СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОДНОРОДНОСТИ СТРУКТУРЫ АТЕРОСКЛЕРОТИЧЕСКОЙ БЛЯШКИ Российский патент 2016 года по МПК A61B8/08 

Изобретение относится к области медицины, а именно функциональной диагностике в кардиологии, и может быть использовано для оценки однородности структуры атеросклеротической бляшки в сонной (или другой артерии крупного и среднего калибра) у больных с наличием атеросклеротического поражения артерий с использованием ультразвуковых методов.

Ультразвуковое исследование является неинвазивным, высокоинформативным, недорогим, широко распространенным в клинической практике методом, который позволяет определить локализацию, структуру, размеры, форму и осложнения атеросклеротических бляшек, степень выраженности атеросклеротических поражений артерий каротидного бассейна (В. Цвибель, Дж. Пеллерито. Ультразвуковое исследование сосудов. - М.: Видар, 2008, стр. 159-171).

Определение структуры атеросклеротической бляшки в сонной артерии основано на классификациях бляшек, предложенных в 1983 году Reilly L.M. с соавт. (Reilly L.M., Lusby R.J., Hughes L. et al. Carotid plaque histology using real-time ultrasonography: clinical and therapeutic implication. Am. J. Surg. 1983; 146 (2): 188-193), затем дополненной в 1988 году Gray-Weale А.C. с соавт. Согласно классификации атеросклеротических бляшек, предложенной Gray-Weale А.С с соавт., при ультразвуковом исследовании в В-режиме выделяют атеросклеротические бляшки: однородные пониженной эхогенности, неоднородные с преобладанием гипоэхогенных компонентов, неоднородные с преобладанием гиперэхогенных компонентов, однородные гиперэхогенные (с наличием участков кальциноза и без него) (Gray-Weale А.C., Graham J.C., Burnett J.R. et al. Carotid artery ateroma: comparison of preoperative B-mode ultrasound appearance with carotid endarterectomy specimen pathology. J. Cardiovasc. Surg. 1988; 29 (6): 676-681). Определение однородности структуры бляшки при ультразвуковом исследовании в В-режиме основано на определении эхогенности и однородности бляшки, что является оператор-зависимым.

Атеросклеротические бляшки, имеющие неоднородную структуру (или гетерогенные бляшки), во многом определяют неблагоприятный прогноз больных с каротидным атеросклерозом. Существует взаимосвязь неоднородности бляшек с развитием симптомов сосудисто-мозговой недостаточности, согласно которой большинство неоднородных бляшек являются симптомными. Согласно многочисленным исследованиям наличие гетерогенной атеросклеротической бляшки в сонной артерии является независимым предиктором сердечно-сосудистых событий (смерть, инфаркт миокарда, инсульт). Определение однородности структуры атеросклеротической бляшки с помощью известных неинвазивных технологий, новых ультразвуковых режимов, а также поиск новых ультразвуковых критериев однородности структуры бляшки является весьма важной задачей.

Из уровня техники известен способ определения структуры атеросклеротической бляшки в сонной артерии по данным комплексного ультразвукового и гистологического исследований (И.Е. Тимина, Е.А. Бурцева, Н.Д. Скуба, А.В. Покровский, Г.И. Кунцевич. Сопоставление структуры атеросклеротической бляшки в сонной артерии по данным комплексного ультразвукового и гистологического исследований. Ультразвуковая и функциональная диагностика, номер 3, 2004, стр. 81-87). Исследование атеросклеротических бляшек проводили с применением ультразвукового В-режима, режима тканевой гармоники, режима недоплеровской визуализации кровотока, выделяли однородные (анэхогеннные, средней, высокой эхогенности) и неоднородные бляшки. Авторы выявили, что однородные (по данным ультразвукового исследования) бляшки по гистологической структуре являются фиброзными бляшками с включениями кальция, с отложением кристаллов холестерина и очагами гиалиноза. В то время как неоднородные бляшки имели участки пристеночного тромбоза, атероматоза, внутрибляшечного кровоизлияния, свежего тромбоза. Анализируя информативность различных режимов в диагностике структуры бляшки, наряду с В-режимом авторы отметили важную роль режима недоплеровской визуализации кровотока в оценке свежего тромба и целостности покрышки бляшки; режима тканевой гармоники в выявлении гипо- и анэхогенных зон в толще бляшки. Однако даже при использовании новых режимов авторы не обнаружили дополнительных ультразвуковых критериев в интерпретации гипо- и анэхогенных зон, формирующих неоднородную бляшку.

