СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ РАННИХ ПРИЗНАКОВ ОСТРОГО РЕСПИРАТОРНОГО ДИСТРЕСС-СИНДРОМА Российский патент 2001 года по МПК A61B8/13 A61B6/03 A61B6/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к рентгенодиагностике острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС).

Острый респираторный дистресс-синдром - это острое неспецифическое легочное осложнение, развивающееся при различных видах тяжелых патологических процессов (шок, сепсис, перитонит и т.д.). Частота его развития по ряду авторов колеблется от 8 до 59%. Наиболее часто ОРДС развивается у больных с тяжелой черепно-мозговой травмой, осложняет течение посттравматического периода и занимает одно из первых мест среди причин смерти при этих патологиях (30-80%) (см. , например, John М, Luce, MD, FCCM. Acute lung injury and respiratory distress syndrome. Crit Care Med. 1998; v 26, N 2; 369-376).

Основным способом диагностики ОРДС является рентгенологический.

Рентгенологическая картина его была описана Ахиазаровым В.Я. в 1973 г. и Колесниковой Е. К. в 1977 г. Однако рентгенологические признаки развивающегося процесса имели место на 2-3 сутки от момента травмы, хотя по данным патоморфологов изменения в легких отмечаются уже через 1 час (Трофимова Т.Н. и др. "Респираторный дистресс-синдром взрослых", Рентгенологические аспекты Междунар. мед. обзоры, 1993, т. 1-2, с. 112-116; Неговский В.А. и др. Постреанимационная болезнь. М., "Медицина", 1987, с. 119-142).

Такие различия объясняются тем, что выявляемость ранних признаков ОРДС рентгенологическим методом очень низка (7-22%) и увеличивается при прогрессировании патологического процесса (2 стадия).

К недостаткам рентгенографии относятся:
1. Поздняя выявляемость на рентгенограммах ввиду малой разрешающей способности метода и наличия суммационного эффекта.

2. Не дает точной количественной оценки степени гидрофильности легочной ткани.

3. Не позволяет оценить патологические изменения в задних базальных отделах легких из-за высокого стояния куполов диафрагмы и вынужденного положения больного, находящегося в критическом состоянии.

Введение в клиническую практику компьютерной томографии расширило возможности лучевого исследования органов грудной клетки. Применение КГ легких у больных, находящихся в критическом состоянии, обеспечивает получение важной дополнительной информации на 70% случаев больше, чем при рентгенографии (Tagliabue М, Acta Radiol. 1994, May; 35(3): 230-234). В то же время, применение КТ у таких больных (в частности - для диагностики ОРДС) ограничено из-за необходимости транспортировки тяжелобольных, находящихся на ИВЛ, длительностью исследования и увеличением стоимости лечебно-диагностического процесса.

Известен способ томографирования легких на 3-х уровнях (верхушка, корень и основание легких) у пациентов с ОРДС с последующим определением веса легочной ткани (см., например, Kurtz В., Stockle G. / Prax. Klin. Pneumol. - 1983, N 1. - S. 800-801.; Torresin A. Gattinoni L. Radiol Med. (Torino)1989 Dec. ; 78(6);626-631). Данный способ с выделением 3-х уровней соответствует традиции рентгенологического анализа легочных полей по зонам (верхней, средней и нижней).

К недостаткам способа следует отнести:
1. Изменение рассчитанного веса легочной ткани не позволяет провести дифференциальную диагностику с другими интерстициальными процессами в легких (например, с пневмонией), тем более на ранних стадиях развития процесса.

2. Способ не позволяет охарактеризовать каждый сегмент в отдельности и определить степень изменения гидрофильности легочной ткани на исследуемых срезах.

Наиболее близким к заявляемому является способ исследования легких у больных с ОРДС с использованием КТ, заключающийся в тотальном томографировании от верхушки до куполов диафрагмы с выделением 10 уровней с определением средней плотности и объема каждого среза для определения массы легкого, которая при наличии отека легких увеличивается, а также для получения дополнительной рентгенологической информации, не выявленной на рентгенограмме (см. , например, Pelosi P. , D'Andrea L. // Am. J. Respir. Crit Care Med. 1994, Jan.; 149 (1): 8-13).

