Ультрасонография безопасный неинвазивныи метод отображения анатомии и гистологии передней брюшной стенки

Общепринятым является считать ультрасонографию единственным безопасным неинвазивным методом отображения анатомии внутренних органов [1, 2]. Многолетние собственные исследования позволяют считать ультрасонографию еще и методом, выявляющим внутреннее строение органов. Продемонстрируем результаты ультразвукового, гистологических и электронно-микроскопического исследований на примере передней брюшной стенки.

Ультразвуковое исследование передней брюшной стенки выявило неоднородность ее эхоструктуры, проявляющуюся чередованием гипер-, гипо- и анэхогенных образований. Гиперэхогенными являются соединительнотканные образования (дерма, подкожные тяжи, поверхностная и собственные фасции, апоневрозы, передняя и задняя пластинки влагалища прямой мышцы живота, белая линия, строма мышц и брюшина), а гипо- и аэхогенными -эпидермис, железы, жировая клетчатка и мышечные волокна. Все гиперэхогенные образования, от кожи до брюшины, переходят друг в друга (рис. 1), образуя единую эхоструктуру передней брюшной стенки, но каждое из них отличается интенсивностью и плотностью эхосигнала. Кроме этого, гиперэхогенные образования отличаются неодинаковым послойным строением.

Проведенное детальное исследование каждого образования передней брюшной стенки выявило параллелизм их ультразвукового и морфологического строения.

Так, дерма кожи передней брюшной стенки представлена микроэхоструктурами различной интенсивности и плотности (занимают 80,0 ±4,1% площади), переплетающимися друг с другом как по глубине, так и на протяжении (рис. 2). Интенсивность и плотность эхосигнала выше в поверхностных слоя дермы, менее в глубоких, а между микроэхоструктурами отмечается его полное отсутствие (анэхогенность).

Эхогенные структуры дермы кожи при электронно-микроскопическом исследовании представлены пучками коллагеновых волокон толщиной 10-20 мкм, которые переплетаются друг с другом, располагаются неравномерно по глубине и занимают 82-86% площади (рис. 3). В дерме выявляются также пучки эластических волокон, которые располагаются вдоль коллагеновых.

Более тонкие соединительнотканные пучки сосочкового слоя плотнее переплетаются друг с другом и интенсивнее отражают эхосигнал (гиперэхогенность). Более толстые пучки сетчатого слоя располагаются более упорядочение, с большими промежутками между собой и менее интенсивно отражают эхосигнал (гипоэхогенность). Пространства между пучками, заполненные железами, волосяными фолликулами, клетками, сосудами и основным веществом, занимают 14-18% площади и совсем не отражают эхосигнал (анэхогенность).

Ультразвуковое строение подкожной жировой клетчатки представлено гипоэхогенными микроструктурами различных размеров, переплетающимися между собой и образующими ячейки с анэхогенными микрообластями (рис. 4).

Морфологическое исследование показало, что аэхогенный сигнал соответствует скоплению жировых клеток (дольки), а гипоэхогенные микроструктуры представлены соединительнотканными тяжами I, II и III порядков, отличающиеся между собой по конструкции, качественному и количественному составу волокнистых элементов, основного вещества и фибробластов (рис. 5). Тяжи I порядка толщиной от 250 до 750 мкм ориентируются перпендикулярно к поверхности или косо, под углом 40-60 градусов в сторону белой линии живота и состоят из соединительнотканных пучков, которые располагаются в три четко выраженных слоя. Пучки наружных слоев шириной 18-50 мкм ориентируются в сторону жировых долек, участвуя в образовании их капсулы и тяжей II, III порядков. В среднем слое пучки шириной 28-70 мкм ориентируются в косопоперечных направлениях, образуя при пересечении правильные перекресты. Изучение состава волокнистых структур, объем которых составляет 63,0 ± 3,3%, показало неравномерность их расположения в различных слоях. В тяжах I порядка объем коллагеновых волокон преобладает над другими и составляет 36,0+1,8%.