Из уровня техники известен способ определения структуры атеросклеротической бляшки в коронарной артерии с применением метода внутрисосудистого ультразвукового исследования (ВСУЗИ) с «виртуальной гистологией» (Nair A., Kuban B.D., Tuzcu Е.М., Schoenhagen P., Nissen S.E, Vince D.G. Coronary plaque classification with intravascular ultrasound radiofrequency data analysis. Circulation 2002, 106:2200-2206). В основе метода лежит спектральный анализ радиочастотных характеристик отраженного уз-сигнала, получаемого при проведении стандартного ВСУЗИ. Для формирования подробного изображения атеросклеротической бляшки используется не только амплитуда отраженного уз-сигнала (как при обычном ВСУЗИ в серой шкале), но и частота отраженной волны; данные параметры обрабатываются с помощью моделей авторегрессии; информация анализируется согласно заложенной классификации; после чего формируется изображение атеромы с определением состава бляшки. ВСУЗИ с «виртуальной гистологией» позволяет определять четыре основные компонента бляшки: фиброзный компонент (темно-зеленый цвет), фиброзно-липидный компонент (светло-зеленый цвет), некротический компонент (красный цвет), участки кальциноза (белый цвет). Однако метод ВСУЗИ является инвазивным, дорогостоящим исследованием, проводится в специализированных кардиологических стационарах. «Виртуальная гистология» является методикой постобработки внутрикоронарного уз-исследования и не применяется для артерий крупного и среднего калибра.

Известен количественный метод определения однородности структуры атеросклеротической бляшки с помощью медианы серой шкалы или GSM (grey scale median) (М.М. Sabetai, T.J. Tegos, A.N. Nicolaides, S. Dhanjil, G.J. Pare and J.M. StevensReproducibility of Computer-Quantified Carotid Plaque Echogenicity: Can We Overcome the Subjectivity? Stroke. 2000; 31:2189-2196). Изображения атеросклеротических бляшек, полученных с помощью стандартного уз-исследования в серой шкале, подвергается последующей компьютерной обработке. Методика заключается в количественном определении интенсивности (или эхогенности) атеросклеротической бляшки. При этом на изображении выбираются референсные зоны, такие как просвет сосуда (которому соответствует значение GSM 0-5) и его адвентициальный слой (GSM 185-195), проводится нормирование изображения, затем оценивается эхогенность бляшки. По соотношению участков с низкой (GSM<50) или высокой (GSM>50) эхогенностью можно судить об однородности атеросклеротической бляшки.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения структуры атеросклеротической бляшки с помощью ультразвуковой компрессионной эластографии (А.Р. Зубарев, И.В. Рычкова, М.Б. Саратов, А.К. Демидова, Е.Л. Туманова, В.Н. Федорова, В.Я. Панько, Н.В. Кривошеева. Возможности ультразвуковой эластографии для диагностики структуры атеросклеротических бляшек сонных артерий. Пилотное исследование. Медицинская визуализация, 2011, 3, стр. 89-97). Ультразвуковая компрессионная эластография - это метод определения механических свойств различных тканей (щитовидная, молочная, предстательная железа, печень и т д), который в том числе может быть использован для исследования атеросклеротических бляшек в сонной артерии. Способ заключается в оценке различной степени смещения ткани в зависимости от ее жесткости в ответ на давление извне. Деформация тканей при компрессионной эластографии формируется оператором при выполняемой ритмично мануальной компрессии датчиком. В результате при визуализации бляшки в режиме эластографии более мягкие участки бляшки в ответ на компрессионное воздействие окрашиваются в зеленый цвет по сравнению с более плотными участками, имеющими синюю окраску. Авторами было проведено сопоставления данных стандартного ультразвукового исследования, ультразвуковой эластографии и гистологического исследования бляшек после каротидной эндартерэктомии. Было получено, что истончение покрышки бляшки, макрофагальная инфильтрация, кровоизлияние в толщу бляшки, участки воспаления соответствовали гипоэхогенной структуре бляшки по В-режиму и по данным ультразвуковой эластографии окрашивались в зеленый или красный цвет. В синий цвет окрашивались участки некроза, липидного и фиброзного компонента, кальциноза, что соответствовало гипо- и гиперэхогенной структуре бляшке по В-режиму. Следует отметить, что данный метод является оператор-зависимым, так как деформация тканей создается оператором при мануальной компрессии с использованием датчика, обладает низкой повторяемостью и воспроизводимостью получаемых изображений, изображения содержат много артефактов. Для получения хорошо воспроизводимых изображений в режиме ультразвуковой эластографии требуется наличие опытного оператора, прошедшего длительную подготовку. Количественные измерения полностью зависят от качества получаемого изображения в режиме эластографии, что в свою очередь приводит к плохой воспроизводимости количественных измерений сжимаемости исследуемых тканей.

