Способ определения процентного отношения вклада почек в экскреторную функцию Российский патент 2023 года по МПК A61B6/03 A61B5/107 

Изобретение относится к медицине, конкретно к лучевой диагностике, урологии и нефрологии, и может быть использовано в оценке функционального состояния почек.

В настоящее время изучение функционального состояния почек наиболее часто основано на оценке клиренса креатинина по его концентрации в плазме крови и в суточной моче или уровня сывороточного креатинина с вычислением скорости клубочковой фильтрации. Данные способы показали удовлетворительную точность и, в большинстве случаев, являются достаточными для определения общей функции почек в практической работе.

Однако во многих случаях, в том числе при планировании значимых вмешательств на одной из почек, необходимо знать вклад каждой из почек в их общую функцию. Это может быть достигнуто анализом раздельно собранной мочи при наличии двухсторонней или даже односторонней нефростомы. При отсутствии такой возможности общепринятым методом оценки раздельной функции почки принято считать динамическую нефросцинтиграфию. Он основан на получении данных о накоплении радиофармпрепарата каждой почкой с вычислением скорости клубочковой фильтрации или секреции радиофармпрепарата, в зависимости от особенностей фармакокинетики последнего. Эти данные позволяют легко вычислить процентный вклад каждой почки в общую их функцию, и этот показатель является, во многих случаях, наиболее значимым в практике.

Компьютерная томография с внутривенным введением контрастных препаратов в выделительную фазу позволяет оценить симметричность и своевременность появления и выведения контрастированной мочи в чашечно-лоханочной системе и мочеточниках и заполнение ею мочевого пузыря. Однако отсутствие возможности сравнения раздельного вклада каждой почки в их функцию с получением количественных показателей не позволяет считать указанные данные достаточными для оценки экскреторной функции почек.

В настоящее время рабочие станции, которыми укомплектованы компьютерные томографы, позволяют быстро, легко, с большой точностью сегментировать контрастированную паренхиму почки с получением данных о ее объеме и средней плотности в единицах Хаунсфилда. Учитывая, что используемые в настоящее время трехатомные контрастные препараты, также, как и применяемый в настоящее время при нефросцинтиграфии ⁹⁹mTc ДТПА (диэтилентриаминопентоацетата) выделяются почками посредством клубочковой фильтрации, можно считать, что оценка соотношения объема содержания контрастного вещества в паренхиме почек должна соответствовать соотношению содержания радионуклидного препарата, определяемого при нефросцинтиграфии.

Таким образом, не претендуя на получение исчерпывающих параметров накопления и распределения рентгенконтрастного препарата, КТ в нефрографическую фазу может представить возможность определить процентный вклад каждой из почек в их общую экскреторную функцию.

Известен способ оценки скорости клубочковой фильтрации, раздельно для каждой почки, основанный на расчете захвата радиофармпрепарата при динамической нефросцинтиграфии (Gates G.F. Glomerular filtration rate: estimation from fractional renal accumulation of 99mTc-DTPA (stannous). AJR Am J Roentgenol. 1982 Mar;138(3):565-70. doi: 10.2214/ajr.138.3.565). Данный способ разработан на основе сопоставления данных о накоплении нефротропных радиофармпрепаратов, в частности 99mTc ДТПА (диэтилентриаминопентоацетата) с данными расчета СКФ по клиренсу креатинина в течение 24 часов. На основании регрессионного анализа получены формулы для получения данных о СКФ в мл/мин в каждой почке на основании данных о накоплении РФП со второй по третью минуту после его введения, с корректирующими коэффициентами, учитывающими разницу счета шприца и глубину залегания почки.

Недостатком известного способа является необходимость проведения дополнительного специального радиоизотопного исследования, связанного с лучевой нагрузкой после выполнения КТ с контрастированием.