Недостатками данного способа являются:
1. Трудности выявления ранних признаков ОРДС из-за отсутствия количественных критериев его развития.

2. Необходимость выполнения большого количества (15-20) срезов.

3. Значительная лучевая нагрузка на пациента, особенно в случаях динамического наблюдения за больным.

4. Продолжительное время обследования (15-20 мин).

5. Сложность сопоставления результатов из-за большого количества нестандартных срезов.

Задача настоящего изобретения состоит в повышении точности диагностики ранних признаков ОРДС с характеристикой поражения всех сегментов и количественным определением степени гидратации легочной ткани.

Поставленная задача достигается тем, что исследование проводят в первые сутки на одной фиксированной фазе дыхания на уровнях нижнего края грудино-ключичных сочленений, бифуркации трахеи, середины правого корня легкого, правого купола диафрагмы, и в каждом из четырех выделенных уровней проводят по одному срезу, который делят на переднюю, латеральную, медиальную и заднюю зоны, в каждой из этих зон проводят измерение оптической плотности в одной фиксированной точке (ЕД₁, ЕД₂, ЕД₃, ЕД₄), а также находят участки с максимальной и минимальной плотностью интерстициальной ткани для каждого среза (ЕД_max и ЕД_min) с последующим расчетом средней плотности среза (ЕД_cp) по формуле (ЕД₁ + ЕД₂ + ЕД₃ + ЕД₄):4 и максимальной разности плотностей в срезе (ΔЕД) - по формуле ЕД_max - Ед_min и при снижении среднего значения показателя оптической плотности ЕД_cp до (-870) - (-730) ед.Н и повышении ΔЕД до 180 - 300 ед. Н в любом из выбранных срезов судят о 1 стадии ОРДС, при снижении ЕД_cp до (-731) - (-650) ед.Н при повышении среднего значения ΔЕД до 300 - 550 ед.Н судят о 2-ой стадии, ОРДС, при снижении ЕД_cp менее -650 ед.Н и повышении ΔЕД более 550 ед.Н судят о 3 стадии ОРДС.

Новизна способа:
1. Выделение 4-х уровней:
- нижнего края грудино-ключичных сочленений или дуги аорты,
- бифуркации трахеи,
- середины правого корня легкого,
- правого купола диафрагмы
вызвано тем, что они отражают легкие в целом, так как включают представителей всех легочных сегментов и позволяют за короткое время и при минимальной лучевой нагрузке больным, находящимся на ИВЛ, провести исследование легких для диагностики ранних признаков повреждения.

2. Разделение каждого из 4-х срезов на зоны для определения в них оптической плотности позволяет охарактеризовать степень поражения каждой из них в отдельности и количественно оценить степень гидратации легочной ткани.

3. Оценочные критерии выбраны в результате эксперимента и клинического исследования, достаточны и достоверны для диагностики раннего проявления ОРДС.

Для пояснения изобретения в приложении (фиг. 1-18) даны образцы рентгенограмм и гистограмм.

Сущность способа заключается в следующем:
компьютерную томографию легких проводят больным, находящимся на ИВЛ при поступлении в больницу в первые сутки (это м.б. в первые часы) после травмы, а также при любом другом патологическом процессе на томографе фирмы Дженерал Электрик "Sytec 3000" лежа на спине, головой в гентри, на одной фазе дыхания. Местом центрации являлась яремная вырезка. Томографию проводят по алгоритму высокого разрешения со следующими техническими условиями: толщина томографического слоя - 2 мм, поле зрения -36 - 25 см, время сканирования -2, 4 с, сила тока 130 мА (Китаева В.В. "Компьютерная томография высокого разрешения в диагностике заболеваний легких". // Медицинская визуализация. 1997, N 4, с. 17- 21; И.Е. Тюрин "КГ высокого разрешения в диагностике заболеваний органов дыхания" // Медицинская визуализация, 1999, N 3, с. 36-43; "Diffuse Pulmonary Disease in Children: High Resolution CT Findlings. / American Journal of Roentgenology. Dee 1996. S. 1405-1408).