Заявляемый способ обладает хорошей повторяемостью серошкальных уз-изображений в В-режиме и получаемых кривых параметров, характеризующих подвижность атеросклеротической бляшки, в отличие от прототипа, характеризующегося плохой воспроизводимостью получения эластографических уз-изображений. Выбор трех сегментов поверхности бляшки для слежения за кривыми движения данных сегментов позволяет более полно охарактеризовать бляшку, рассмотрев движение поверхности бляшки относительно основания бляшки, а также сегментов бляшки относительно друг друга, в отличие от прототипа, где проводится анализ изображения бляшки в целом. Получение серошкальных изображений бляшки в реальном режиме времени не зависит от оператора, что позволяет в дальнейшем провести анализ движения бляшки с помощью постобработки на рабочей станции, в отличие от прототипа, где для получения качественных эластографических изображений бляшки требуется наличие опытного оператора-исследователя. Измеряются параметры - тангенциальная скорость движения сегментов бляшки, сдвиговая деформация и скорость изменения сдвиговой деформации сегментов бляшки, которые характеризуют продольное смещение бляшки или ее сегментов относительно основания, что играет важную роль в выявлении дестабилизации бляшки.

Задача заключаются в разработке нового способа оценки однородности структуры атеросклеротической бляшки с использованием нового комплекса параметров, характеризующего смещение контуров выделенных сегментов поверхности атеросклеротической бляшки относительно ее основания за период сердечного цикла.

Технический результат достигается при повышении точности диагностики за счет повышения объективности интерпретации полученной информации по итогам проведенных исследований. Традиционное ультразвуковое исследование структуры бляшки по ее эхогенности - инструментальный метод, при котором каждый оператор по-своему интерпретирует получаемый результат. Заявляемый способ определения однородности структуры бляшки объективизирует данные, повышая тем самым точность диагностики.

Кроме того, используемый комплекс параметров в заявляемом способе позволяет проводить мониторинг изменения подвижности бляшки и ее сегментов в динамике.

Кроме того, заявляемый способ расширяет арсенал известных средств, используемых для исследования атеросклеротических бляшек.

Поставленная задача решается тем, что способ определения однородности структуры атеросклеротической бляшки, расположенной в артерии, включает следующую последовательность действий:

- получение серии последовательных кадров ультразвукового изображения атеросклеротической бляшки в продольном сечении артерии в течение одного сердечного цикла,

- обработку ультразвукового изображения атеросклеротической бляшки, в результате которой осуществляют оконтуривание основания и поверхности бляшки на одном из начальных кадров сердечного цикла и выделение на линии контура, по крайней мере, трех сегментов - дистального, проксимального и центрального,

- последующее измерение параметров движения контуров выделенных сегментов поверхности бляшки относительно основания за период сердечного цикла и получение кривых тангенциальной скорости движения сегмента бляшки, сдвиговой деформации сегмента бляшки, скорости изменения сдвиговой деформации сегмента бляшки, по взаимному расположению которых судят об однородности структуры бляшки.

Перечисленные параметры движения контуров выделенных сегментов поверхности бляшки (тангенциальная скорость движения сегмента бляшки, сдвиговая деформация сегмента бляшки, скорость изменения сдвиговой деформации сегмента бляшки) измеряют для каждого сегмента бляшки и по измеренным значениям перечисленных параметров строят графики зависимостей измеренных величин от времени от кадра к кадру за период сердечного цикла, при этом однородность структуры бляшки исследуют по взаимному расположению кривых движения сегментов бляшки. При этом тангенциальную скорость движения сегмента бляшки определяют как проекцию вектора скорости движения центра масс контура поверхности бляшки на ось X, которая определяется направлением контура основания, при этом оценивают минимальное и максимальное значение скорости за цикл; сдвиговую деформацию сегмента бляшки рассчитывают по отношению смещения точки центра масс контура сегмента поверхности бляшки в тангенциальном направлении (dX) к высоте бляшки (Н); скорость изменения сдвиговой деформации сегмента бляшки определяют как первую производную от величины сдвиговой деформации сегмента бляшки по времени.