Известен способ расчета клиренса креатинина на основе графического анализа Патлака (Tsushima Y. Functional CT of the kidney. European Journal of Radiology 30 (1999) 191–197). Для расчета использовались данные изменения плотности паренхимы почки при динамическом сканировании с интервалом 4 с в первую минуту после введения контрастного препарата. Сканирование выполнялось на одном уровне. Объем почки рассчитывался при ручном обведении ее контуров на сканах с интервалом 1 см.

Недостатком данного способа является необходимость проведения специального динамического контрастного исследования, сопровождающегося значительной лучевой нагрузкой, использование данных контрастирования только одного среза, трудоемкость методики, обусловленная необходимостью обводить контуры почек в ручном режиме.

Известен способ расчета скорости клубочковой фильтрации (СКФ) на основе анализа трехфазноой КТ, используя двухточечную схему Патлака (Hackstei N., Cengiz H., Rau W. S. Contrast Media Clearance in a Single Kidney Measured on Multiphasic Helical CT: Results in 50 Patients Without Acute Renal Disorder. AJR 2002;178:111–118). Для этого вручную проводилась сегментация почки – обводились контуры органа на всех сканах, получали данные об объеме паренхимы каждой почки и средней ее плотности.

Недостатком метода является его трудоемкость и времязатратность - необходимо вручную обвести контуры почек на многих сканах, при этом снижается точность сегментации и, естественно, расчетов.

Самым близким (прототипом) является способ исследования функции почек при мультиспиральной компьютерной томографии (RU 2673384 C1), основанный на получении данных о распределении плотности в корковом, мозговом веществе и в контрастированных мочевых путях почек и за счет полуавтоматического 3D-моделирования в специализированном программном модуле. При этом для получения данных о процентном вкладе каждой почки в их общую функцию предлагается рассчитывать отдельно для каждой почки следующие показатели: плазмоток, скорость клубочковой фильтрации и перфузии. Для получения данных о плазмотоке вычитают из величины плотности содержания контрастного вещества объемов коркового и мозгового вещества в артериальную фазу показатели в нативную фазу. После этого вычисляют их интегралы и получают величины плазмотока раздельно в процентном отношении для каждой почки. Для определения раздельной скорости клубочковой фильтрации из интеграла плотности содержания контрастного вещества в венозную фазу вычитают таковой в артериальную фазу, делят полученный показатель на интеграл плотности содержания контрастного вещества в корковом веществе в артериальную фазу и на промежуток времени, прошедший между артериальной и венозной фазами и определяют относительную скорость клубочковой фильтрации. При этом все вычисления производят отдельно для правой и левой почек с получением процентного соотношения. Для определения перфузии в выделительную фазу находят объемы, занятые контрастным веществом, справа и слева по отдельности. Вычисляют интеграл плотности объемов данных высококонтрастных областей, определяют полную массу контрастного вещества, выделившегося в экскреторную фазу. Делят получаемую массу контрастного вещества справа и слева по отдельности на их сумму и получают значения перфузии контрастного вещества в процентах.

Недостатком данного метода является необходимость сегментации отдельно коркового и медуллярного вещества почек во все фазы контрастирования, что не позволяют делать большинство рабочих станций компьютерных томографов, а также необходимость применять интегральное исчисление для получения нужных результатов, что невозможно во многих случаях в практической работе.

Техническим результатом заявляемого способа является получение данных о вкладе каждой почки в их общую функцию при проведении стандартной КТ почек с контрастированием, что приведет: к сокращению времени предоперационной подготовки за счет исключения необходимости дополнительного проведения нефросцинтиграфии, уменьшит лучевую нагрузку на пациента, а также сократит затраты на лечение.

Технический результат достигается за счет того, что также, как и в известном способе (прототипе), проводят компьютерную томографию с внутривенным контрастированием, с получением венозной или нефрографической фазы.

