Способ прогнозирования нарушения функции мочевого пузыря Российский патент 2024 года по МПК A61B6/00 G01T1/164 

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в урологии и физиологии для мониторинга индивидуальной нормы ритма мочеиспускания с учетом комплементарной тропности изотопов глюкозы, метионина и холина к центрам головного мозга при ПЭТ/КТ в процессе обеспечения накопительно-эвакуаторной функции мочевого пузыря у лиц с различным уровнем уродинамики.

Необходимость уточнения нормативных показателей уродинамики у лиц здоровой популяции остается актуальным и во многом определено вариабельностью нормативных границ и требованием более точной идентификации ее критических значений как предиктора довольно распространенных заболеваний нижних мочевых путей (НМП). Так, согласно данным Американского общества по удержанию мочи – ICS (2014) от 18 до 40% населения планеты опорожняют свой мочевой пузырь с определенными функциональными отклонениями, что в основном представлено в виде двух проявлений: гиперактивный мочевой пузырь с количеством повелительных микций более 10-ти и гипоактивный мочевой пузырь с количеством менее 4-х в сутки. Вместе с тем, такие отклонения мочеиспускания могут быть не связаны с урологической патологией или нарушением питьевого режима, их относят к индивидуальным проявлениям организма. Однако вопросы клинико-физиологического обоснования и особенностей управления таким состоянием во многом остаются открытыми (Урология: национальное руководство, 2009; З.К. Гаджиева, 2009; Пушкарь Д.Ю., Касян Г.Р., 2014; Ковалев Г.В. и соавт., 2020).

К настоящему времени предложена достаточно сложная многоуровневая схема регуляции накопительно-эвакуаторной функции мочевого пузыря, где наряду с элементами вегетативной нервной системы имеется представительство в коре, таламусе, гипоталамусе, лимбической системе и ретикулярной формации. Высшим центром регуляции всей системы является головной мозг, в котором центр мочеиспускания расположен в парацентральной дольке лобной доли. В заднем отделе покрышки моста выделяют две взаимодействующие области: М-зона (зона опорожнения) и L-зона (зона накопления) с активной реализацией афферентных и эфферентных импульсов между головным мозгом и нижними мочевыми путями (мочевой пузырь, уретра). При этом предложенная концепция деятельности мочевого пузыря предполагает, что фаза наполнения (расслабление детрузора и сокращение, закрытие сфинктеров) является симпатической, а мочеиспускание (сокращение детрузора и расслабление, раскрытие сфинктеров) реализуется парасимпатическими структурами. Как результат, в целом определена структурная основа в регуляции физиологического акта мочеиспускания, которая указывает на достаточно тесную связь между центральными и периферическими образованиями. Вместе с тем, в решении взаимного влияния и функциональной последовательной активности высших отделов ЦНС на накопительно-эвакуаторную функцию мочевого пузыря остается много нерешенных вопросов (Ковалев Г.В. и соавт., 2020; Sugaya K. et al., 2005; Clare J. Fowler et al., 2008; Griffiths D. et al., 2008, 2015).

Так, в настоящее время все больше начинает преобладать мнение, что контроль за мочевым пузырем зависит от обширной супраспинальной нейронной сети. При этом даже незначительные функциональные отклонения в ее деятельности могут являться определяющим факторов как в формировании индивидуально-типологических особенностей ритма мочеиспускания, так и быть критериями ранней диагностики урологической патологии, в частности ГАМП. Успешное продвижение данного направления стало возможным благодаря внедрению в клиническую практику функциональной визуализации головного мозга в реальном времени при помощи позитронно-эмиссионной и компьютерной томографии (ПЭТ/КТ). Эти методы отображают региональный церебральный метаболизм или кровоток, которые представляют локальную активность нейронов, последняя может быть, как возбуждающей, так и тормозящей. Вместе с тем вопросы оценки метаболизма головного мозга при физиологическом обеспечении накопительно-эвакуаторной функции мочевого пузыря как в норме, так и при патологических изменениях находится еще в стадии начинающих разработок (Пронин И.Н. и соавт., 2020; Рекомендации по проведению и описанию исследований, 2021; Патент RU 2381525; Патент RU 2639426).