Покадровые ультразвуковые изображения атеросклеротической бляшки можно получить с помощью ультразвукового устройства, выполненного с возможностью сохранения полученного изображения в формате DICOM. Обработка ультразвукового изображения может быть осуществлена с использованием рабочей станции - компьютера MultiVox. При этом слежение за изменением положения выделенных сегментов линии контура на ультразвуковых изображениях осуществляют по алгоритму, основанному на технологии слежения за спеклами ультразвукового изображения.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено изображение атеросклеротической бляшки в артерии: красной (1), оранжевой (2) и желтой (3) линиями обозначена поверхность трех сегментов бляшки; голубой линией (4) выделено основание бляшки; на фиг 2. представлен пример выбора системы координат, привязанной к основанию бляшки; на фиг. 3 показана схема определения смещения центра масс контура поверхности бляшки Δх как проекция смещения точки от кадра к кадру на ось X; на фиг. 4 представлена схема определения высоты бляшки как расстояние между центрами масс контуров основания и поверхности бляшки; на фиг. 5 представлен график тангенциальной скорости движения сегментов бляшки; на фиг. 6 - график сдвиговой деформации сегментов бляшки; на фиг. 7 - пример графика скорости изменения сдвиговой деформации сегментов бляшки; на фиг. 8 представлены сонаправленные кривые тангенциальной скорости движения сегментов бляшки и скорости изменения сдвиговой деформации сегментов бляшки; на фиг. 9 представлены разнонаправленные кривые тангенциальной скорости движения сегментов бляшки и скорости изменения сдвиговой деформации сегментов бляшки; на фиг. 10 представлено изображение рабочего стола станции в режиме «Движение бляшки»; на фиг. 11 - представлен пример таблицы с количественными показателями движения бляшки, выводимой на экран рабочей станции MultiVox; на фиг. 12 представлено изображение «однородной» атеросклеротической бляшки, обработанной в режиме «Движение бляшки», на фиг. 13 представлено изображение «неоднородной» атеросклеротической бляшки в режиме «Движение бляшки».

Красные (1), оранжевые (2) и желтые (3) кривые на фигурах соответствуют трем сегментам бляшки - дистальному, среднему и проксимальному, при этом проксимальным участком бляшки считают участок, расположенный ближе к месту отхождения сосуда, дистальным - участок, наиболее удаленный от места отхождения сосуда, средний - участок, расположенный между проксимальным и дистальным.

Способ осуществляют следующим образом.

Исследование пациента проводят в положении лежа на спине после 10-минутного отдыха.

Проводят ультразвуковое дуплексное сканирование сонной артерии в В-режиме согласно стандартному протоколу на ультразвуковой системе, оснащенной линейным датчиком с частотой не менее 7.0 МГц, модулем синхронизации с ЭКГ и выполненной с возможностью сохранения полученных изображений в формате DICOM (используется для хранения и обработки медицинских изображений в мировой практике).

Атеросклеротической бляшкой считают структуру, выступающую в просвет артерии на 0.5 мм или 50% от величины окружающей толщины комплекса интима-медиа (ТИМ) артерии, или структуру с увеличением ТИМ более 1.5 мм (Touboul PJ et al. Mannheim Carotid Intima-media thickness and Plaque Consensus (2004-2006-2011). Cerebrovasc Dis 2012; 34:290-296).

В процессе ультразвукового сканирования получают серию покадровых ультразвуковых изображений атеросклеротической бляшки в артерии, визуализируемой в В-режиме в продольном сечении сосуда в пределах одного или нескольких сердечных циклов. Частота регистрации изображений составляет 50 Гц и выше. Изображения атеросклеротической бляшки в реальном времени при наличии синхронизации с ЭКГ сохраняют в памяти ультразвуковой системы. Затем серию ультразвуковых изображений в формате DICOM сохраняют на любом носителе (например, DVD-диске или флэш-карте) для обеспечения возможности их аналитической обработки с использованием персонального компьютера.

При этом для аналитической обработки интерактивно выделяют на одном из начальных изображений серии два контура - основания бляшки и ее поверхности, каждый из которых может быть разбит на один или несколько сегментов. Оптимальным для получения достоверного результата является использование трех выделенных сегментов бляшки - дистального (A1), среднего (А2) и проксимального (A3).

