Способ оценки наличия "неприкрытой зоны" в передневерхней стенке левого предсердия нормального сердца взрослого человека Российский патент 2023 года по МПК A61B5/107 

Изобретение относится к медицине, а именно к нормальной анатомии человека, предназначено для оценки наличия «неприкрытой зоны» - истонченного безмышечного или гипомускулярного участка в передневерхней стенке левого предсердия на препарате нормального сердца взрослого человека.

Сердце человека считают нормальным на основании следующих критериев: отсутствие заболеваний сердца в структуре диагноза в качестве основного заболевания, конкурирующего заболевания или их осложнения, масса сердца от 250 до 400 г.

Стенки камер сердца, в т.ч. и стенки левого предсердия состоят из трех оболочек: наружной оболочки (эпикарда), внутренней оболочки (эндокарда), и расположенной между ними средней оболочки - миокарда. В эпикарде и эндокарде мышечная ткань всегда отсутствует, тогда, как миокард состоит преимущественно из мышечной ткани. Из научной литературы известно, что в некоторых участках стенок предсердий миокард может частично или полностью отсутствовать, что позволяет считать такие участки гипомускулярными или безмышечными. Миокард является самой толстой оболочкой стенки сердца, поэтому его частичное или полное отсутствие в определенных участках стенки проявляется уменьшением толщины (истончением) этих участков. «Неприкрытая зона» относится к числу наиболее типичных истонченных безмышечных или гипомускулярных участков сердца, располагается в передневерхней стенке левого предсердия сердца над передней створкой митрального клапана [1]. Клиническое значение таких участков состоит в том, что они являются местами максимального риска перфорации стенки при выполнении внутрипредсердных манипуляций, например, при выполнении операции «Лабиринт» при аритмиях.

Способы оценки наличия истонченных безмышечных и гипомускулярных участков, к которым относится «неприкрытая зона», известны из литературы. Распространенным способом, который используют для выявления различающихся по толщине участков стенок органов, в том числе истонченных участков, является морфометрия. При этом, используя измерительный инструментарий, определяют толщину разных участков стенок и сравнивают полученные значения между собой [2].

Недостаток способа состоит в том, что его невозможно выполнить на препарате, у которого полость органа или его часть, например, левое предсердие было смоделировано в состоянии прижизненного физиологического состояния этого органа, в частности диастолы этой камеры сердца, с заполнением твердеющей массой, например, силиконом.

Известен способ выявления истонченных безмышечных и гипомускулярных участков по гистологическим срезам [3, 4]. Готовят гистологические срезы стенки предсердия (гистотопограммы) по которым оценивают наличие, количество и положение истонченных участков. Окраска гистологических срезов специальными красителями позволяет выявить мышечную и соединительную ткань и тем самым уточнить, является тот или иной участок безмышечным или гипомускулярным.

Недостатком способа является трудоемкость, длительность процесса, необходимость наличия специально оснащенной лаборатории, расходных материалов, квалифицированного специалиста, владеющего гистологической техникой. Кроме того, способ невозможно выполнить на препарате, у которого полость органа или полость его отдела заполнена твердеющей массой, например, силиконом.

Известны способы выявления участков стенки разной толщины путем измерения толщины стенок на изображениях, полученных у живого человека с использованием методов компьютерной или магнитно-резонансной томографии [5]. Недостатками способа являются большие материальные затраты, трудоемкость процесса, необходимость наличия специального оборудования, квалифицированных специалистов. Этот способ не может быть использован в рутинной практике нормальной анатомии.

Известны способы оценки наличия определенной анатомической структуры по морфометрическим параметрам других структур [6]. Такие способы предполагают использование многофакторного анализа и создание математической модели в специальной компьютерной программе. Однако известные математические модели не позволяют оценить наличие истонченных безмышечных и гипомускулярных участков стенок сердца, в частности, «неприкрытой зоны».

Из научной литературы известно, что для выявления истонченных участков стенок органов, в том числе сердца используют транслюминацию (просвечивание). Сущность метода состоит в том, что истонченные участки задерживают свет в меньшей степени по сравнению с более толстыми участками, в результате истонченные участки в проходящем свете видны как просвечивающие зоны [7, 8].