Больше всего коллагеновых волокон в среднем и меньше - в наружных слоях. Данные волокна шириной от 3 до 6 мкм ориентируются косовперед к поверхности и реже в поперечном направлении с интервалами 1-20 мкм. Эластические волокна диаметром от 1 до 3 мкм занимают 17 ± 3% объема. Они повторяют направление коллагеновых волокон и равномерно распределяются по слоям тяжей с интервалами 1-25 мкм. В мезогастральной области, впереди прямых мышц живота, где наибольшее количество подкожной жировой клетчатки, объем эластических волокон повышается до 28,0 ± 1,8%. Ретикулярные волокна диаметром до 1 мкм занимают 6,0 ± 0,3% объема, располагаются только в наружных слоях, на границе с жировыми клетками, образуя для них капсулу. Фибробласты вытянутой формы, размерами 2-3 х 21 мкм, занимают около 1 % объема и ориентируются вдоль волокон с интервалами 3-50 мкм.

Тяжи следующих порядков шириной от 50 до 250 мкм ориентируются в различных направлениях, имеют однослойное, рыхлое строение, а содержание в них коллагеновых волокон снижается и уже в тяжах III порядка их количество равно объему ретикулярных волокон.

Ультразвуковое исследование позволяет выявить в подкожной жировой клетчатке не только количество листков поверхностной фасции, но и ее структуру. Последняя представлена гиперэхогепными структурами, переходящими в гипоэхогенные по периферии и далее в аэхогенную жировую клетчатку.

При морфологическом исследовании гипоэхогенные участки поверхностной фасции (наружные и внутренние слои) состоят из соединительнотканных пучков толщиной от 28 до 50 мкм, которые располагаются рыхло, слабо (23 балла) окрашиваются пикрофуксином, ориентируются в различных направлениях и переходят в тяжи,1 связывающие фасцию с дермой кожи или с прилежащими мышцами. В среднем (гиперэхогенном) слое соединительнотканные пучки шириной 28-84 мкм располагаются в 5-Ю ярусов, интенсивно (4-5 балла) окрашиваются пикрофуксином, плотно прилегают друг к другу, переплетаются и переходят из одного яруса в другой.

Коллагеновые волокна в среднем (гиперэхогенном) слое фасции занимают 45 ± 2% объема. Волокна шириной от 3 до 6 мкм ориентируются косо, во взаимно перпендикулярных направлениях, переплетаются между собой и располагаются с интервалами 1-20 мкм. Эластические волокна диаметром 2-5 мкм ориентируются поперечно и продольно, но больше в поперечном направлении. Они располагаются параллельными рядами с интервалом 120 мкм. Занимают эластические волокна в среднем слое поверхностной фасции 27,0 ± 1,8% объема. Фибробластов здесь в поле зрения встречается от 10 до 40, которые занимают 2,5 ± 0,3% объема. Клетки вытянутой формы размерами 3x21 мкм ориентируются вдоль волокон и располагаются с интервалами 3-45 мкм.

При ультразвуковом исследовании передней пластинки влагалища прямой мышцы живота выявлено слоистое строение гиперэхогенных структур, чередующихся гипоэхогенными и аэхогенными промежутками (рис. 6). Из поверхностных и глубоких слоев фасции отходят гипоэхогенные микроструктуры, переходящие в прилежащую жировую клетчатку и подлежащую прямую мышцу.

При морфологическом исследовании установлено, что слоистость эхоструктуры передней пластинки влагалища прямой мышцы живота образована апоневрозами боковых мышц (рис. 7). Поверхностно в передней пластинке располагаются сухожильные пучки наружной косой мышцы, которые толщиной до 500 мкм плотно связаны солитарными пучками, ориентируются сверху вниз, с латеральной стороны в медиальную. Глубже располагаются сухожильные пучки внутренней косой мышцы, которые имеют толщину 100-200 мкм, плотно связаны солитарными пучками шириной до 30 мкм, ориентируются снизу вверх и медиально, перпендикулярно предыдущим. Самыми глубокими в гипогастралыюй области являются сухожильные пучки поперечной мышцы собственной стороны, которые шириной 40-175 мкм ориентируются горизонтально и медиально. Состоят сухожильные пучки в основном из коллагеновых волокон, которые занимают 81,0 ± 4,5% объема, и только 3,0 ± 0,6% приходится на эластические волокна. Фибробласты вытянутой формы, размерами 2x21 мкм, ориентируются вдоль оси пучка и занимают 8,0 ± 0,8% объема.