К настоящему времени, результаты единичных исследований с помощью визуализации головного мозга последовательности реакции высших отделов нервной системы на уродинамику у лиц здоровой популяции предполагают в целом общую модель супраспинального контроля мочевого пузыря во время наполнения и «хранения мочи». Так, афференты мочевого пузыря и уретры воспринимаются в заднем отделе покрышки моста (околоводопроводном сером веществе – ОВСВ), отображаются в островке (понтийный центр опорожнения) с формированием нормальных ощущений желания опорожниться. При этом под контролем передней поясной извилины рефлекс мочеиспускания остается подавленным до тех пор, пока добровольное решение опорожнения активируется в префронтальной коре головного мозга (Ковалев Г.В. и соавт., 2020; Sugaya K. et al., 2005; Clare J. Fowler et al., 2008).

Вместе с тем, отмечается два основополагающих (дискуссионных) момента. Первый указывает на то, что на различных этапах накопительно-эвакуаторной функции мочевого пузыря реакции высших отделов нервной системы (мозга) могут существенно различаться. Второй момент, тесно связанный с первым, заключается в том, что выраженность реакции мозга может отличаться от вышеуказанной как при малых, так и при больших объемах мочевого пузыря, т.е. относительно с частыми или редкими ритмами мочеиспускания. Это требует также соответствующей идентификации. В связи с этим, более глубокое изучение этого вопроса может внести дополнительные сведения в понимание регуляторных механизмов, обеспечивающих накопительно-эвакуаторную функцию мочевого пузыря в норме и при клинических проявлениях патологии (Пушкарь Д.Ю., Касян Г.Р. 2014; Рекомендации по проведению и описанию исследований, 2021).

В настоящее время новейшими исследованиями особенностей метаболизма головного мозга методом позитронно-эмиссионной томографии с использованием изотопов, представляющих различные биохимические звенья этого процесса, установлено, что углеводный (энергетический) метаболизм головного мозга, анализируемый по тропности изотопа глюкозы к зонам функционального интереса, во многом связан с цингулярной областью коры головного мозга. Однако при этом отмечается, что значительное поглощение глюкозы в сером веществе головного мозга и, соответственно его аналога – фтордезоксиглюкозы, меченную изотопом фтора-18 (18F-ФДГ), может быть не всегда оптимальным в диагностике целого ряда заболеваний, включая онкологическую патологию. Это предопределило поиск новых более специфических радиофармацевтических препаратов (Гранов А.И. и соавт., 2013; Костенков Н.А. и соавт, 2014; Рекомендации по проведению и описанию исследований, 2021).

В связи с этим, специальными исследованиями последних лет установлено, что метионин, меченный углеродом-11 (11С), в качестве функционально значимой аминокислоты имеет высокую избирательность накопления в тканях головного мозга. К настоящему времени он признан «золотым стандартом» в определении границ (объема) метаболически активной части опухоли. В целом накопление 11С-метионина связывают с повышением кровотока в зоне интереса, который, с свою очередь, коррелирует с пролиферативной активностью. Вместе с тем, признается, что расщепление метионина в организме человека отличается высокой индивидуальной изменчивостью (Пронин И.Н. и соавт., 2020).

Одновременно было выявлено, что изменения общего и локального липидного метаболизма в организме человека сопровождаются недостатком предшественника фосфолипидов клетки, холина. Полученные данные легли в основу разработки и внедрения уникального метода позитронно-эмиссионной фиксации предшественника мембранных липидов 11С-холина в органных образованиях человека, в том числе в ЦНС, прежде всего при воспалительных и опухолевых процессах. Однако, полученные данные по мнению авторов, требуют проведения дополнительных исследований, особенно в группе лиц здоровой популяции (Зыков Е.М. и соавт., 2014; Иващенко Р.М. и соавт., 2018).

