Способ ультразвуковой диагностики недифференцированных форм дисплазии соединительной ткани
METHOD FOR ULTRASOUND DIAGNOSTICS OF UNDIFFERENTIATED FORMS OF CONNECTIVE TISSUE DYSPLASIA

Изобретение относится к медицине, а именно к ультразвуковой диагностике, и может быть использовано для диагностики недифференцированных форм дисплазии соединительной ткани (НДСТ).
Несмотря на обилие клинических рекомендаций, диагностика НДСТ остается трудной для клинициста задачей из-за разнообразия фенотипических проявлений этой патологии, наличии локальных (органных) и системных «клинических масок» схожих по своим проявлениям с различными заболеваниями в зависимости от органов и систем, вовлеченных в диспластический процесс [1, 2].
Рекомендуемым подходом к диагностике НДСТ является комплексный многофакторный анализ результатов клинических (анамнестических, антропометрических, физикальных данных), генеалогических, лабораторно-инструментальных, в т.ч. методов медицинской визуализации и функциональной диагностики, молекулярно-генетических исследований с привлечением профильных специалистов (окулистов, ортопедов, гастроэнтерологов, гинекологов и т.п.). Количество таких тестов может превышать 30 наименований [2]. Следовательно, диагностика НДСТ является трудоемким процессом, сложна в организационном плане, дорогостояща и весьма обременительна как для врача, так и для пациента, что ограничивает возможности клинической диагностики и, особенно, скрининга НДСТ.
Клиническая диагностика НДСТ основана на выявлении характерных аномальных фенотипических проявлений [2, 3, 4] антропометрических, морфологических и функциональных нарушений, обусловленных изменением биохимии, архитектоники и изменении механических свойств соединительно-тканных структур - их упругости, эластичности, тургора, доступных физикальному исследованию. При этом наиболее доступными непосредственному исследованию остаются кожные покровы (оцениваются рельеф, упругость, эластичность, растяжимость, тургор и т.п.) и связочный аппарат суставов (оценивается степень мобильности) и т.п.[2, 5].
Известен способ скрининга дисплазии соединительной ткани у подростков (патент RU №2641839, МПК А61В 5/00), включающий тестирование подростка и выявление и анализ параметров, отражающих наличие или отсутствие НДСТ, при этом к ним относят следующие: выраженность кожного синдрома, наличие малых аномалий развития, наличие арахнодактилии и наличие гипермобильности суставов. Каждый параметр оценивают в баллах, рассчитывают сумму балльных значений всех оцениваемых параметров и, в зависимости от полученного значения суммы баллов, определяют наличие или отсутствие у подростка ДСТ.
Известный способ требует выполнения большого количества тестов и использования большого количества объектов для исследования, что помимо трудоемкости и трудности их интерпретации ставит диагностическую ценность метода в зависимость от субъективных качеств пациента и диагноста. При осуществлении известного способа отсутствуют измеряемые количественные параметры, характеризующие механические свойства соединительной ткани, а значит, ее функциональное состояние.
В качестве параметра, непосредственно характеризующего функциональное состояние системы соединительной ткани при НДСТ, признано ухудшение ее механических свойств, а именно системное снижение жесткости, упругости (степени натяжения) элементов фибриллярного каркаса в результате деградации коллагеновых и эластиновых волокон стромы всех органов и тканей [2, 3, 4]. Однако до сих пор не установлены измеряемые количественные параметры, характеризующие механические свойства соединительной ткани, а значит ее функциональное состояние. Не установлен метод инструментального исследования или визуализации, способный выявить такой параметр. Не установлен наиболее репрезентативный объект исследования, т.е. локальная анатомическая структура или часть органа, параметры которой характеризуют состояние системы соединительной ткани в целом. Таким образом, задача количественной оценки механических свойств ткани для нужд диагностики НДСТ не решена.
Метод ультразвукового исследования (УЗИ) в диагностике НДСТ рекомендован как еще один способ выявления фенотипических (морфологических) ее проявлений [1, 2]. Объектами УЗИ являются прежде всего сердце, органы брюшной полости, органы малого таза, артериальные сосуды и венозные коллектора различных локализаций и органов [2]. Однако результаты УЗИ этих органов интерпретируются опять же в виде балльных оценок, по аналогии с данными, полученными при физикальном обследовании.