У прямой мышцы передней брюшной стенки при ультразвуковом исследовании также отмечается неоднородность эхоструктуры, характеризующаяся чередованием гипоэхогенных микроструктур с анэхогенными микрообластями (рис. 8). Выявляемые гипоэхогенные микроструктуры ориентируются в различных направлениях, но преимущественно в продольном, изгибаются, занимают 15-25% площади мышцы. В промежутках между гипоэхогенными микроструктурами располагаются аэхогенные микрообласти, которые имеют различную форму и занимают 75-85% объема мышцы. Кроме этого, если в плоскость среза попадает крупный сосуд, то на эхограмме появляется гиперэхогенная микроструктура. Вокруг гиперэхогенной структуры сосуда отмечаются гипоэхогенные микроструктуры околососудистой рыхлой соединительной ткани.

При морфологическом исследовании мышечные волокна прямой мышцы диаметром 35 ± 4 мкм группируются в пучки первого порядка, с интервалами 6,0 + 1,1 мкм. Количество мышечных волокон в данном пучке 18 ± 3, и они занимают 77 ± 2% объема. На фибробласты и основное вещество в пучках первого порядка приходится 10,0 ± 1,0%, а остальные 13,0 ± 1,8% занимают ретикулярные волокна (рис. 9). Последние диаметром 1,2 ± 0,1 мкм окружают мышечные волокна, переплетаясь, образуют вокруг них сеточку.

Пучки мышечных волокон первого порядка объединяются в пучки второго и третьего порядков, которые на поперечном срезе имеют треугольную или овальную форму. Ширина промежутков между пучками мышечных волокон первого, второго и третьего порядков в данной области составляет 168 ± 33 мкм. Вокруг пучков мышечных волокон располагаются соединительнотканные оболочки, а между пучками - межпучковая соединительная ткань. Оболочки и межпучковая соединительная ткань выражены слабо, состоят из волокнистых элементов, которые занимают 27,0 ± 4,5% объема, а также фибробластов (2,0 ± 0,3%) и основного вещества (71,0 + 4,8%). Коллагеновые волокна толщиной до 2 мкм ориентируются косо или перпендикулярно к мышечным волокнам с интервалами 1-15 мкм и занимают 59,2 ± 2,4% от объема всех волокон. Ретикулярные волокна диаметром до 1 мкм располагаются в различных направлениях, занимают 22,3 ± 1,0% объема и обеспечивают связь стромы прилежащих пучков между собой. Эластические волокна диаметром до 1 мкм занимают 18,5 ± 0,7% объема и располагаются между коллагеновыми. Фибробласты с вытянутыми ядрами размерами 3x21 мкм ориентируются вдоль коллагеновых волокон.

В участках эндомизия, где располагаются сосуды и нервы, коллагеновые волокна укрупняются до 3 мкм, а их направление становится циркулярным. Больше здесь эластических волокон.

Ультразвуковое исследование передней брюшной стенки позволяет не только выявить, но и изучить

эхоструктуру поперечной фасции и брюшины. Эхоструктура последних представлена в основном гипоэхогенными образованиями, переходящими друг в друга и в строму прямой мышцы. По периферии от гипоэхогенных микроструктур фасции и брюшины отмечаются анэхогенные микрообласти.

При морфологическом исследовании установлено, что поперечная фасция часто срастается с брюшиной, но в гипогастральной области разделена с ней жировой клетчаткой. Толщина поперечной фасции и брюшины достигает 800 мкм. В наружном слое фасции соединительнотканные пучки шириной до 28 мкм ориентируются в различных направлениях, слабо окрашиваются пикрофуксином и располагаются рыхло. В данном слое встречаются редкие пучки шириной до 70 мкм, которые четко пересекаются и лучше красятся пикрофуксином. Пучки среднего слоя шириной 28-80 мкм располагаются в 5-7 ярусов, интенсивно красятся пикрофуксином и перекрещиваются между собой. Между пучками располагается жировая клетчатка, которая, вероятно, является анэхогенной.