В связи с этим, более эффективным методом в оценке возможностей ПЭТ/КТ в изучении метаболизма головного мозга должны быть комплементарные (взаимодополняющие) исследования с проведением сравнительного анализа уровней углеводного (энергетического), белкового и липидного метаболизма в соответствующих регионах головного мозга с углеводным предшественником (18F-ФДГ), белковым предшественником (изотопом аминокислоты – 11С-метионином) и предшественником мембранных фосфолипидов (11С-холином).

При этом необходимо отметить, что физиологическая оценка тропности изотопов к центрам головного мозга у лиц здоровой популяции в процессе регуляции различных функций остается практически неизученной. До настоящего времени существует распространенная точка зрения, что здоровые ткани человека вне очагов поражения, за исключением изотопа глюкозы, не накапливают достаточного количества меченых метаболитов и клинически эти исследования малозначимы. Однако более глубокое изучение этого аспекта может стать реальной возможностью для разработки новых направлений в применении ПЭТ/КТ исследований, которые могут дополнять другие биохимические и молекулярные исследования и выводить их на более высокий доказательный уровень (Гранов А.М. и соавт., 2013; Зыков Е.М. и соавт., 2014; Пушкарь Д.Ю., Касян Г.Р., 2014; Скворцова Т.Ю., 2019).

Также необходимо учитывать, что комплементарные (взаимодополняющие) исследования тропности изотопов глюкозы, метионина и холина к центрам головного мозга, определяющие последовательность накопительно-эвакуаторных функций мочевого пузыря, ранее не проводились. Это послужило основанием для собственных ПЭТ/КТ исследований метаболизма головного мозга в процессе физиологического обеспечения накопительно-эвакуаторных функций мочевого пузыря и его особенностей при различном ритме уродинамики. Представленные данные являются первым пилотным комплементарным исследованием метаболизма головного мозга с применением высокотехнологичного инструмента современной клинической и экспериментальной медицины, что определяет его существенное фундаментально-прикладное значение и является необходимостью реализации как в урологической практике, так и в клинической физиологии.

За прототип нами взято исследование описанное в монографии «Метаболизм головного мозга в процессе реализации накопительно-эвакуаторных функций мочевого пузыря» (В.Б. Бердичевский и соавт., 2020), в котором посредством совмещенной ПЭТ/КТ томографии с изотопом глюкозы (18F-ФДГ) и было установлено, что в фазу физиологического наполнения мочевого пузыря имеет место углеводный или энергетический гиперметаболизм в проекции задней части поясной извилины, а фаза опорожнения сопровождается повышенной утилизацией изотопа глюкозы в передней части этого отдела головного мозга.

Однако данный метод демонстрирует уровень метаболизма головного мозга в различные фазы мочеиспускания в отношении пациентов с различными проявлениями хронического болевого синдрома, на фоне которого у них наблюдалось увеличение частоты повелительных позывов к мочеиспусканию и ослабление интенсивности боли в постмикционный период.

Технической проблемой изобретения является отсутствие способа комплементарной оценки метаболизма головного мозга при физиологическом обеспечении накопительно-эвакуаторной функции мочевого пузыря у лиц с различным ритмом уродинамики.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническим результатом изобретения является прогнозирования нарушения, а именно риск развития гиперактивного или гипоактивного мочевого пузыря, или отсутствие нарушения функции мочевого пузыря.

Основное преимущество предлагаемого способа определено тем, что совмещенной позитронно-эмиссионной и компьютерной томографии на основе математического расчета уровня захвата (SUVmax в mg/l) используемых изотопов – 18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина и визуальной оценки зон их интереса могут быть установлены особенности метаболизма головного мозга, что позволило:

а) дать количественную и качественную характеристику энергетическому метаболизму головного мозга в процессе реализации накопительно-эвакуаторных функций мочевого пузыря у лиц молодого возраста, признанных здоровыми и включенных в группу здоровья ДI;

б) определить зоны энергетического гиперметаболизма коры головного мозга, исходя из функциональной значимости, в процессе накопления мочи, опорожнения мочевого пузыря и в постмикционную фазу;

в) установить соотношение выраженности углевого, белкового и липидного обмена в нейронах головного мозга в процессе реализации накопительно-эвакуаторной функции мочевого пузыря;

г) выявить особенности комплементарного метаболизма регионов головного мозга при вариабельности ритма мочеиспускания у лиц молодого возраста здоровой популяции с повышенным и пониженным ритмом мочеиспускания.

