СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАКОПЛЕНИЯ РАДИОФАРМПРЕПАРАТА ПРИ РАДИОНУКЛИДНОМ ИССЛЕДОВАНИИ ПЕРФУЗИИ ЛЕГКИХ
METHOD OF QUANTITATIVE DETERMINATION OF ACCUMULATION OF RADIOPHARMACEUTICAL DURING RADIONUCLIDE EXAMINATION OF PULMONARY PERFUSION

Изобретение относится к медицине, а именно рентгенорадиологии, и может быть использовано для количественного определения накопления радиофармпрепарата (РФП) при радионуклидном исследовании перфузии легких.
Известен способ количественного определения тяжести легочной эмболии и определения степени нарушений перфузии и дефицита перфузии на основании контрастного исследования сосудов легких при проведении селективной ангиопульмонографии (Савельев B.C., Яблоков Е.Г. Тромбоэмболия легочной артерии - актуальная проблема экстренной медицины // Острые и хронические поражения холодом. Тромбоэмболия легочной артерии. М., 1982, с. 68-70). В основе способа лежит подсчет в баллах изменения кровообращения по сегментарным ветвям легочной артерии. Отсутствие кровотока в одной из областей соответствует 1 баллу. Способ применяется в эндоваскулярной хирургии при выполнении селективной ангипульмонографии с применением йодсодержащих рентгеноконтрастных препаратов.
Способ имеет узкую направленность и применяется для диагностики тромбоэмболии.
Известен способ диагностики нарушений кровообращения в легких с применением однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ), при двухдетекторном сканировании которого получается послойная картина распределения радиоиндикатора в органе, визуально оценивается перфузионная функция определенного участка легких одновременно на разных срезах, производится объемная реконструкция органа, что значительно увеличивает диагностические возможности и позволяет визуально оценить перфузионную функцию в целом (Kazuyoshi S., Norihiko K., Naofumi M., et al. Relative preservation of peripheral lung function in smoking related pulmonary emphysema: assessment with Tc-99m - MAA perfusion and dynamic Xe - 133 SPECT // European Journal of Nuclear Medicine. 2000. - Vol. 27, N 7. - P. 800-806).
Способ не позволяет количественно оценить нарушения микроциркуляции и рассчитать дефицит перфузии при заболеваниях легких, что необходимо при оценке тяжести, динамики патологического процесса и эффективности проводимой терапии.
Известен способ исследования микроциркуляции в легких по 4 проекциям (передней, задней и двум боковым), включающий проведение статической перфузионной сцинтиграфии. При анализе результатов перфузионной сцинтиграфии применяют автоматический способ обработки информации сцинтиграфического исследования, основанный на расчете перераспределения регионарной перфузии по зонам легких (Корсунский В.Н., Ромагин В.К., Коньков Э.Г. Стандартизированные методики изотопной диагностики. // Обнинск. 1987, 229 с.).
Способ имеет ряд недостатков:
- суммарный процент перфузии на оба легких всегда составляет 100%, независимо от выявленных изменений микроциркуляции у больных с бронхолегочной патологией;
- не позволяет количественно рассчитывать дефицит перфузии по каждому легкому в целом и по обоим легким;
- не дает информации о нарушении микроциркуляции по сегментам легких;
- не позволяет количественно определить нарушения перфузии.
Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в количественном определении кровотока в каждом участке легкого, определении посегментной локализации участков гипо- и гиперперфузии легких.
Заявленный технический результат достигается в способе количественного определения накопления РФП при радионуклидном исследовании перфузии легких, согласно которому на сцинтиграфическое изображение легкого накладывают матрицу, соответствующую его анатомическим размерам, в каждой ячейке матрицы измеряют значение накопления РФП и сравнивают со значением накопления РФП в норме, матрицу с полученными данными сопоставляют с топографической картой сегментов легких и выявляют нарушения перфузии по сегментам.
Целесообразно, чтобы количество столбцов ячеек по ширине и количество рядов ячеек по высоте матрицы находилось в соотношении 1:2.
Предпочтительно, чтобы матрица содержала пять столбцов ячеек по ширине и десять рядов ячеек по высоте.
Измерение накопления γ-квантов РФП на сцинтиграмме легкого в ячейках матрицы, наложенной на изображение, позволяет получить количественные данные в заданных параметрами матрицы участках легкого. Сравнение значений накопления препарата в каждой ячейке с нормой выявляет участки гипо- и гиперперфузии. Сопоставление полученных данных с топографической картой сегментов легких позволяет определить локализацию нарушения перфузии по сегментам.
Соотношение количества столбцов ячеек по ширине и рядов ячеек по высоте матрицы обусловлено анатомическим соотношением ширины и высоты легких 1:2.
Матрица, содержащая пять столбцов ячеек по ширине и десять рядов ячеек по высоте, предусматривает измерения в 50 участках легкого, что обеспечивает высокую точность исследованию.
Способ поясняется следующими фигурами:
- на фиг. 1 представлены топографическая карта сегментов легких в задней проекции и схемы соответствия каждой ячейке матрицы сегмента легкого;
- на фиг. 2 - то же в передней проекции;
- на фиг. 3 - сцинтиграмма и компьютерная матрица изображений легких по передней проекции пациента Н., пример 1;
- на фиг. 4 - то же по задней проекции;
- на фиг. 5 - сцинтиграмма легких в прямой проекции и компьютерные матрицы изображений легких пациента Ч. до лечения, пример 2;
- на фиг. 6 - то же после лечения.