На выполненной обзорной топограмме выделяют 4 уровня сканирования:
1. нижнего края грудино-ключичных сочленений или дуги аорты,
2. уровень бифуркации трахеи,
3. уровень середины правого корня легкого,
4. уровень правого купола диафрагмы (фиг. 1).

Необходимость проведения томографирования легких на 4-х уровнях у больных с ОРДС объясняется патогенетическими особенностями процесса, а именно: диффузными изменениями в легких при данной патологии. Выделенные уровни позволяют провести КТ-срезы через практически все легочные сегменты с последующей объективной оценкой изменений в каждом из них. Проведение КТ всего на 4 уровнях обусловлено также необходимостью максимального сокращения времени исследования у тяжелых больных, находящихся на ИВЛ, при сохранении высокой информативности метода.

В каждом из выделенных уровней делают по одному срезу. Всего получают 4 среза, каждый из которых при анализе делят на 4 зоны, характеризующие изменения в передних, задних, латеральных и медиальных отделах каждого легкого (фиг. 2). Такое деление позволяет выявить ранние индивидуальные топографические особенности развития ОРДС и охарактеризовать степень поражения отдельных зон в каждом срезе.

В каждой из этих зон проводят измерение оптической плотности паренхимы легких курсором в 1 точке на участке диаметром 0,05 см в абсолютных числах Хаунсфилда (Hu). Выбор точек измерения осуществляют исходя из наличия в этой области только интерстициальной ткани и отсутствия в них других элементов паренхимы легких (сосуды, бронхи, шварты и т.д.). При этом, для возможности динамической оценки течения ОРДС локализация точек при каждом последующем исследовании не изменялась.

На основании 4 значений плотности в каждом срезе расчитывают среднюю арифметическую величину (ЕД_CP) по формуле 1.

ЕД_CP= (ЕД₁ + ЕД₂ + ЕД₃ + ЕД₄)/4, (1)
где ЕД₁, ЕД₂, ЕД₃, ЕД₄ - величина плотности в 1, 2, 3, 4 точках каждой зоны.

Эта величина характеризует усредненную плотность легочной ткани в исследуемой области. Кроме того, в этих же срезах определяют разницу между максимальным и минимальным значениями полученных плотностей по формуле 2
ΔЕД=ЕД_max - ЕД_min, (2)
где ΔЕД - разница плотностей в исследуемом срезе;
ЕД_max - максимальная плотность;
ЕД_min - минимальная плотность.

Эта величина позволяет дать оценку степени выраженности уплотнения легочной ткани в области очага ОРДС и степени компенсаторной гиперпневмотизации окружающих тканей легкого в исследуемом срезе.

Таким образом, в каждом срезе получают одно среднее значение оптической плотности и одно значение разности плотностей между максимальным и минимальным показателями.

Для доказательства достоверности оценочных данных эти же измерения были проведены на томограммах здоровых людей и полученные средние значения показателей оптической плотности и разницы плотностей, были приняты за норму (табл. 1, фиг. З-5), которые затем сравнивались с показателями плотностей, полученными у больных.

Из представленных данных видно, что у здоровых людей оптическая плотность легочной ткани постепенно увеличивается от первого среза к четвертому. Также увеличивается и разность плотностей. Это свидетельствуют о том, что пневмотизация более выражена в нижних долях и менее выражена в верхних долях, хотя визуальная оценка может быть и другой, поскольку на нее существенное влияние оказывают наслаивающиеся элементы легочного рисунка, количество которых в верхних долях меньше, чем в нижних.

Нами было проведено исследование легких 48 человек с ТЧМТ на компьютерном томографе в первые сутки после травмы, находящихся на искусственной вентиляции легких со степенью сознания по шкале ком Глазго менее 8 баллов. Всем им одновременно проводилось рентгенологическое и компьютерно-томографическое исследование. При анализе КТ-топограмм больные были распределены на 4 группы по выраженности и характеру инфильтративных изменений в каждом срезе. Были получены следующие компьютерно-томографические результаты (табл. 2, 3).