В качестве прототипа - наиболее близкого аналога - выбран способ выявления гипомускулярных и безмышечных участков в околоушковой зоне нормальных анатомических препаратов сердца взрослого человека [9]. Стенки предсердия рассматривают в затемненном помещении в проходящем свете. Источник света располагают с одной стороны от рассматриваемой стенки, наблюдатель рассматривает стенку с противоположной стороны. Участки стенки, которые просвечивают в проходящем свете, считают истонченными. Способ позволяет оценить наличие, количество и положение этих участков.

Недостаток способа состоит в том, что он предполагает иссечение одной из стенок левого предсердия, например, задней стенки, что не позволяет получить полную информацию о строении этой камеры сердца. Кроме того, способ можно реализовать только на препарате сердца, левое предсердие которого полностью опустошено, и невозможно реализовать на препарате сердца, у которого полость левого предсердия при моделировании диастолы этой камеры сердца заполнена заливочной массой.

Поставленная задача - создание способа оценки наличия «неприкрытой зоны» в передневерхней стенке левого предсердия на препарате нормального, смоделированного в фазе диастолы, сердца взрослого человека.

Технический результат состоит в объективной оценке наличия «неприкрытой зоны» в находящемся в диастоле нормальном сердце взрослого человека с сохранением целостности стенок левого предсердия.

Сущность патентуемого способа состоит в том, что наличие «неприкрытой зоны» в передневерхней стенке левого предсердия нормального сердца взрослого человека оценивают путем расчета индекса по математической формуле, включающей в себя значения длины сердца, длины желудочкового комплекса сердца и толщины левого ушка сердца, измеренных на модели диастолы сердца, и последующего сравнения рассчитанного значения с пограничным значением, равным 0,5.

Анатомический препарат сердца взрослого человека считают нормальным, если заболевание сердца не было ни основным заболеванием, ни конкурирующим заболеванием, ни их осложнением, а масса сердца, камеры которого промыты и освобождены от содержимого, находится в диапазоне от 250 до 400 г. Оценку наличия «неприкрытой зоны» в передневерхней стенке левого предсердия осуществляют на препарате нормального сердца, смоделированном в диастоле, с камерой левого предсердия, заполненной заливочной массой, например силиконом. Препарат нормального сердца подготавливают следующим образом: препарат сердца извлекают из трупа, промывают полости препарата сердца, рыхло тампонируют ватой правое предсердие, герметизируют устья аорты и всех легочных вен, за исключением правой верхней легочной вены, препарат сердца подвешивают так, чтобы угол между нижней стенкой левого желудочка и горизонтальной плоскостью составлял 10-15°, а устье правой верхней легочной вены по отношению к устьям остальных легочных вен занимало самое верхнее положение, после чего в устье правой верхней легочной вены вводят текучую, способную твердеть массу, затем устье правой верхней легочной вены герметизируют, препарат сердца оставляют в вышеописанном положении до полного затвердевания заливочной массы [10]. После полного затвердевания заливочной массы измеряют длину желудочкового комплекса сердца, толщину левого ушка сердца и длину сердца, после чего определяют индекс наличия «неприкрытой зоны» по формуле:

где И - индекс наличия «неприкрытой зоны» в передневерхней стенке левого предсердия сердца взрослого человека;

е - основание натурального логарифма - 2,71;

(- Y) - уравнение бинарной логистической регрессии, степень, в которую возводят основание натурального логарифма:

Y = 7,38+0,069X₁,-0,28X₂-0,074X₃;

X₁ - длина желудочкового комплекса сердца, мм;

Х₂ - толщина левого ушка сердца, мм;

Х₃ - длина сердца, мм. При значении И≥0,5 делают вывод о том, что в передневерхней стенке левого предсердия имеется истонченный участок - «неприкрытая зона».

Полученные результаты исследования, проведенного на 68 анатомических препаратах сердца, были проанализированы с использованием метода множественной регрессии при помощи статистической программы Gretl, что позволило выявить значимые предикторы, на основе которых была создана адекватная математическая модель взаимосвязи наличия «неприкрытой зоны» с морфометрическими параметрами сердца (длиной желудочкового комплекса, толщиной левого ушка сердца, длиной сердца), измеренными на препарате сердца, на котором смоделирована фаза диастолы. Измерение всех этих параметров технически просто, позволяет избежать вскрытия сердца, тем самым обеспечивает сохранность его стенок для дальнейшего исследования. Предшествующее измерениям заполнение левых камер сердца текучей, впоследствии затвердевающей массой моделирует фазу диастолы, тем самым повышает точность измерений. В тех случаях, когда полученное значение индекса было равно 0,5 или было больше пограничного значения, равного 0,5, то «неприкрытая зона» имелась в 89,5% случаев.