Контур представляет собой набор точек, расстояние между которыми составляет 0.5 мм. При этом контуры выделяют только на одном изображении, на остальных изображениях точки контура определяются методом слежения за спеклами ультразвуковых изображений. На каждом этапе слежения контур сглаживается гауссовским фильтром для того, чтобы точки контура не сдвигались значительно друг относительно друга на шумных участках ультразвуковых изображений. Изображение атеросклеротической бляшки в артерии представлено на фиг. 1, где красной (1), оранжевой (2) и желтой (3) линиями обозначена поверхность трех сегментов бляшки; голубой линией (4) выделено основание бляшки.

Контур основания задает систему координат, относительно которой рассматривают движение контура поверхности бляшки. Методом наименьших квадратов по контуру основания бляшки определяют систему координат таким образом, чтобы контур наилучшим образом лежал на оси X декартовой системы координат. Начало координат системы связывают с центром масс контура (фиг. 2), который рассчитывают как среднее арифметическое координат контура:

где N - количество точек, C_o - координаты точки центра масс контура основания бляшки.

Систему координат определяют на каждом кадре серии ультразвуковых изображений. Движение контура поверхности бляшки рассматривают как движение центра масс контура поверхности бляшки относительно системы координат C_o.

В способе предложено использовать следующий комплекс параметров движения контура бляшки:

- Δx - смещение контура вдоль оси X, схема определения которой наглядно продемонстрирована на фиг. 3 (как проекция смещения точки от кадра к кадру на ось X). Эта величина используется только для расчета следующих показателей;

- - тангенциальная скорость движения контура поверхности бляшки;

- - сдвиговая деформация бляшки;

- - скорость изменения сдвиговой деформации бляшки;

где t - время между кадрами в серии ультразвуковых изображений, а величина H - соответствует высоте бляшки и определяется расстоянием между центрами масс контура поверхности бляшки и контура основания (фиг. 4).

Так как каждая величина высчитывается на каждом изображении серии, то становится возможным построить графики кривых изменения этих величин от времени (см. фиг. 5-7). При этом на фиг. 5. показан пример графика тангенциальной скорости движения сегментов бляшки, на фиг. 6. - пример графика сдвиговой деформации сегментов бляшки; на фиг. 7. - пример графика скорости изменения сдвиговой деформации сегментов бляшки.

Качественный анализ движения атеросклеротической бляшки основывается на изучении разнонаправленности кривых тангенциальной скорости движения сегментов бляшки (или скорости изменения сдвиговой деформации сегментов бляшки). Три сегмента бляшки могут двигаться синхронно относительно стенки сосуда, тогда мы говорим о сонаправленности кривых движения сегментов бляшки (фиг. 8.) или могут двигаться асинхронно, тогда мы говорим о разнонаправленности кривых движения сегментов бляшки (фиг. 9). Учитывая, что кривая скорости изменения сдвиговой деформации сегментов бляшки качественно совпадает с кривой тангенциальной скорости движения сегментов бляшки, но количественно учитывает размер бляшки, можно говорить о параметре «разнонаправленность кривых движения сегментов бляшки».

Таким образом, предлагаемый способ определения однородности структуры атеросклеротической бляшки включает следующие показатели:

1. Тангенциальную скорость движения сегментов бляшки, которую определяют как проекцию вектора скорости движения центра масс контура поверхности бляшки на ось X, которая определяется направлением контура основания, при этом оценивают минимальное и максимальное значение скорости за цикл.

2. Относительную сдвиговую деформацию сегментов бляшки, которую рассчитывают по отношению смещения точки центра масс контура сегмента поверхности бляшки в тангенциальном направлении (dX) к высоте бляшки (H).

3. Скорость изменения сдвиговой деформации сегмента бляшки, которую определяют как первую производную от величины сдвиговой деформации сегмента бляшки по времени.

4. Разнонаправленность кривых движения сегментов бляшки.

Реализация заявляемого способа определения подвижности атеросклеротической бляшки была апробирована с использованием ультразвуковой системы экспертного класса Philips IU 22, оснащенной линейным датчиком с частотой 7-12 МГц, встроенным модулем ЭКГ, и рабочей станции - компьютера MultiVox. При этом заявляемая технология была реализована программным путем. Рабочая станция MultiVox является оригинальной отечественной разработкой Лаборатории медицинских компьютерных систем Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ им. М.В. Ломоносова (регистрационное удостоверение федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения и социального развития ФС00262006/4783-06). Программный модуль компьютера дает возможность производить измерения, видеть графическое представление полученных кривых, сохранять и загружать измерения в базе данных рабочей станции MultiVox.