Из полученных данных видно, что у 7 больных в первые сутки патологических изменений в легких выявлено не было, а показатели оптической плотности и разности плотностей соответствовали показателям плотности паренхимы у здоровых людей.

У остальных пациентов отмечено снижение показателей плотностей во всех срезах, но максимально плотность снижена в 3-4-ом срезах. Наибольшую группу составили больные (n=30), у которых снижение показателей плотности выявлено в 3-4-х срезах в пределах 110-120 ед. при отсутствии существенных изменений этого показателя в 1-2 срезах. Кроме снижения показателей плотности у данной категории больных на рентгенограмме выявлено усиление и ячеистая деформация легочного рисунка с четкими и не четкими контурами в средних и нижних отделах легких без наличия инфильтративных очагов. Такая рентгенологическая картина характеризовала 1 степень респираторного дистресс-синдрома (фиг. 6-7).

В другой группе больных (n=9) отмечено снижение оптической плотности во всех срезах, также с максимумом снижения в 3 и 4 срезах на 120-200 ед.Н. У данной категории больных на рентгенограмме выявлены инфильтративные очаги небольших размеров, располагающихся больше в дорзальных отделах легких с усилением легочного рисунка, контуры которого были не четкими, инфильтрированными, с понижением прозрачности вокруг него. Данные изменения соотвествовали рентгенологической картине респираторного дистресс-синдрома 2 степени (фиг. 8-9). Разница между максимальной и минимальной оптической плотностью соответственно увеличилась в 3-4 срезах, т.к. увеличилось число инфильтративных очагов, повысилась гидрофильность интерстициальной ткани и уменьшилась пневмотизация. Данные изменения связаны с появлением жидкости в интерстициальной ткани, что подтверждается денситометрией.

Наименьшую группу (n=2) составили пациенты, у которых наблюдалось наибольшее снижение плотности практически в 4-х срезах (в 3-4 срезах на 250 - 300 ед. Н, а в 1-2 срезах на 170-200 ед.Н). Такая же закономерность отмечалась при исследовании показателя ΔЕД, который также оказался больше в 3 и 4 срезах. На рентгенограмме выявлено наличие большого числа инфильтративных очагов, сливающихся между собой в фокусы, увеличение их по площади, наличие экссудата в плевральной полости, инфильтративные изменения стенок усиленного и деформированного легочного рисунка. Данная рентгенологическая картина соответствовала 3 степени респираторного дистресс-синдрома.

Таким образом:
1. Снижение среднего значения показателя оптической плотности до (-760)-(-730) ед. Н в 3-4 срезах с повышением среднего значения разности плотностей до 220 - 300 ед.Н свидетельствует о 1 степени ОРДС.

2. При снижение среднего значения показателя оптической плотности до (-740)-(-650) ед.Н и при повышении среднего значения разности плотностей до 370 - 550 ед.Н свидетельствует о 2 степени ОРДС.

3. Снижение среднего значения показателя плотности ниже - 650 ед.Н при увеличении ΔЕД от 550 ед.Н и более свидетельствует о 3 степени ОРДС.

Получение точных значений позволяет определить степень ОРДС и, следовательно, сразу применить соответствующую им тактику лечения.

Пример 1. Пациент Т. 44 года поступил в больницу со степенью сознания 7 баллов по шкале Глазго. Обстоятельства травмы не известны, доставлен бригадой скорой медицинской помощи. Больному было выполнено рентгенологическое исследование костей черепа, органов грудной клетки и проведена компьютерная томография головного мозга и легких. Со стороны головного мозга выявлена субдуральная гематома справа с дислокацией срединных структур с наличием субарахноидального кровоизлияния и диффузного отека головного мозга. На рентгенограмме органов грудной клетки инфильтративных и очаговых патологических изменений не было выявлено. При исследовании органов грудной клетки на КТ на условных 4-х уровнях выявлены следующие изменения: легочной рисунок усилен и деформирован по ячеистому типу, сосудистые элементы с нечеткими контурами в периферических отделах, междольковые перегородки утолщены. Вокруг сосудистых элементов снижена пневмотизация.