Способ осуществляется следующим образом, пациенту проводят позитронно-эмиссионную и компьютерную томографию на основе одномоментного математического расчета уровня захвата используемых изотопов – 18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина в фазе наполнения мочевого пузыря; определяют SUVmax 18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина в цингулярной области коры, таламусе и островке.

Далее определяют отсутствие нарушений со стороны уродинамики у пациента при SUVmax 18F-ФДГ, равном 14,3, SUVmax 11С-метионина, равном 7,9, и SUVmax 11С-холина, равном 4,3, в передней цингулярной области, таламусе и островке.

Либо определяют риск развития гиперактивного мочевого пузыря при SUVmax 18F-ФДГ больше 14,3, SUVmax 11С-метионина больше 7,9, SUVmax 11С-холина больше 4,3 в передней цингулярной области, таламусе и островке и соотношении значений SUVmax 18F-ФДГ, 11С-метионина и 11С-холина 3:2:1.

Либо определяют риск развития развития гипоактивного мочевого пузыря при SUVmax 18F-ФДГ меньше 14,3, SUVmax 11С-метионина меньше 7,9 и SUVmax 11С-холина меньше 4,3 в передней цингулярной области и таламусе и соотношении значений SUVmax 18F-ФДГ, 11С-метионина и 11С-холина 3:2:1.

Объектом исследования являлись лица молодого возраста диспансерной группы ДI. Количество обследованных (n) – 15 человек, средний возраст 19,2±1,5 лет. По результатам обследования создана персонифицированная база данных, статистическая обработка проводилась с применением пакета прикладных программ «Biostat» и «SPSS Statistics 17.0».

Исследование носило профилактический характер и было мотивировано собственным желанием обследуемых. Совмещенная позитронно-эмиссионная и компьютерная томография всего тела, включая головной мозг, проводилась в трех основных фазах функционального состояния мочевого пузыря - фазы наполнения, фазы опорожнения и в постмикционой фазе на аппарате для ПЭТ/КТ (Biograph, фирмы Siemens), установленного на базе радиологического центра Тюменского областного онкологического диспансера. Контроль объема мочевого пузыря проводился путем ультразвукового исследования (Toshiba-Xario SSA-600A) с помощью конвексного датчика с частотой 3,5-4 Гц в период наполнения и через 15 минут после его опорожнения. При этом обследуемые добровольно согласились при ПЭТ/КТ исследовании проводить мочеиспускание в памперсы. Предварительно этот процесс отрабатывался в домашних условиях не менее трех раз, что позволило им быть психологически готовыми к нестандартной процедуре обследования.

Анализ полученных данных проводился визуальным методом с реконструкцией изображения. В работе изучались функциональные изменения головного мозга, которые анализировались по зонам его повышенной тропности к изотопам 18F-ФДГ, 11С-холина, 11С-метионина. Одновременно визуализация дополнялась количественной оценкой. Зоны метаболизма анализировались в автоматическом режиме по уровню захвата изотопа (SUVmax в mg/l) в границах до 6,5 mg/l и очерчивались штрих-линиями в местах максимального накопления изотопа. Исследование с изотопом глюкозы проводилось через 40 минут после внутривенного ведения 5 мл (200 МБк) препарата. При применении 11С-холина и 11С-метионина исследование начиналось через 10 минут после внутривенного введения 6-12 мКи. Продолжительность сканирования составляла 10 мин. Изотопы получены в радиологическом центре на компактном циклотроне шведской фирмы «Scanditronix». Процесс сканирования во всех случаях выполнялся в стандартном режиме.