Авторами в научно-медицинской и патентной литературе не обнаружено сведений о способах оценки «неприкрытой зоны» в передневерхней стенке левого предсердия на препарате нормального, смоделированного в фазе диастолы, сердца взрослого человека по индексу, рассчитанному по математической формуле, включающей в себя значения длины желудочкового комплекса сердца, толщины левого ушка сердца и длины сердца и сравнение рассчитанного значения с пограничным значением, равным 0,5, следовательно, патентуемый способ отличается новизной.

Авторами установлено, что расчет индекса по математической формуле, включающей в себя значения длины желудочкового комплекса сердца, толщины левого ушка сердца и длины сердца, измеренных на модели диастолы, и сравнение рассчитанного значения с пограничным значением, равным 0,5, позволяет оценить наличие «неприкрытой зоны» в находящемся в диастоле нормальном сердце взрослого человека с сохранением целостности стенок левого предсердия, следовательно, патентуемый способ соответствует критерию «изобретательский уровень».

Патентуемый способ не требует больших материальных затрат и специального оборудования, он легко выполним в практике, следовательно, соответствует критерию «промышленная применимость».

Способ осуществляют следующим образом.

Перед вскрытием трупа человека по паспортным данным уточняют его возраст. Если возраст превышает 21 год, человека считают взрослым.

Изучают клинический диагноз, содержащийся в истории болезни этого пациента. Труп человека вскрывают, извлекают внутренние органы, в том числе и сердце, для патологоанатомического исследования. Сопоставляют клинический диагноз с результатами патологоанатомического исследования и формулируют окончательный диагноз. Препарат сердца тщательно отмывают проточной водой от сгустков крови, обсушивают салфетками и взвешивают. Если заболевание сердца не было ни основным заболеванием, ни конкурирующим заболеванием, ни их осложнением, а масса сердца, камеры которого промыты и освобождены от содержимого, находится в диапазоне от 250 до 400 г, то изготавливают модель препарата сердца в фазе диастолы, которую исследуют на наличие «неприкрытой зоны» в передневерхней стенке левого предсердия. Правое предсердие тампонируют ватой, причем тампонируют рыхло, чтобы не сместить межпредсердную перегородку влево. Герметизируют восходящую часть аорты, для этого ее, например, туго тампонируют ватой. Затем герметизируют все легочные вены, кроме правой верхней легочной вены, которую используют для введения заливочной массы. Легочные вены герметизируют путем их заклеивания заплатами. Далее моделируют анатомически правильное положение сердца по отношению к горизонтальной плоскости, т.е. положение, которое орган занимает при жизни у человека, который прямо стоит на обеих ногах (ортоградное положение). На этом этапе работы препарат сердца кладут на горизонтальную поверхность. Берут толстую нить, один конец этой нити фиксируют к стенке восходящей части аорты, другой конец перекидывают через устройство, которое предназначено для фиксации препарата (например, крюк или перекладина, расположенная над столом), и подтягивают этот конец нити вниз до тех пор, пока препарат сердца не расположится на горизонтальной поверхности так, чтобы угол между этой поверхностью и нижней стенкой левого желудочка составлял 10 - 15° и устье правой верхней легочной вены по отношению к устьям остальных легочных вен занимало самое верхнее положение. После этого через устье правой верхней легочной вены в левое предсердие вводят текучую, способную твердеть заливочную массу, например, литьевой силикон формовочный «Super Mold М 10» с красителем-отвердителем в объемном соотношении 100:2. В зависимости от размера препарата сердца введение массы осуществляют инъекционным шприцом или шприцом Жане. После того как уровень заливочной массы поднимется до уровня устья правой верхней легочной вены, введение заливочной массы прекращают, устье правой верхней легочной вены герметизируют, для чего на него наклеивают заплату. Препарат сердца оставляют в вышеописанном положении до полного затвердевания заливочной массы. Затем препарат снимают с нити, на которой он был подвешен, и при помощи штангенциркуля выполняют морфометрию: измеряют длину сердца (наибольшее расстояние от верхушки сердца до задней стенки левого предсердия), длину желудочкового комплекса сердца (наибольшее расстояние от верхушки сердца до правой полуокружности корня аорты) и толщину левого ушка сердца (наибольшее расстояние между противоположными поверхностями левого ушка сердца). Затем определяют индекс наличия «неприкрытой зоны» по формуле:

где И - индекс наличия «неприкрытой зоны» в передневерхней стенке левого предсердия сердца взрослого человека;

е - основание натурального логарифма - 2,71;

(- Y) - уравнение бинарной логистической регрессии, степень, в которую возводят основание натурального логарифма:

Y = 7,38+0,069X₁,-0,28X₂-0,074X₃;

Х₁ - длина желудочкового комплекса сердца, мм;

Х₂ - толщина левого ушка сердца, мм;

Х₃ - длина сердца, мм.

При значении И≥0,5 считают, что в передневерхней стенке левого предсердия имеется истонченный участок - «неприкрытая зона».

Примеры:

1. На смоделированной модели препарата нормального сердца в фазе диастолы при помощи штангенциркуля измеряют длину желудочкового комплекса сердца, толщину левого ушка сердца, длину сердца. Длина желудочкового комплекса составила 89 мм, значение толщины левого ушка была равна 16,8 мм, значение длины сердца составило 144 мм. Рассчитан индекс наличия «неприкрытой зоны».

Полученное значение индекса наличия «неприкрытой зоны» меньше пограничного значения - И<0,5. Сделан вывод о том, что в передневерхней стенке левого предсердия «неприкрытая зона» отсутствует. Это было подтверждено при дальнейшем анатомическом исследовании препарата сердца.

2. На препарате нормального сердца, смоделированного в фазе диастолы, значение длины желудочкового комплекса составило 89 мм, значение толщины левого ушка сердца равно 8,0 мм, значение длины сердца составило 119 мм. По формулам рассчитан индекс наличия «неприкрытой зоны».

Полученное значение И>0,5 (больше пограничного значения). Сделан вывод о том, что в передневерхней стенке левого предсердия имеется «неприкрытая зона», что было подтверждено при дальнейшем анатомическом исследовании препарата сердца.

3. На препарате нормального сердца, смоделированного в фазе диастолы, значение длины желудочкового комплекса составило 82 мм, значение толщины левого ушка сердца равно 13,0 мм, значение длины сердца составило 108 мм. По формулам рассчитан индекс наличия «неприкрытой зоны».

Полученное значение И>0,5 (больше пограничного значения). Вывод - в передней стенке левого предсердия имеется «неприкрытая зона». Это было подтверждено при дальнейшем анатомическом исследовании препарата сердца.

Таким образом, применение заявляемого способа позволяет объективно оценить наличие «неприкрытой зоны» в передневерхней стенке левого предсердия нормального сердца взрослого человека с полностью сохранными стенками левого предсердия, путем расчета индекса по математической формуле, включающей в себя значения длины желудочкового комплекса сердца, толщины левого ушка сердца, длины сердца, измеренных на препарате сердца, смоделированном в диастоле, и сравнения рассчитанного значения с пограничным значением, равным 0,5, что позволяет обеспечить получение объективных знаний в областях фундаментальной науки, изучающих закономерности и варианты строения левого предсердия нормального сердца взрослого человека.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бокерия Л.А., Беришвили И.И. Хирургическая анатомия сердца. Т.1. Нормальное сердце и физиология кровообращения. - М.: НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, 2006, Т. 1, с. 175, рис. 50.

2. Hall В, Jeevanantham V, Simon R, Filippone J, Vorobiof G, Daubert J. Variation in left atrial transmural wall thickness at sites commonly targeted for ablation of atrial fibrillation. J Interv Card Electrophysiol. 2006 Nov; 17(2): 127-32. doi: 10.1007/s 10840-006-9052-2.

3. Ho SY, Cabrera JA, Sanchez-Quintana D. Left atrial anatomy revisited. Circ Arrhythm Electrophysiol. 2012 Feb;5(1):220-8, c. 223, рис. 5C. doi: 10.1161/CIRCEP.l 11.962720.

4. Гапонов, А.А. Морфометрическая характеристика и гистотопография стенок левого предсердия / А.А. Гапонов, А.А. Якимов // Казанский медицинский журнал. - 2022. - Т. 103. - №3. - С.434-444, рис. 4. - DOI 10.17816/KMJ2022-434.