Для определения нормы накопления РФП в легких было проведено исследование сцинтиграмм 22 практически здоровых лиц без нарушений микроциркуляции в легких. Определяли накопление γ-квантов РФП по 50 участкам легкого на матрице из пяти столбцов по ширине и 10 рядов по высоте.
Результаты представлены в таблицах 1 и 2.
Способ осуществляют, например, следующим образом.
При выполнении компьютерной обработки данных ОФЭКТ-исследования результаты исследования пациента сохраняют из системы Jecstream в DICOM-файл и открывают в приложении Multiviewer. Выбирают наиболее информативное изображение каждого легкого в передней, задней и боковых проекциях. Эти изображения сохраняют в виде bmp-файлов и загружают в разработанное авторами приложение Анализатор изображений перфузионной сцинтиграфии легких (LungScintAnalyser) (Заявка на регистрацию программы для ЭВМ №2016615201 от 23 мая 2016 г.). В результате обработки изображений создается отчет. Отчет содержит матрицу показателей интенсивности накопления радиофармпрепарата в участках легких, принятых за норму, и соответствующую матрицу для пациента, в которой показатели интенсивности накопления γ-квантов радиофармпрепарата представлены в виде отношения к интенсивности накопления препарата в норме.
Вычисление степени отличия от нормы производится методами математической статистики и распознавания изображений. Для выполнения расчетов используется математическая Java-библиотека "apache commons math".
Посегментную локализацию участков легких с гипоперфузией и гиперперфузией определяют, используя схемы соответствия каждой ячейке компьютерной матрицы участка сегмента легкого в передней и задней проекциях (фиг. 1 и 2).
Способ иллюстрируется следующими клиническими примерами.
1. Пациент Н., 53 лет. Диагноз хроническая обструктивная болезнь легких 1 ст. Больной поступил на обследование с подозрением на ТЭЛА мелких ветвей и с субъективными признаками поражения легких, жалобами на длительный кашель (более 2-х мес.), одышку при физической нагрузке, периодическими болями в грудной клетке. Изменений при традиционных методах выявления бронхолегочной патологии (показатели ФВД, рентгенография) выявлено не было. Для оценки нарушений кровообращения в легких пациенту выполнено сцинтиграфическое исследование легких с последующим количественным определением накопления РФП по заявленному способу (фиг. 3 и 4).
Снижение накопления препарата по отношению к норме отмечено синим, а повышение - красным цветом увеличивающейся интенсивности при удалении от нормы. Синий цвет (снижение интенсивности от 0,7 нормы и ниже) указывает на участки снижения кровотока - гипоперфузии. Красный цвет - от 1,3 нормы и выше указывает на участки компенсаторной гиперперфузии. Границы нормы приняты в пределах от 0,85 до 1,15, границы условной нормы - от 0,7 до 0,85 и от 1,15 до 1,3. Гипоперфузия - от 0,3 до 0,7, гиперперфузия от 1,3 и выше. Значения, меньшие 0,3, принимались как дефект накопления.
Были выявлены изменения микроциркуляции, расположенные в верхних долях обоих легких, проявляющиеся участками гипоперфузии (отмечено синим цветом). Были выявлены зоны компенсаторного усиления кровотока в нижних долях обоих легких (отмечено красным цветом). Нарушений микроциркуляции треугольной формы, характерных для тромбоэмболии легочной артерии мелких ветвей, не было выявлено, изменения кровообращения характерны для диагноза ХОБЛ 1 стадии. Последующее выполнение МСКТ высокого разрешения выявило участки панлобулярной эмфиземы.
Был выполнен расчет дефицита перфузии в легких у больного, учитывая данные компьютерных матриц по передней и задней проекциям. При этом показатели ячеек более 1, приравнивались к 1 (100%). Определялось среднее арифметическое значение по 50 ячейкам каждого легкого. По сцинтиграмме в прямой проекции в правом легком среднее арифметическое значение получено 0,84 (84%), т.е. дефицит перфузии составил 16%, в левом легком - 0,88 (88%), т.е. дефицит перфузии - 12%. По задней проекции в правом легком среднее арифметическое получено 0,77 (77%), т.е. дефицит перфузии - 23%, в левом легком 0,81 (81%), дефицит перфузии - 19%. Средний показатель дефицита перфузии в обоих легких по передней и задней проекциям составил 17,5%.
2. Пациент Ч., 63 лет, Диагноз ХОБЛ 3 ст. При первичном обследовании пациента выявлены значительные нарушения кровообращения в легких (фиг. 5). Определяются множественные участки гипоперфузии. В течение года проводилось лечение пациента. Затем было выполнено сцинтиграфическое исследование легких (фиг. 6). Определяется положительная динамика, что проявляется в изменении накопления препарата в каждой ячейке компьютерной матрицы изображения.
Таким образом, количественное определение накопления РФП в определенных участках легких до лечения и после лечения позволили оценить результаты лечения больного с бронхолегочной патологией по состоянию кровообращения.
Использование заявленного изобретения позволяет количественно определить кровоток в каждом участке легкого, выявить посегментную локализацию участков гипо- и гиперперфузии легких.