получить с использованием предварительной калибровки или относительных величин эхогенности известных из практики тканей и органов.
Известен способ оценки структурных особенностей скелетных мышц (пат. RU 2354298), при котором рассчитывают относительную структурно-сонографическую неоднородность мышцы при гистографическом исследовании.
Авторы выполняют поперечное ультразвуковое сканирование мышц с проведением компрессионно-дистракционной нагрузки. Определяют зону интереса по длиннику мышцы. Дополнительно осуществляют ее продольное сканирование. Исследуют мышцу до удлинения конечности, в процессе удлинения, на фиксации и после нее, определяют модальное значение гисторафического распределения эхоплотности мышцы и рассчитывают относительную структурно-сонографическую неоднородность мышцы (ОССНМ), используя математическое выражение: ОССНМ=[N(long)-N(transv)]/N(long). При значениях ОССНМ≥0,3 структурные особенности соответствуют физиологически нормальной структурной неоднородности мышц, при 0,3>ОССНМ≥0,1 - умеренно пониженной, а при величине ОССНМ<0,1 или отрицательных значениях - низкой.
Недостатком способа является возможность определения только относительной неоднородности. То есть при общем однородном повышении или понижении эхогенности мышцы изменения верифицировать невозможно.
Способ (пат. RU 2270607) количественной оценки ультрасонографического изображения паренхиматозных органов заключается в применении амплитудной гистографии с предварительной калибровкой по анэхогенному изображению сосудов органа или сосудов, расположенных рядом. Недостаток способа в том, что он не может быть использован для оценки прямой мышцы живота, так как на данной глубине отсутствуют крупные сосуды.
Известно, что у пациентов с грыжами передней брюшной стенки существуют отличия в ширине и особенностях деформации структуры элементов передней брюшной стенки при сгибании туловища, сопровождаемом повышением внутрибрюшного давления [Внуков П.В., Шептунов Ю.М. Сравнительные характеристики параметров передней брюшной стенки у больных со срединными грыжами по данным ультрасонографии // Современные проблемы науки и образования. – 2018. – № 4]. Возможен вариант оценки таких изменений с использованием величины центрального угла φ, вычисляемого по формуле:
φ = 2*arctg(2H/X)*360/π,
где H – высота сегмента, а X – длина хорды установлено, что у практически здоровых лиц среднее значение центрального угла составило 70,9°±5,8°. У пациентов с грыжами живота величина центрального угла φ составляет 104,7°±9,1°.
Приведенный способ позволяет определить по данным ультрасонографии наличие деформации белой линии живота, но не может быть использован для оценки морфофункционального состояния мышц передней брюшной стенки.
Технический результат: возможность неинвазивной оценки выраженности атрофических изменений прямых мышц живота; получение объективных данных, отражающих степень эхогенности мышцы и особенности ее микроструктуры.
Поставленная цель достигнута вычислением относительного показателя, равному отношению среднего значения интенсивности пикселов в выделенном участке изображения прямой мышцы живота и среднего значения интенсивности пикселов в сухожильной перемычке этой мышцы.
На фиг.1 показана ультрасонограмма участка прямой мышцы живота при продольном сканировании. Видно, что ткань мышцы вне сухожильной перемычки (1, 2, 3) гипоэхогенна относительно изображения сухожильной перемычки (4). Сухожильная перемычка (4) представляет собой участок мышцы с включением плотной волокнистой соединительной ткани. Фиброзно-атрофические изменения в мышце во многом связаны с уменьшением диаметра мышечных волокон и замещением мышечной ткани на соединительную и, следовательно, на ультрасонограмме могут проявиться участки с повышением эхогенности. Отношение степени эхогенности участка мышцы, то есть среднего значения интенсивности пикселов в выделенном участке, и участка её сухожильной перемычки является постоянной для изучаемой области мышцы величиной, не зависящей от глубины залегания и интенсивности сигнала.
Способ осуществляют следующим образом (Фиг.2). Выполняют продольное ультрасонографическое сканирование линейным датчиком требуемого участка прямой мышцы живота в покое. Выводят на экран изображение ткани самой мышцы и ее сухожильной перемычки. В режиме измерения «гистограмма» выделяют квадратный участок (6) сухожильной перемычки (4) прямой мышцы живота (3), заключенный между листками футляра прямой мышцы (2 и 5). Определяют показатель среднего значения интенсивности пикселов на данном участке. Далее определяют аналогичный показатель на аналогичных по площади участках брюшек мышцы (3) вне перемычки, по разные стоны от неё. Измерение выполняют таким образом, чтобы центры выделенных квадратом зон находились в центре соответствующего брюшка на ее продольной оси (8). После этого вычисляют отношение среднего значения интенсивности пикселов в выделенном участке сухожильной перемычки и среднего арифметического таких же показателей брюшек. Полученная величина отражает степень эхогенности брюшка прямой мышцы живота относительно ее сухожильной перемычки.
Нами проведено исследование на 10 пациентах, которым выполнено оперативное вмешательство по поводу различных заболеваний органов брюшной полости транслапаротомно в плановом порядке. Перед оперативным вмешательством была проведена ультрасонографическая гистографическая оценка правой прямой мышцы живота описанным способом. Кроме того, был вычислен показатель степени сокращения мышцы, равный отношению толщины прямой мышцы живота при максимальном сокращении и толщины прямой мышцы в покое. Интраоперационно всем пациентам выполнена биопсия прямой мышцы, величина исследуемого фрагмента 3*3*3мм. Окраска осуществлена гематоксилином и эозином. Для оценки выраженности атрофических изменений в мышце проводили измерение среднего диаметра мышечных волокон с помощью программы iPhoto Measure 3.1.1.
Были получены следующие результаты.
При относительной степени эхогенности прямой мышцы живота менее 1,2 диаметр мышечных волокон составил менее 45мкм. При этом степень сокращения мышцы была менее 1,25.
При относительной степени эхогенности прямой мышцы живота от 1,2 до 1,5 диаметр мышечных волокон составил от 45 до 55мкм. При этом степень сокращения мышцы была от 1,25 до 1,55.
При относительной степени эхогенности прямой мышцы живота более 1,5 диаметр мышечных волокон составил 56мкм и более. При этом степень сокращения мышцы была более 1,55.
Корреляционная зависимость предложенного показателя относительной эхогенности и степени сокращения мышцы, а также показателя и диаметра мышечных волокон статистически значима при проверке коэффициентом ранговой корреляции Спирмена (p<0,01).
Таким образом, предложенный относительный показатель может быть использован для неинвазивной оценки структурных особенностей прямых мышц живота. По величине показателя относительной степени эхогенности можно судить о диаметре мышечного волокна и выраженности фиброзно-атрофических процессов в мышце.
Описание к фигурам
Фиг.1 Ультрасонограмма участка передней брюшной стенки
1 – Подкожно-жировая клетчатка
2 – Передний листок футляра прямой мышцы живота
3 – Прямая мышца живота
4 – Сухожильная перемычка прямой мышцы живота
5 – Задний листок футляра прямой мышцы живота
Фиг.2 Схема выполнения измерения
2 – Передний листок футляра прямой мышцы живота
3 – Прямая мышца живота
4 – Сухожильная перемычка прямой мышцы живота
5 – Задний листок футляра прямой мышцы живота
6 – Квадратный участок оценки гистографических показателей в зоне сухожильной перемычки
7 – Квадратный участок оценки гистографических показателей в зоне брюшка мышцы
8 – Срединная ось прямой мышцы