На завершающем этапе были обработаны заключения ПЭТ/КТ обследования с изотопами 18F-ФДГ, 11С-метионина и 11С-холина. Анализировались результаты их уровня захвата (SUVmax в mg/l) в 50 зонах функционального интереса головного мозга с одновременным визуальным контролем томограмм головы.

Известно, что чем интенсивнее функциональные проявления анализируемых зон, тем активнее протекает процесс включения меченых биомолекул в структуры коры головного мозга. Это характеризует их возросшую физиологическую потребность в зонах функционального интереса головного мозга. В наших исследованиях визуально наблюдались различия тропности меченых метаболитов, тестируемых по интенсивности окрашивания зон головного мозга, – от преобладания красного цвета, характерного для интенсивной фиксации изотопов (гиперметаболизма), с переходом к зеленому, отражающему умеренную тропность, до голубого и синего, сопровождающих слабовыраженную фиксацию меченых метаболитов.

Показатели уровня захвата изотопа 18F-ФДГ (SUVmax) регионами головного мозга в процессе реализации накопительно-эвакуаторных функций мочевого пузыря у здоровых лиц представлены в табл. 1.

Таблица 1
Показатели уровня захвата изотопа 18F-ФДГ (SUVmax в mg/l) регионами головного мозга в процессе реализации накопительно-эвакуаторных функций мочевого пузыря у здоровых лиц (M±m) (n-15) Фаза мочеиспускания Регионы головного мозга, SUVmax в mg/l Задняя поясная извилина Передняя поясная извилина Парацентральная долька Таламус Островок Наполнение 4,5±0,5* 3,3±0,4 2,7±0,3 2,4±0,3 1,4±0,2 Мочеиспускание 2,8±0,3 4,7±0,5* 2,4±0,3 2,6±0,3 1,5±0,2 После микции 4,6±0,5* 3,4±0,4 2,9±0,4 2,5±0,3 1,2±0,2 Всего 11,9±0,8* 11,4±0,8* 8,0±0,6 7,5±0,5 4,1±0,4

Примечание: *р<0,05 – различия SUVmax статистически достоверны между показателями цингулярной и другими зонами головного мозга.

Из представленных данных видно, что накопительно-эвакуаторная функция мочевого пузыря в целом контролируется преимущественно цингулярной областью

коры головного мозга (11,9±0,8 и 11,4±0,8 SUVmax в mg/l). При этом относительно фазы мочеиспускания (2,8±0,3 SUVmax в mg/l), фаза наполнения и постмикционная фаза сопровождались тенденцией к повышению углеводного (энергетического) метаболизма заднего отдела поясной извилины (соответственно 4,5±0,5 и 4,6±0,5 SUVmax в mg/l). Сам процесс мочеиспускания сопровождался преимуществом углеводного (энергетического) метаболизма в переднем отделе поясной извилины (4,7±0,5 SUVmax в mg/l).

Колебания активности энергетического метаболизма в парацентральной дольке во все фазы мочеиспускания соответствовали динамике поглощения изотопа в задней части поясной извилины (соответственно 2,7±0,3, 2,4±0,3 и 2,9±0,4 SUVmax в mg/l), а таламуса и островка в передней части поясной извилины (табл. 1). Выявленные флюктуации углеводного (энергетического) метаболизма не имели статистически значимой зависимости, однако они указывали на наличие определенной функционально-ритмологической тенденции, сопровождающей физиологическую фазность функционального состояния мочевого пузыря.

Таким образом, анализ полученных данных позволил конкретизировать на уровне головного мозга наличие определенных зон «функционального интереса» с различным уровнем энергетического обмена, которые сопровождают различные накопительно-эвакуаторные фазы мочевого пузыря (накопление, мочеиспускания, постмикционный период). Активное взаимодействие этих структур обеспечивает физиологическую последовательность накопительно-эвакуаторной функции мочевого пузыря, а ее отклонения могут быть одним из существенных критериев как ранней (донозологической) диагностики урологических нарушений, так и одним из показателей ее развернутой клинической характеристики.