Коллагеновые волокна поперечной фасции и брюшины толщиной 2-6 мкм больше располагаются в среднем слое, ориентируются косо с интервалами 1-15 мкм и занимают 47,0 ± 1,4% объема. Эластические волокна шириной до 3 мкм ориентируются в косо-поперечном направлении с интервалами 1-15 мкм и занимают 21 ± 1% объема. Ретикулярные волокна диаметром до 1 мкм располагаются только на границе с жировыми клетками и мышечными волокнами, ориентируются в их сторону и занимают 5,0 ± 0,3% объема. Фибробласты втянутой формы, размерами 3*21 мкм, занимают 3,5 ± 0,4 объема и ориентируются вдоль волокон с интервалами 3-45 мкм. Основном вещество занимают 23,5 ± 3,4% объема.

Следовательно, проведенное исследование показывает возможность использования ультразвуковой аппаратуры не только для выявления образований передней брюшной стенки, но и для изучения их структуры. Проведенные ультразвуковые и морфологические параллели позволили выявить неоднородность эхоструктуры образований передней брюшной стенки, обусловленную особенностями их строения. Гиперэхогенными являются те образования, которые состоят из плотной соединительной ткани и имеют пучковое строение (пучки соединительнотканных волокон, сухожильные пучки). К этим образованиям относится дерма, передняя и задняя пластинки влагалища прямой мышцы живота. Гипоэхогенны-ми являются образования, состоящие из рыхлой соединительной ткани, имеющие волокнистое строение. К этим образованиям относятся подкожные тяжи, поверхностная фасция, собственные фасции, брюшина и строма мышц. К третьим, анэхогенным образованиям относится жировая клетчатка, эпидермис, мышечные волокна, просвет сосудов.

Совпадение результатов подсчета площади соединительнотканных структур на эхограммах и микрофотографиях гистологических срезов позволяет шире использовать ультразвуковое исследование в диагностике различной патологии передней брюшной стенки.

Рис. 1. Послойное строение гипогастральной области передней брюшной стенки мужчины: А - ультразвуковой и Б -гистотопографический срезы (окраска пикрофуксинач,увел. хЗ,8).

1 - кожа, 2 - жировая клетчатка, 3 - поверхностная фасция, 4 - подкожные тяжи, 5 - жировая клетчатка, б -передняя пластинка влагалища прямой мышцы, 7 - перимизий прямой мышцы, 8 - этшизий прямой мышцы, 9 -поперечная фасция, 10 -брюшина.

Рис. 2. Ультразвуковой срез дермы кожи передней брюшной стенки.мужчины (фрагмент из рис. 1А).

1 - гиперэхогенные микроструктуры; 2 - гипоэхогенные микростр) Ктуры; 3 - анэхогенные микрообласти.

Рис. 3. Кожа передней брюшной стенки мужчины. Растровая электронная микроскопия. Увел. хЗЗЗЗ-1 - эпидермис; 2 — пучки коллагеновых волокон; 3 — . чежпучковые промежутки

Рис. 4- Ультразвуковой срез подкожной жировой клетчатки передней брюшной стенки мужчины (фрагмент из рис. 1А). 1 — гипоэхогенные микроструктуры; 2 — анэхогепиые микрообласти.

Рис. .5- Подкожная жировая клетчатка передней брюшной опенки. Растровая электронная микроскопия. Увел, х 3333-1 -жировые метки;2 — стромажировой клетчатки.

Рис. 6. Ультразвуковой срез передней пластинки влагалища прямой мышцы живота мужчины (фрагмент из рис. 1А).

1 — гиперэхогенные микроструктуры поверхностного и глубокого слоев; 2 - аиэхогениаямикрооблаопъ пластинки,

Рис. 7. Передняя пластинка влагалища прямой мышцы живота. Растровая'электроннаямикроскопия.Увел, х 3333-

/ — сухожильные пучки поверхностного и глубокого слоев; 2 — межпучковые промежутки с ретикулярными волокнами.

Рис. 8. Продольный ультразвуковой срез прямой мышцы передней брюшной стенки мужчины (фрагмент из рис. 1А). 1 - гипоэхогенные микроструктуры; 2 - анэхогенные микрообласти.

Рис. 9. Прямая мышца живота. Растровая электронная микроскопия. Увел, х 600. 1 -мышечные волокна; 2 —ретикулярные волокна страны.