Особенностью заявляемого способа является то, что при проведении компьютерной томографии проводят автоматическую сегментацию паренхимы обеих почек в нефрографическую фазу, включая корковое и мозговое вещество, получают объемные изображения с данными об объеме каждой почки и средней плотности ее контрастированной паренхимы в единицах Хаунсфилда, перемножают значения объема на среднюю плотность для каждой почки и суммируют полученные данные, после чего рассчитывают процент полученного произведения для каждой почки от их суммы и получают вклад каждой почки в их общую экскреторную функцию и в зависимости от процентного вклада почек в их суммарную функцию определяют дальнейшую тактику лечения.

Способ иллюстрируется подробным описанием, клиническими примерами и иллюстрациями, на которых изображено:

Фиг. 1 – КТ почек с контрастированием больного Г.: а) отмечено снижение интенсивности контрастирования и дифференцировки коркового и мозгового вещества левой почки в артериальную фазу; расширение лоханки до 2,0 см; б) выполнена сегментация почек в нефрографическую фазу контрастирования, получены данные об объеме и средней плотности их паренхимы.

Фиг. 2 – КТ почек с контрастированием больного А.: а) в обеих почках выявлены крупные кисты; б) выполнена сегментация почек в нефрографическую фазу контрастирования, получены данные об объеме и средней плотности их паренхимы.

Способ осуществляют следующим образом.

Берут данные компьютерно-томографического исследования, выполненного с применением контрастного усиления с наличием нефрографической (венозной) фазы. Стандартыми методами сегментации, имеющимися в арсенале рабочей станции компьютерного томографа, производят выделение паренхимы почки, включая корковое и мозговое вещество, с последующим получением объемных изображений. Получают данные об объеме каждой почки и средней плотности ее контрастированной паренхимы в единицах Хаунсфилда (HU). Перемножают значения объема на среднюю плотность для каждой почки. Суммируют полученные данные. В дальнейшем рассчитывают процент полученного произведения для каждой почки от их суммы. Эти процентные показатели представляют вклад каждой почки в их общую экскреторную функцию.

Клинические примеры.

Пример 1.

Больной Г., 1968 г.р., поступил с диагнозом: Рак мочевого пузыря T2аNхM0. В биохимическом анализе крови отмечено повышение уровня креатинина до 115 мкмоль/л, мочевины до 9,5 ммоль/л, СКФ 46 мл/мин. В общеклиническом анализе мочи: плотность 1020 г/л, pH 6.0, лейкоциты 2-4 в п/зр, эритроциты 1-2 в п/зр, бактерий нет.

С целью оценки состояния почек и определения процентного отношения вклада почек в экскреторную функцию больному выполнена компьютерная томография с внутривенным контрастированием. Отмечено наличие опухоли мочевого пузыря 2*2 см, расположенной по левой боковой стенке с распространением опухолевого поражения до мышечного слоя.

В артериальную фазу контрастирования отмечено снижение дифференцировки коркового и мозгового вещества левой почки (Фиг. 1а), в нефрографическую фазу интенсивность контрастирования паренхимы левой почки снижена, в экскреторную фазу отмечается задержка контрастирования мочевых путей слева. Чашечно-лоханочная система почки расширена: лоханка 2,0см, чашечки 1,5см. Мочеточник расширен до 0,8см, имеет извитой ход. Патологические изменения правой почки не выявлены.

На рабочей станции компьютерного томографа выполнена сегментация почек в нефрографическую фазу контрастирования (Фиг. 1 б).

Получены количественные данные. Правая почка: объем 184 мл; средняя плотность 114 ед. Хаунсфилда. Произведение этих значений - (184 х 114)= 20976 условных единиц. Левая почка: объем 170 мл; средняя плотность 73 ед. Хаунсфилда. Произведение этих значений (170 х 73)=12410 условных единиц. Сумма произведений составила (20976+12410)=33386 условных единиц. Для правой почки процент вклада составил 62,7%, для левой - 37,3%.