На фиг. 10 представлено изображение рабочего стола, сделанное с монитора рабочей станции MultiVox в режиме «Движение бляшки», которое содержит ультразвуковое изображение (в центре экрана), графики анализируемых параметров (справа на экране), ряд инструментальных виртуальных клавиш для обработки ультразвукового изображения (слева на экране), в нижней части экрана расположена закладка с изображения данного пациента с указанием фамилии, возраста, номера карты, даты посещения, истории посещений, модальности изображений. На фиг. 11 показана таблица с рабочего стола станции MultiVox, которая содержит значения измеряемых показателей углового момента движения бляшки максимальной (Rot max) и минимальной (Rot min), тангенциальной скорости движения бляшки максимальной (TVel max) и минимальной (TVel min), сдвиговой деформации бляшки максимальной (ShDef max) и минимальной (ShDef min), скорости изменения сдвиговой деформации бляшки максимальной (ShDefSpeed max) и минимальной (ShDefSpeed min) для трех сегментов бляшки (А1 - дистального, А2 - среднего, A3 - проксимального) и усредненные значения показателей по трем сегментам (Ам).

На фиг. 12 представлено изображение «однородной» атеросклеротической бляшки в сонной артерии, обработанное на рабочей станции MultiVox в режиме «Движение бляшки», на фиг. 13 представлено изображение «неоднородной» атеросклеротической бляшки в сонной артерии, обработанное на рабочей станции MultiVox в режиме «Движение бляшки».

Разработка заявляемого способа оценки однородности структуры атеросклеротической бляшки проводилась на основе исследования параметров подвижности атеросклеротической бляшки в группах пациентов с острым коронарным синдромом (ОКС) и ишемической болезнью сердца (ИБС).

Было обследовано 35 пациентов с ОКС, госпитализированных в Отдел неотложной кардиологии ИКК им. А.Л. Мясникова РКНПК МЗ РФ, 23 пациента с хронической ИБС. Включение пациентов с хронической ИБС проводили на базе клинических отделений ИКК им. А.Л. Мясникова РКНПК МЗ РФ.

Критерии включения в группу ОКС: наличие инфаркта миокарда и/или нестабильной стенокардии не далее чем за 3-5 суток до включения в исследование; мужчины и женщины старше 18 лет; согласие больного на обследование.

Критерии исключения: кардиогенный шок; рецидивирующие нарушения ритма сердца высоких градаций; разрыв миокарда; тяжелые сопутствующие заболевания: хроническая почечная (креатинин > 200 мкмоль/л) и/или печеночная недостаточность (АЛТ > 200 ЕД/л, злокачественные новообразования и т.д.).

В группе хронической ИБС диагноз был подтвержден на основании клинических данных, выявления объективных признаков ишемии (мониторирование ЭКГ, нагрузочные тесты, изотопные исследования) или при обнаружении гемодинамически значимых стенозов коронарных артерий по данным коронарографии.

Клиническая характеристика пациентов с ОКС/ИБС представлена в таблице 1.

Группы пациентов с ОКС и хронической ИБС были сопоставимы по полу, возрасту, индексу массы тела, наличию артериальной гипертонии, сахарного диабета в анамнезе, биохимическим показателям (уровню ТГ, ХС ЛПНП, ХС ЛПВП, глюкозы) и уровням артериального давления. В группе ОКС преобладали курильщики, что достоверно отличалось от группы хронической ИБС, уровень общего холестерина был достоверно выше в группе ОКС по сравнению с ИБС.

Всем пациентам было проведено ультразвуковое дуплексное сканирование экстракраниального отдела брахиоцефальных артерий на ультразвуковой системе PHILIPS IU22 с записью изображения атеросклеротической бляшки в ОСА/ВСА в В-режиме в реальном времени с синхронизацией изображения с ЭКГ, с сохранением в формате DICOM для последующей компьютерной обработки на рабочей станции MultiVox и получения параметров движения атеросклеротической бляшки. Оценивали наличие атеросклеротических бляшек (АСБ) в следующих артериальных сегментах: общая сонная артерия на протяжении (ОСА), область бифуркации ОСА, внутренняя сонная артерия (ВСА) справа и слева (всего 6 сегментов). По критериям ультразвукового исследования в В-режиме (в серой шкале) выделяли бляшки различной структуры: гомогенные (однородные) АСБ - атеросклеротические бляшки, преимущественно одинаковой эхогенности, гетерогенные (неоднородные) АСБ - атеросклеротические бляшки с участками различной эхогенности.