Известен способ ультразвуковой диагностики дисплазии соединительной ткани (патент RU №2632533, МПК А61В 8/00), взятый в качестве прототипа, заключающийся в проведении ультразвукового обследования пациента и при нахождении у пациента сочетания не менее одной внутрисердечной хорды и перегиба шейки желчного пузыря выявляется дисплазия соединительной ткани. Указанный способ основан на выявлении качественного морфологического изменения со стороны сердечно-сосудистой системы (наличие внутрисердечной хорды, свидетельствующей о нарушении формирования соединительно-тканного каркаса сердца) и морфо-функциональных изменений пищеварительной системы (перегиб шейки желчного пузыря, обусловленного несовершенством строения как волокнистых структур, так и основного вещества соединительной ткани) при проведении ультразвукового обследования пациента.
Недостатком данного способа является достаточно значительная трудоемкость, т.к. ультразвуковому исследованию подвергаются несколько органов различных локализаций - как органы грудной клетки (фактически выполняется эхокардиография, ЭхоКГ), так и брюшной полости (визуализируется панкреатобилиарная зона, желчный пузырь). Другим недостатком данного способа является необходимость использования для его выполнения двух конструктивно отличающихся датчиков - специализированного датчика для эхокардиографии и низкочастотного датчика для работы с органами брюшной полости. Кроме того, выполнение эхокардиографии для выявления аномальной внутрисердечной хорды сопряжено с известными трудностями визуализации камер сердца, что требует от врача высокой квалификации и опыта, без чего одиночная аномальная внутрисердечная хорда может быть не визуализирована и получен ложноотрицательный результат диагностики НДСТ. При этом диагностика не количественного а качественного фенотипического параметра ставит вопрос о патогномоничности предложенных для диагностики НДСТ эхографических симптомов при многочисленных других синдромальных проявлениях НДСТ, не связанных с поражением сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта. Кроме того, полученная при предложенном способе ультразвуковой диагностики (УЗД) информация не позволяет судить о механических свойствах соединительно-тканных структур, указывая лишь на несовершенство, аномальность строения соединительно-тканного каркаса исследуемых органов. Таким образом, задача одновременной ультразвуковой диагностики морфологических проявлений НДСТ (фенотипических аномалий) и количественной оценки изменений механических свойств тканей исследуемого органа, как проявлений НДСТ, осталась нерешенной.
Задачей заявленного изобретения является повышение точности диагностики НДСТ, снижение трудоемкости и затрат времени на проведение диагностических мероприятий, возможность использования способа в режиме скрининга.
Поставленная задача решается тем, что согласно способу ультразвуковой диагностики недифференцированных форм дисплазии соединительной ткани, заключающемуся в проведении ультразвукового обследования пациента, методом ультразвукового сканирования визуализируют подкожно-жировую клетчатку передней брюшной стенки в поперечном срезе перпендикулярно поверхности кожи в проекции брюшка одной из прямых мышц живота на уровне середины расстояния между симфизом и пупком, измеряют толщину визуализированного глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки как расстояние между контуром листка поверхностной фасции и передним контуром апоневроза; по линии, проходящей через середину среза брюшка визуализированной прямой мышцы живота методом точечной эластографии сдвиговой волной измеряют величину модуля упругости визуализированного глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки в точке, равноудаленной от контуров листка поверхностной фасции и апоневроза, после чего высчитывают показатель физической резистентности глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки передней брюшной стенки по формуле:
ПФР=L×Е, где
ПФР - показатель физической резистентности глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки, измеряемый в Н/м;
L - толщина глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки передней брюшной стенки, измеряемая в мм;
Е - величина модуля нормальной упругости глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки, измеряемая в кПа,
и при величине вычисленного показателя ПФР<21,5 Н/м диагностируют недифференцированную форму дисплазии соединительной ткани.
Заявленный способ повышает качество и снижает трудоемкость диагностики НДСТ за счет уменьшения количества объектов тестирования и уменьшения количества тестов, призванных указать на изменение механических свойств соединительной ткани пациента, а именно - за счет выбора в качестве единственного репрезентативного объекта ультразвукового исследования подкожно-жировой клетчатки, являющейся поверхностной структурой, наиболее доступной ультразвуковой визуализации по сравнению с другими органами, и выбора в качестве репрезентативных измеряемых параметров толщину и модуль упругости глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки.