Дополнительно проводилось изучение особенностей белкового и липидного метаболизма головного мозга в фазу наполнения мочевого пузыря по его тропности к 11С-метионина и 11С-холину у лиц молодого возраста здоровой популяции. Результаты сравнительного анализа представлены в табл. 2.

Таблица 2
Результаты сравнительного комплементарного ПЭТ/КТ исследования метаболизма головного мозга (SUVmax в mg/l) у лиц молодого возраста диспансерной группы ДI Исследуемые Ед. измер. Изотопы Всего 18F-ФДГ 11С-метионин 11С-холин Лица молодого возраста, n-15 абс., в mg/l 2154±21* 1191±135* 574±93* 3919±246 % 54,9 30,5 14,6 100,0

Примечание: *р<0,05 – различия между показателями SUVmax изотопов статистически достоверны.

Анализ результатов проведенных комплементарных ПЭТ/КТ исследований показал, что наибольшей функциональной тропностью к нейронам головного мозга обладает изотоп 18F-ФДГ (2154±211 SUVmax в mg/l), на втором месте изотоп 11С-метионина (1191±135 SUVmax в mg/l, р<0,05) и на третьем месте изотоп 11С-холина (574±93 SUVmax в mg/l, р<0,05). В процентном соотношении из представленных в сводной таблице данных комплементарного ПЭТ/КТ исследования углеводно-белково-липидного метаболизма в нейронах головного мозга видно, что в целом у здоровых лиц он практически находится в пределах пропорции 3:2:1.

Таким образом, представленные результаты дают основание утверждать, что в организме лиц здоровой популяции уже в условиях повседневной (физиологической) активности на уровне нейронов головного мозга в условиях накопительно-эвакуаторной функции мочевого пузыря реализуются все основные виды метаболических реакций пропорционально их функциональной целесообразности. При этом доминирует углеводный (энергетический) обмен, а соотношение белковой и липидной составляющей в определенной степени могут зависеть от преобладания тех или иных обменных особенностей, в том числе частоты ритма мочеиспускания. В связи с этим, обменные процессы головного мозга по данным комплементарного ПЭТ/КТ исследования с мечеными метаболитами углеводного, белкового и липидного обменов могут быть объективно проанализированы по результатам сравнительного компьютерного математического расчета – SUVmax в mg/l и визуальной оценки одновременно полученных томограмм, что раскрывает новые возможности для объективного (динамического) исследования особенностей регуляции различных фаз накопительно-эвакуаторной функции мочевого пузыря.

На следующем этапе проведено изучение особенностей углеводного, белкового и липидного метаболизма головного мозга в фазу наполнения мочевого пузыря по его тропности к 18F-ФДГ, 11С-метионину и 11С-холину у лиц здоровой популяции с различным ритмом мочеиспускания. Показатели уровня захвата изотопа 18F-ФДГ, аминокислоты 11С-метионина и 11С-холина регионами головного мозга представлены в табл. 3,4,5.

Таблица 3
Показатели уровня захвата изотопа 18F-ФДГ (SUVmax в mg/l) регионами головного мозга в фазу наполнения мочевого пузыря у лиц молодого возраста здоровой популяции при различном ритме мочеиспускания (M±m) Ритм мочеиспускания Регионы головного мозга, SUVmax в mg/l Задняя поясная извилина Передняя поясная извилина Парацентральная долька Таламус Островок Частый
(10,5±0,5), n=5 4,9±0,6* 4,2±0,5 2,9±0,4 2,8±0,3 1,7±0,3 Нормальный
(7,0±0,5), n=5 4,5±0,5* 3,3±0,4 2,7±0,3 2,4±0,3 1,4±0,2 Редкий
(4,0±0,5), n=5 3,8±0,5* 3,1±0,4 2,2±0,3 2,1±0,2 1,2±0,2 Среднее 4,4±0,7* 3,5±0,6* 2,6±0,5 2,4±0,4 1,4±0,3

Примечание: *р<0,05 – различия SUVmax статистически достоверны между показателями цингулярной и другими зонами головного мозга.