Всего было выявлено 94 АСБ у пациентов с ОКС, 50 АСБ у пациентов со стабильной ИБС. Материалом исследования параметров движения бляшки явились 119 атеросклеротических бляшек ОСА/ВСА в реальном режиме времени (В-режим) с синхронизацией с ЭКГ. 25 атеросклеротических бляшек были исключены из анализа параметров подвижности бляшки, так как имели малый процент стенозирования сосуда (20-25%), что не позволило получить хорошо воспроизводимые кривые движения сегментов бляшки и провести их качественный анализ.

Так, 87 из 119 бляшек были гетерогенными (неоднородными) по данным ультразвукового дуплексного сканирования, что составило 73,1%; 32 из 119 бляшек были гомогенными (однородными), что составило 26,9% (табл.1). В группе больных ОКС 79,7% были гетерогенными, 20,3% - гомогенными; в группе больных ИБС 62,2% были гетерогенными, 37,8% - гомогенными.

При оценке подвижности бляшки при прохождении пульсовой волны рассматривали комплекс параметров, включающих относительное расширение сосуда, нормальную деформацию бляшки, отклонение внутреннего нормального распределения бляшки, тангенциальную скорость движения бляшки, угловой момент движения бляшки, сдвиговую деформацию и скорость сдвиговой деформации бляшки. Для определения однородности структуры атеросклеротической бляшки проводили качественный анализ кривых двух параметров - тангенциальной скорости движения бляшки и скорости изменения сдвиговой деформации бляшки.

Анализируемые параметры движения АСБ рассматривали для трех участков бляшки - А1 (дистальный участок бляшки), А2 (средний участок бляшки), A3 (проксимальный участок бляшки). Оценивали сонаправленность и/или разнонаправленность кривых тангенциальной скорости движения (и/или скорости изменения сдвиговой деформации) трех сегментов бляшки (Al, А2 и A3).

По результатам исследования 119 бляшек было получено, что гетерогенные (неоднородные) АСБ в исследуемых группах пациентах имели преимущественно разнонаправленные кривые движения, гомогенные (однородные) АСБ - сонаправленные кривые движения. По результатам анализа кривых движения бляшки 76 из 119 атеросклеротических бляшек имели разнонаправленные кривые движения, что составило 63,9%; 43 из 119 бляшек имели сонаправленные кривые движения, что составило 36,1%.

В группе больных с ОКС гетерогенные бляшки имели преимущественно разнонаправленные кривые движения сегментов бляшки, частота признака «разнонаправленности кривых движения» составила 76,3%; в группе больных ИБС - 85,7%; в общей группе больных - 79,3% (см. табл. 3). Гомогенные бляшки имели преимущественно однонаправленные кривые движения сегментов бляшки, частота «разнонаправленности кривых движения бляшки» в подгруппе гомогенных АСБ составила у больных ОКС 20%, у больных ИБС 23,5%, в целом по группе 21,9%. При анализе сопряженности признаков были выявленные достоверные различия между гетерогенными и гомогенными АСБ во всех группах пациентов (табл. 3).

В общей группе была выявлена заметная статистически значимая корреляция признака разнонаправленности/однонаправленности кривых движения и структуры атеросклеротической бляшки (коэффициент корреляции r=0.53, р<0,000001, табл. 4). В группе больных ОКС коэффициент корреляции составил 0.47 (р<0.0002), наиболее заметная корреляция была выявлена в группе пациентов с ИБС (r=0.62, р<0.00005).

Полученные корреляционные зависимости и анализ встречаемости «разнонаправленности кривых движения бляшки» в подгруппах гетерогенных и гомогенных АСБ свидетельствуют о тесной взаимосвязи признака разнонаправленности кривых движения бляшки и гетерогенности ее структуры.

При проверке осуществимости заявляемого способа статистический анализ данных проводили с использованием программы Statistica 7.0. Гипотезы о нормальности распределения проверяли с помощью Шапиро-Уилка теста. Сравнение между подгруппами проводили с помощью непараметрических критериев - Манна-Уитни и Колмогорова-Смирнова. При сравнении частоты встречаемости признака применяли корригированный критерий Хи-квадрат с поправкой Йетса. Анализ взаимосвязи двух качественных признаков проводили с помощью непараметрического метода корреляции Спирмена.