Модуль сдвиговой упругости ткани отражает преимущественно состояние соединительно-тканной стромы органа, величину механических напряжений и упругость фибриллярного каркаса стромы органа, что может быть, например, количественным маркером фиброза [6]. Измерение величины модуля нормальной упругости глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки методом точечной эластографии сдвиговой волной, позволяет точно количественно измерить жесткость ткани в минимальном пространстве, где распространялись сдвиговые волны, например, в точке, равноудаленной от контуров листка поверхностной фасции и апоневроза даже при незначительной толщине глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки [6, 7]. Для обозначения описанной технологии в качестве синонима правомочно использование термина «эластометрия» [6, 7, 8]. При точечной эластографии (point shear wave elastography, pSWE) сдвиговые волны возникают вследствие воздействия на среду радиационного давления сильного сфокусированного ультразвукового импульса. Данная технология получила название ARFI (acoustic radiation force impulse) [6, 7]. В настоящее время технология ARFI и pSWE реализована во многих ультразвуковых диагностических системах, таких как Aixplorer (Supersonic Imagine, Франция), Acuson S2000 (Siemens, Германия), LOGIQ E9 (GE, США), Verasonics (Verasonics Inc., США) и т.д. [7], a сам метод эластографии сдвиговой волной входит в арсенал методов ультразвуковой диагностики.
Использованием эластографии сдвиговой волной для диагностики НДСТ ранее не предлагалось и в доступной информационно-справочной и научно-технической литературе не описывалось.
Заявленный способ позволяет, используя один акустический доступ и не меняя плоскости сканирования, одновременно выявить и количественно измерить как фенотипический морфологический признак (толщину глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки), так и количественно оценить физические свойства (упругость) визуализируемой соединительнотканной структуры.
Предложенный в качестве параметра, характеризующего морфо-функциональное состояние соединительно-тканных структур показатель физической резистентности (ПФР) является количественным, а не качественным или относительным; позволяет в одном количественном показателе объединить морфометрические (структурные) и физические (характеризующие функцию, свойства) параметры соединительно-тканных структур, характерные для НДСТ, что ранее не предлагалось и в доступной информационно-справочной и научно-технической литературе не описывалось.
Величина ПФР вычисляется просто на основании всего 2-х количественных параметров, получаемых в процессе технически простых непосредственных измерений, а алгоритм выполнения предложенного метода ультразвуковой диагностики НДСТ понятен даже малоопытным специалистам.
Количественная величина ПФР позволяет объективно оценить динамику проявлений НДСТ у пациентов. Изменение величины ПФР в динамике у одного и того же больного НДСТ в процессе его реабилитации или лечения указывает на степень эффективности проводимых мероприятий. Так, увеличение величины ПФР свидетельствует об эффективности лечения.
Заявленный способ не требует для своего выполнения значительных затрат времени. Процесс ультразвуковой визуализации глубокого слоя подкожно жировой клетчатки нетруден, т.к. его объект -поверхностная структура с беспрепятственным звукопроведением, а эластография сдвиговой волной является манипуляцией, необременительной для больного и врача. При этом заявленный способ эргономичен и может быть осуществлен на многих современных ультразвуковых сканерах, используя один и тот же датчик. Процесс измерений, проводимых при осуществлении заявленного способа, легко поддается стандартизации.
Заявленный способ выполним в амбулаторном порядке на уровне первичного звена медицинской помощи, что позволяют существенно упростить и укоротить этапы маршрутизации при постановке диагноза НДСТ, сократить количество обычно выполняемых исследований и тестов, упростить диагностическую и лечебную тактику при ряде заболеваний, таких как неврологические и сердечно-сосудистые заболевания, нарушения менструальной функции, бесплодие, за счет достаточно простой объективной инструментальной дифференциальной диагностики с «клиническими масками» НДСТ, имеющими сходные проявления.
Наличие четко определенного локального репрезентативного объекта исследования и стандартизированной процедуры измерений, выполнимой при работе с большими контингентами населения, позволяет применить предложенный способ для скрининга НДСТ.