На основании полученных величин плотности в 4-х точках каждой зоны по формуле ЕД_CP= (ЕД₁ + ЕД₂ + ЕД₃ + ЕД₄)/4 определена средняя оптическая плотность каждого среза (табл.4)
1 срез (825+856+858+880):4 = 855 ед.Н.

2 срез (745+812+738+828):4 = 780 ед.Н.

3 срез (658+740+761+799):4 = 740 ед.Н.

4 срез (638+761+733+789):4 = 730 ед.Н.

Разница плотностей между максимальными и минимальными значениями в каждом срезе найдена по формуле ΔЕД=ЕД_max-ЕД_min
1 срез : 920-720 = 200 ед Н;
2 срез: 936-751 = 185 ед.Н;
3 срез: 821-604 = 217 ед.Н;
4 срез: 843-542 = 301 ед.Н.

Заключение: ОРДС 1 степени, (фиг. 10-12).

Пример 2. Пациет Д. 30 лет поступил в ГНКЦОЗШ 13.09.98 г. с тяжелой черепно-мозговой травмой со степенью сознания по шкале Глазго 5 баллов. Обстоятельства травмы - избит на улице. На рентгенограмме органов грудной клетки усиление легочного рисунка, единичные инфильтративные очаги в нижних отделах легких. При обследовании на КТ органов грудной клетки отмечено усиление и деформация легочного рисунка, небольшое количество жидкости в плевральной полости с 2-х сторон, инфильтративные очаги размером 2-3 мм в задних сегментах 3 и 4 срезов. На основании полученных величин плотности в 4-х точках каждой зоны по формуле ЕД_CP= (ЕД₁ + ЕД₂ + ЕД₃ + ЕД₄)/4 определена средняя оптическая плотность каждого среза.

На основании полученных величин плотности в 4-х точках каждой зоны по формуле ЕД_CP = (ЕД₁ + ЕД₂ + ЕД₃ + ЕД₄)/4 определена средняя оптическая плотность каждого среза (табл, 5)
1 срез (771+798+780+807):4 = 789 ед.Н.

2 срез (722+728+729+777):4 = 739 ед.Н.

3 срез (535+602+524+671):4 = 583 ед.Н.

4 срез (433+606+539+623):4 = 550 ед.Н.

Разница плотностей между максимальными и минимальными значениями в каждом срезе найдена по формуле ΔЕД=ЕД_max-ЕД_min
1 срез: 846-725 = 121 ед Н;
2 срез: 798-675 = 123 ед.Н;
3 срез: 683-376 = 307 ед.Н;
4 срез: 745-300 = 445 ед.Н.

Заключение: ОРДС 2 степени, двусторонний плеврит (фиг. 13-15).

Пример 3. Пациентка М. 16 лет поступила в ГНКЦОЗШ 11.10.99 с диагнозом: тяжелая черепно-мозговая травма, закрытый перелом обеих костей левой голени, жировая эмболия. Степень сознания по шкале ком Глазго 6 баллов, травма автодорожная. На рентгенограмме органов грудной клетки снижена пневмотизация, очаговые инфильтрированные тени размером 2-3 мм расположены в прикорневых и нижних отделах легких. На КТ - локализация инфильтративных очагов в задних базальных отделах и по периферии максимальная и минимальная в средних отделах легких. На основании полученных величин плотности в 4-х точках каждой зоны по формуле ЕД_CP= (ЕД₁ + ЕД₂ + ЕД₃ + ЕД₄)/4 определена средняя оптическая плотность каждого среза.

На основании полученных величин плотности в 4-х точках каждой зоны по формуле ЕД_CP = (ЕД₁ + ЕД₂ + ЕД₃ + ЕД₄)/4 определена средняя оптическая плотность каждого среза (табл. 6)
1 срез (487+712+712+660):4 = 643 ед.Н.

2 срез (381+583+667+752):4 = 596 ед.Н.

3 срез (326+733+693+705):4 = 614 ед.Н.

4 срез (470+664+688+622):4 = 636 ед.Н.