Полученные данные позволили определить метод деривации (отведения) мочи. Учитывая снижение функциональной способности левой почки, создание ортотопического резервуара является противопоказанным. В связи с этим, методом деривации выбрано создание гетеротопического илеумкондуита.

Пример 2.

Больной А., 1964 г.р. поступил с диагнозом: Рак мочевого пузыря T2aNхM0. Кисты почек.

В биохимическом анализе крови отмечено умеренное повышение уровня креатинина до 110 мкмоль/л, мочевины до 9,0 ммоль/л, СКФ 49 мл/мин. В общеклиническом анализе мочи: плотность 1022 г/л, pH 6.0, лейкоциты 2-4 в п/зр, эритроциты 1-2 в п/зр, бактерий нет.

С целью оценки состояния почек и определения процентного отношения вклада почек в экскреторную функцию больному выполнена компьютерная томография с внутривенным контрастированием. В обеих почках выявлены крупные кисты: в среднем сегменте правой почки киста размером 2,7х2,3 см; в верхнем сегменте левой почки - киста размерами 5,7х5,6 см с четкими контурами, однородным содержимым (Фиг. 2а). В мочевом пузыре на левой боковой стенке определяется опухолевое образование на широком основании размером 2,8х2,0 см с распространением опухолевого поражения до мышечного слоя.

На рабочей станции компьютерного томографа выполнена сегментация почек в нефрографическую фазу контрастирования (Фиг. 2 б). Получены количественные данные. Правая почка: объем 153 мл; средняя плотность 89 ед. Хаунсфилда. Произведение этих значений (153 х 89)=13617 условных единиц. Левая почка: объем 142 мл; средняя плотность 90 ед. Хаунсфилда. Произведение этих значений (142 х 90)= 12780 условных единиц. Сумма произведений составила (13617 + 12780) = 26397 условных единиц. Для правой почки процент вклада составил 51,6%, для левой - 48,4%.

Полученные данные свидетельствуют о том, что, несмотря на наличие крупного кистозного образования слева, вклад почек в их суммарную функцию практически равнозначен, что позволило определить метод деривации мочи после радикальной цистэктомии. Учитывая отсутствие значимого снижения функциональной способности почек, равномерный их вклад, методом выбора явилось создание ортотопического резервуара.

Таким образом, предложенный способ позволяет исключить дополнительное проведение нефросцинтиграфии или динамического КТ исследования, а также уменьшить лучевую нагрузку и стоимость диагностики, при минимальных трудозатратах.

Изобретение относится к медицине, а именно к лучевой диагностике, урологии и нефрологии, и может быть использовано для исследования экскреторной функции почек. Проводят компьютерную томографию с внутривенным контрастированием, проводят сегментацию паренхимы обеих почек в нефрографическую фазу, включая корковое и мозговое вещество. Получают объемные изображения с данными об объеме каждой почки и средней плотности ее контрастированной паренхимы в единицах Хаунсфилда. Перемножают значения объема на среднюю плотность для каждой почки и суммируют полученные данные, после чего рассчитывают процент полученного произведения объема на среднюю плотность для каждой почки от их суммы и получают вклад каждой почки в их общую экскреторную функцию. Способ позволяет исключить дополнительное проведение нефросцинтиграфии или динамического КТ исследования за счет предложенного алгоритма оценки вклада каждой почки в их общую экскреторную функцию. 2 ил., 2 пр.

Способ исследования экскреторной функции почек, заключающийся в том, что проводят компьютерную томографию с внутривенным контрастированием, проводят сегментацию паренхимы обеих почек в нефрографическую фазу, включая корковое и мозговое вещество, получают объемные изображения с данными об объеме каждой почки и средней плотности ее контрастированной паренхимы в единицах Хаунсфилда, перемножают значения объема на среднюю плотность для каждой почки и суммируют полученные данные, после чего рассчитывают процент полученного произведения объема на среднюю плотность для каждой почки от их суммы и получают вклад каждой почки в их общую экскреторную функцию.