Способ осуществляют следующим образом. Ультразвуковое исследование выполняется на сканере, позволяющим осуществить как двумерное серошкальное сканирование, так и эластографию или эластометрию методом сдвиговых волн, например, Aixplorer V6 с подключенным линейным датчиком SL15-4 с диапазоном частот 4-15 мГц (в зависимости от толщины клетчатки и характера звукопоглощения в тканях выбирается наиболее высокая частота сканирования). Ультразвуковое исследование проводится в В-режиме в положении лежа на спине. Датчик устанавливают в поперечном направлении перпендикулярно поверхности кожи в проекции брюшка одной из прямых мышц живота на уровне середины расстояния между симфизом и пупком. Визуализируют кожу, подкожно-жировую клетчатку (ПЖК), в толще которой визуализируют листок поверхностной фасции в виде линейной гиперэхогенной структуры, разделяющей ПЖК на поверхностный слой и глубокий слой, контур апоневроза и поперечный срез прямой мышцы живота. Определяют толщину L визуализированного глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки как расстояние между контуром листка поверхностной фасции и передним контуром апоневроза по линии, проходящей через середину среза брюшка визуализированной прямой мышцы живота. Величину L измеряют в миллиметрах. После завершения измерений толщины глубокого слоя ПЖК активируют режим точечной эластографии сдвиговой волной (pSWE™), располагают окно опроса (область измерений) в срезе глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки в точке, равноудаленной от контуров листка поверхностной фасции и апоневроза и измеряют величину модуля упругости указанного слоя ПЖК в кПа. На экране монитора выводятся значения максимальной (max), минимальной (min) и среднее суммарное значение (mean) величины модуля упругости Е, измеренного в кПа. После чего высчитывают показатель физической резистентности (ПФР) глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки, измеряемый в Н/м, как произведение измеренной толщины L (мм) глубокого слоя ПЖК и среднего суммарного значения (mean) измеренной величины модуля упругости Е (кПА) глубокого слоя ПЖК по формуле ПФР=L×Е; при величине ПФР<21,5 Н/м диагностируют НДСТ.
Пример 1. Мужчина, 21 года, рост 179 см, вес 56 кг, с клиническими признаками гастроэзофагеальной рефлюксной болезни.
Измеренная толщина глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки передней брюшной стенки L составила 5 мм; величина измеренного модуля упругости Е глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки составила 3,7 кПа. Вычисленная величина ПФР глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки составил 18,5 Н/м. Диагностируют НДСТ.
Пример 2. Мужчина, 24 лет, рост 181 см, вес 86 кг, с клиническими признаками гастроэзофагеальной рефлюксной болезни.
Измеренная толщина глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки передней брюшной стенки L составила 7 мм; величина модуля упругости Е глубокого слоя подкожно-жировой клетчатки составила 5,7 кПа. Вычисленная величина ПФР глубокого слоя подкожно-жироворй клетчатки составил 39,9 Н/м. Диагностируют отсутствие дисплазии соединительной ткани.
Источники информации
1. Демидов P.O., Лапшина С.А., Якупова С.П., Мухина Р.Г. Дисплазия соединительной ткани: современные подходы к клинике, диагностике и лечению // Практическая медицина, 2015, №4 (89), т. 2, стр. 37-40.
2. Клинические рекомендации российского научного медицинского общества терапевтов по диагностике, лечению и реабилитации пациентов с дисплазиями соединительной ткани (первый пересмотр). // Медицинский вестник Северного Кавказа. 2018; 1,2(13): 137-210.
3. Земцовский Э.В. Недифференцированные дисплазии соединительной ткани. Попытка нового осмысления концепции // Медицинский вестник Северного Кавказа, 2008, №2, стр. 8-14.
4. В.П. Казначеев, Д.Н. Маянский Соединительная ткань и стромально-паренхиматозные взаимоотношения при патологии / // Патология, физиология и эксперим. терапия.- 1988. - №4.- С. 79-83.
6. Осипов Л.В. Технологии эластографии в ультразвуковой диагностике. Обзор. М., «ИЗОМЕД», 2011.
5. Ляховецкий Б.И. Кожные проявления недифференцированной дисплазии соединительной ткани. Автореф. Дисс. К.м.н., Екатеринбург, 2012.
7. Д.В. Сафонов, П.И. Рыхтик, И.В. Шатохина, С.В. Романов, С.Н. Гурбатов, И.Ю. Демин Эластография сдвиговой волной: сравнение точности показателей разных ультразвуковых сканеров в эксперименте с калиброванными фантомами // Современные технологии в медицине - т. 9. - 2017. - №4.
8. Sarvazyan А.Р., Rudenko O.V., Swanson S.D., Fowlkes J.B., Emelianov S.Y. Shear wave elasticity imaging: a new ultrasonic technology of medical diagnostics. Ultrasound Med Biol 1998; 24(9): 1419-1435.