5. Varela М, Morgan R, Theron A, Dillon-Murphy D, Chubb H, Whitaker J, Henningsson M, Aljabar P, Schaeffter T, Kolbitsch C, Aslanidi OV. Novel MRI Technique Enables Non-Invasive Measurement of Atrial Wall Thickness. IEEE Trans Med Imaging. 2017 Aug;36(8): 1607-1614. doi: 10.1109/TMI.2017.2671839.

6. Патент №2747511 CI Российская Федерация, МПК G09B 23/28. Способ оценки наличия мостиков миокарда над передней межжелудочковой артерией на анатомическом препарате сердца: №2020132782: заявл. 05.10.2020: опубл. 06.05.2021 / Е.Г. Дмитриева, А.А. Якимов; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации.

7. Dudkiewicz D., Slodowska К., Jasinska К., [et al.] The clinical anatomy of the left atrial structures used as landmarks in ablation of arrhythmogenic substrates and cardiac invasive procedures // Translational research in anatomy. - 2021. -Vol.23.-P. 100102. Doi: 10.1016/j.tria.2020.100102

8. Ho SY, Cabrera JA, Sanchez-Quintana D. Left atrial anatomy revisited. Circ Arrhythm Electrophysiol. 2012 Feb;5(1):220-8, рис. 4B, рис. 6A. doi: 10.1161/CIRCEP. 111.962720.

9. Гапонов, А.А. Анатомия гипомускулярных и безмышечных участков в зоне устья левого ушка сердца / А.А. Гапонов, А.А. Якимов // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. - 2021. - Т. 15. - №4. -С.89-93.-DOI 10.24412/2075-4094-2021-4-3-3.

10. Патент №2766770 С1 Российская Федерация, МПК G09B 23/30. Способ изготовления слепка левых камер сердца: №2021112713: заявл. 30.04.2021: опубл. 15.03.2022 / А.А. Гапонов, А.А. Якимов; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Изобретение относится к медицине, а именно к нормальной анатомии человека. После изготовления препарата нормального сердца в фазе диастолы проводят морфометрические измерения: измеряют длину сердца - наибольшее расстояние от верхушки сердца до задней стенки левого предсердия, длину желудочкового комплекса сердца - наибольшее расстояние от верхушки сердца до правой полуокружности корня аорты и толщину левого ушка сердца - наибольшее расстояние между противоположными поверхностями левого ушка сердца. На основании полученных данных рассчитывают индекс наличия «неприкрытой зоны» (И) по оригинальной формуле. При значении И≥0,5 считают, что в передневерхней стенке левого предсердия имеется истонченный участок - «неприкрытая зона». Способ позволяет получить объективную оценку наличия «неприкрытой зоны» в передневерхней стенке левого предсердия нормального сердца взрослого человека с сохранением при этом целостности стенок левого предсердия, что позволяет обеспечить получение объективных знаний в областях фундаментальной науки, изучающих сердце человека. 3 пр.

Способ оценки наличия «неприкрытой зоны» в передневерхней стенке левого предсердия нормального сердца взрослого человека, включающий изготовление препарата сердца в фазе диастолы, отличающийся тем, что после изготовления препарата нормального сердца проводят морфометрические измерения, с помощью штангенциркуля измеряют: длину сердца - наибольшее расстояние от верхушки сердца до задней стенки левого предсердия, длину желудочкового комплекса сердца - наибольшее расстояние от верхушки сердца до правой полуокружности корня аорты и толщину левого ушка сердца - наибольшее расстояние между противоположными поверхностями левого ушка сердца, после чего рассчитывают индекс наличия «неприкрытой зоны» по формуле:

где И - индекс наличия «неприкрытой зоны» в передневерхней стенке левого предсердия сердца взрослого человека;

е - основание натурального логарифма 2,71;

(- Y) - уравнение бинарной логистической регрессии, степень, в которую возводят основание натурального логарифма:

Y=7,38+0,069Х₁-0,28X₂-0,074X₃;

X₁ - длина желудочкового комплекса сердца, мм;

Х₂ - толщина левого ушка сердца, мм;

Х₃ - длина сердца, мм,

и при значении И≥0,5 считают, что в передневерхней стенке левого предсердия имеется истонченный участок - «неприкрытая зона».