Разница плотностей между максимальными и минимальными значениями в каждом срезе найдена по формуле ΔЕД=ЕД_max-ЕД_min
1 срез: 801-345=456 ед.Н;
2 срез: 814-292=522 ед.Н;
3 срез: 859-287=572 ед.Н;
4 срез: 760-181=579 ед.Н.

Заключение: ОРДС 3 степени (фиг. 16-18).

Таким образом, предложенный способ определения степени ОРДС у больных, находящихся в критическом состоянии, безопасен, прост в выполнении, доступен для всех больных, минимальный по времени исследования и лучевой нагрузке, достоверен, надежен, позволяет в динамике оценить степень нарастания инфильтративных изменений в легких и используется в ГНКЦОЗШ г. Ленинска-Кузнецкого. По предложенному способу в ГНКЦОЗШ обследовано 280 человек.

Изобретение относится к медицине, в частности к рентгенологии и пульмонологии. Способ позволяет повысить точность диагностики ранних признаков острого респираторного дистресс-синдрома. Проводят исследование легких с использованием компьютерной томографии с определением плотности каждого среза, при этом исследование проводят в первые сутки развития патологического процесса на одной фиксированной фазе дыхания на уровнях нижнего края грудино-ключичных сочленений, бифуркации трахеи, середины правого корня легкого, правого купола диафрагмы и в каждом из четырех выделенных уровней проводят по одному срезу, который делят на переднюю, латеральную, медиальную и заднюю зоны, в каждой из этих зон проводят измерение оптической плотности в одной фиксированной точке (ЕД₁, ЕД₂, ЕД₃, ЕД₄), а также выделяют участки с максимальной (ЕД_max) и минимальной (ЕД_min) плотностью интерстициальной ткани для каждого среза с последующим расчетом средней плотности среза по формуле ЕДср=(ЕД₁+ЕД₂+ЕД₃+ЕД₄):4 и разности плотностей между max и mm показателями в срезе по формуле (ΔЕД = ЕД_max-ЕД_min) и при снижении среднего значения показателя оптической плотности ЕДср до (-870)-(-730) ед.Н и повышении ΔЕД до 180-300 ед.Н в любом из выбранных срезов судят о 1-й стадии ОРДС при снижении ЕДср до (-731)-(-650) ед.Н и повышении среднего значения ΔЕД до 300-550 ед. Н судят о 2-й стадии ОРДС, при снижении ЕДср менее -650 ед.Н и повышении ΔЕД более 550 ед.Н судят о 3-й стадии ОРДС. 6 табл. 18 ил.

Способ диагностики ранних признаков острого респираторного дистресс-синдрома, включающий исследование легких с использованием компьютерной томографии с определением плотности каждого среза, отличающийся тем, что исследование проводят в первые сутки развития патологического процесса на одной фиксированной фазе дыхания на уровнях нижнего края грудиноключичных сочленений, бифуркации трахеи, середины правого корня легкого, правого купола диафрагмы и в каждом из четырех выделенных уровней проводят по одному срезу, который делят на переднюю, латеральную, медиальную и заднюю зоны, в каждой из этих зон проводят измерение оптической плотности в одной фиксированной точке (ЕД₁, ЕД₂, ЕД₃, ЕД₄), а также выделяют участки с максимальной (ЕД_max) и минимальный (ЕД_min) плотностью интерстициальной ткани для каждого среза с последующим расчетом средней плотности среза по формуле ЕД_ср= (ЕД₁+ЕД₂+ЕД₃+ЕД₄): 4 и разности плотностей между max и min показателями в срезе по формуле (ΔЕД = ЕД_max-ЕД_min) и при снижении среднего значения показателя оптической плотности ЕД_ср до (-870)-(-730) ед.Н и повышение ΔЕД до 180-300 ед. Н в любом из выбранных срезов судят о 1-й стадии ОРДС, при снижении ЕД_ср до (-731)-(-650)ед.Н и повышении среднего значения ΔЕД до 300-550 ед. Н судят о 2-й стадии ОРДС, при снижении ЕД_ср менее -650 ед.Н и повышении ΔЕД более 550 ед.Н судят о 3-й стадии ОРДС.