Таблица 4
Показатели уровня захвата изотопа ¹¹С- метионина (SUVmax) регионами головного мозга в фазу наполнения мочевого пузыря у лиц молодого возраста здоровой популяции при различном ритме мочеиспускания (M±m) Ритм мочеиспускания Регионы головного мозга, SUVmax в mg/l Задняя поясная извилина Передняя поясная извилина Парацентральная долька Таламус Островок Частый
(10,5±0,5), n=5 2,9±0,4* 2,6±0,3* 1,8±0,2 1,7±0,2 1,2±0,1 Нормальный (7,0±0,5), n=5 2,5±0,3* 1,8±0,2 1,5±0,2 1,3±0,2 0,8±0,1 Редкий
(4,0±0,5), n=5 2,1±0,2* 1,7±0,2* 1,2±0,2 1,2±0,2 0,7±0,1 Среднее 2,5±0,5* 2,0±0,5* 1,5±0,3 1,4±0,3 0,8±0,2

Примечание: *р<0,05 – различия SUVmax статистически достоверны между показателями цингулярной и другими зонами головного мозга.

Таблица 5
Показатели уровня захвата изотопа ¹¹С-холин (SUVmax в mg/l) регионами головного мозга в фазу наполнения мочевого пузыря у лиц молодого возраста здоровой популяции при различном ритме мочеиспускания (M±m) Ритм мочеиспускания Регионы головного мозга, SUVmax в mg/l Задняя поясная извилина Передняя поясная извилина Парацентральная долька Таламус Островок Частый
(10,5±0,5), n=5 1,5±0,2* 1,3±0,2* 0,9±0,1 0,9±0,1 0,5±0,1 Нормальный
(7,0±0,5), n=5 1,4±0,2* 1,0±0,2* 0,8±0,1 0,7±0,1 0,4±0,1 Редкий
(4,0±0,5), n=5 1,1±0,2* 0,9±0,2* 0,7±0,1 0,6±0,1 0,4±0,1 Среднее 1,3±0,3* 1,1±0,3* 0,8±0,2 0,7±0,2 0,4±0,1

Примечание: *р <0,05 – различия SUVmax статистически достоверны между показателями цингулярной и другими зонами головного мозга.

В результате сравнительного анализа состояния углеводного (энергетического), белкового и липидного метаболизма головного мозга в группе лиц диспансерной группы ДI с различным ритмом мочеиспускания установлено, что особенности его ритма не влияют на общую (качественную) динамику захвата всех изотопов в зонах интереса. Согласно представленным данным выявлено, что накопительная функция мочевого пузыря реализуется преимущественно в цингулярной области с изменением только количественных характеристик тропности изотопов. Дополнительно необходимо сделать акцент еще на один существенный момент. Так, повышение тропности к изотопу глюкозы всей поясной извилины сопровождается у здоровых лиц с частым мочеиспусканием повышением тропности изотопа к таламусу, а при редком мочеиспускании была установлена обратная закономерность.

Это дает основание утверждать, что гиперметаболизм изотопа глюкозы в области таламуса, является показателем дополнительного влияния на формирование увеличенного ритма мочеиспускания. В связи с этим выявление синхронного повышения углеводного (энергетического) метаболизма цингулярной области и таламуса, может быть одним из перспективных визуальных маркеров ранней диагностики нарушения мочеиспускания. Аналогичная тенденция была установлена при анализе тропности изотопов 11С-метионина и 11С-холин к вышеуказанным зонам интереса.

Также необходимо отметить, что при оценке особенностей метаболизма головного мозга в фазу наполнения мочевого пузыря по тропности к различным регионам 18F-ФДГ, 11С-метионина и 11С-холину у лиц молодого возраста здоровой популяции с различным ритмом мочеиспускания сохранялась общая закономерность соотношения углеводного, белкового и липидного обмена, представленная в табл. 2. Сравнительный анализ результатов проведенных комплементарных ПЭТ/КТ исследований показал, что как у лиц с частым ритмом мочеиспускания, так и у лиц с пониженным ритмом, наибольшей функциональной тропностью к нейронам головного мозга обладал изотоп 18F-ФДГ, на втором месте изотоп 11С-метионина и на третьем месте изотоп 11С-холина (табл. 3,4,5). В процентном (суммарном) соотношении при комплементарном ПЭТ/КТ исследовании данных групп показатели углеводно-белково-липидного метаболизма в зонах интереса головного мозга, представленных в табл. 3,4,5, также соответствовали пропорции 3:2:1.