Способ определения однородности структуры атеросклеротической бляшки проиллюстрирован примером.

Способ определения подвижности атеросклеротической бляшки проиллюстрирован примером.

Больной К., 75 лет. Диагноз: ИБС. Инфаркт миокарда передней локализации. Ранняя постинфарктная стенокардия. Атеросклероз аорты и коронарных артерий (стеноз ПНА в проксимальном сегменте 90%, в среднем сегменте стеноз до 90%). Состояние после ТБКА со стентированием ПНА. Артериальная гипертония 2 ст. ст. риска 4. СД 2 типа, ст. компенсации.

При дуплексном сканировании экстракраниального отдела брахиоцефальных артерий выявлены стенозы 40-45% в области бифуркации правой ОСА, 50-55%) в области бифуркации левой ОСА. На фиг. 14 представлено изображение «неоднородной» по данным ультразвукового дуплексного сканирования атеросклеротической бляшки, расположенной в бифуркации правой ОСА, обработанной в режиме рабочей станции MultiVox «Движение бляшки». По данным дуплексного сканирования бляшка является неоднородной или гетерогенной, содержит участки разной эхогенности - дистальный участок бляшки характеризуется повышенной эхогенностью, средний и проксимальный - пониженной эхогенностью. Обращает на себя внимание разнонаправленность кривых движения бляшки дистального сегмента бляшки A1 (красная кривая) по отношению к двум другим сегментами бляшки среднему А2 и проксимальному A3 (желтая и оранжевая кривые), что указывает на ее неоднородность.

Изобретение относится к медицине, а именно функциональной диагностике в кардиологии, и может быть использовано для оценки однородности структуры атеросклеротической бляшки в сонной или другой артерии крупного и среднего калибра у больных с наличием атеросклеротического поражения артерий. Получают серию последовательных кадров ультразвукового изображения атеросклеротической бляшки в продольном сечении артерии в течение одного сердечного цикла. Выполняют оконтуривание основания и поверхности бляшки на одном из начальных кадров и выделение на линии контура трех сегментов - дистального, проксимального и центрального. Оценивают параметры движения выделенных сегментов поверхности бляшки относительно основания за период сердечного цикла посредством определения тангенциальной скорости движения сегмента бляшки и/или скорости изменения сдвиговой деформации сегмента бляшки с последующим построением графиков зависимостей измеренных скоростей от времени. При получении сонаправленных кривых по сегментам бляшки делают вывод об однородной структуре бляшки. Способ обеспечивает повышение точности диагностики за счет объективизации интерпретации полученной информации о движении поверхности бляшки относительно ее основания. 5 з.п. ф-лы, 14 ил., 4 табл., 1 пр.

1. Способ определения однородности структуры атеросклеротической бляшки, расположенной в артерии, согласно которому получают серию последовательных кадров ультразвукового изображения атеросклеротической бляшки в продольном сечении артерии в течение одного сердечного цикла, выполняют оконтуривание основания и поверхности бляшки на одном из начальных кадров и выделение на линии контура трех сегментов - дистального, проксимального и центрального, с последующей оценкой параметров движения выделенных сегментов поверхности бляшки относительно основания за период сердечного цикла посредством определения тангенциальной скорости движения сегмента бляшки и/или скорости изменения сдвиговой деформации сегмента бляшки с последующим построением графиков зависимостей измеренных скоростей от времени и при получении сонаправленных кривых по сегментам бляшки делают вывод об однородной структуре бляшки.

2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что тангенциальную скорость движения сегмента бляшки определяют как проекцию вектора скорости движения центра масс контура поверхности бляшки на ось X, которая определяется направлением контура основания, при этом оценивают минимальное и максимальное значения скорости за цикл.

3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что скорость изменения сдвиговой деформации сегмента бляшки определяют как первую производную от величины сдвиговой деформации сегмента бляшки по времени.

4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что покадровые ультразвуковые изображения атеросклеротической бляшки получают с помощью ультразвукового устройства, выполненного с возможностью сохранения полученного изображения в формате DICOM-формат.

5. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что обработку ультразвукового изображения осуществляют с использованием рабочей станции - компьютера MultiVox.

6. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что слежение за изменением положения выделенных сегментов линии контура на ультразвуковых изображениях осуществляют по алгоритму, основанному на технологии слежения за спеклами ультразвукового изображения.