Таким образом, совмещенная позитронно-эмиссионная и компьютерная томография головного мозга с комплементарным использованием изотопов – 18F-ФДГ, 11С-метионина и 11С-холину, вполне может быть применена для нейровизуализации в оценке ритма уродинамики у лиц здоровой популяции. В последующем полученные данные могут явиться основой для ранней (донозологической) диагностики как гиперактивного, так и гипоактивного мочевого пузыря.

Примеры осуществления изобретения

Пример 1

В рамках диспансеризации молодому человеку 23 лет, относящемуся к диспансерной группе ДI и не имеющих жалоб со стороны нижних мочевых путей нет, выполнено ПЭТ/КТ головного мозга с оценкой его метаболизма по данным накопления изотопов 18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина в фазе наполнения мочевого пузыря. При заполнении дневника мочеиспускания установлен нормальный ритм мочеиспускания (6 микций в сутки).

Пациенту проведена позитронно-эмиссионная и компьютерная томография на основе одномоментного математического расчета уровня захвата (SUVmax в mg/l) используемых изотопов – 18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина в фазе наполнения мочевого пузыря; после чего проведена оценка уровней углеводного, белкового и жирового метаболизма в цингулярной области коры головного мозга и таламусе по активности захвата 18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина, соответственно; проведена оценка уровня захвата изотопов глюкозы 18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина в различных зонах головного мозга и было установлено следующее количество накопленных изотопов – 14,3 SUVmax в mg/l; 7,9 SUVmax в mg/l; 4,3 SUVmax в mg/l, соответственно, с сохранением соотношения 2,9-3,1:1,7-2,1:0,8-1,1, что говорит об отсутствии нарушений со стороны нижних мочевых путей и контроля со стороны нервной системы.

Заключение: по результатам ПЭТ/КТ у данного пациента отклонений со стороны метаболизма головного мозга выявлено не было.

Пример 2

Пациент А., 23 года. По результатам диспансеризации молодой человек относится к диспансерной группе ДI. Жалоб со стороны нижних мочевых путей нет. При заполнении дневника мочеиспускания выявлен частый ритм мочеиспускания (9 микций в сутки).

Пациенту проведена позитронно-эмиссионная и компьютерная томография на основе одномоментного математического расчета уровня захвата (SUVmax в mg/l) используемых изотопов – 18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина в фазе наполнения мочевого пузыря; после чего проведена оценка уровней углеводного, белкового и жирового метаболизма в цингулярной области коры головного мозга и таламусе по активности захвата 18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина, соответственно; проведена оценка уровня захвата изотопов глюкозы 18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина в различных зонах головного мозга и было установлено повышение тропности в количестве накопленных изотопов - 16,5 SUVmax в mg/l; 10,2 SUVmax в mg/l; 5,1 SUVmax в mg/l, соответственно, при сохранении соотношения 2,9-3,1:1,7-2,1:0,8-1,1, что говорит о тенденции к развитию гиперактивного мочевого пузыря.

Заключение: пациент склонен к формированию гиперактивного мочевого пузыря. С целью профилактических мер по развитию ГАМП рекомендуется проводить «тренировку» мочевого пузыря, которая заключается в почасовом опорожнении мочевого пузыря с последующим увеличением временных интервалов между микциями.

Пример 3

Пациент А., 24 года. По результатам диспансеризации молодой человек относится к диспансерной группе ДI. При заполнении дневника мочеиспускания выявлен редкий ритм мочеиспускания (4 микции в сутки).

Жалоб со стороны нижних мочевых путей нет.

Пациенту проведена позитронно-эмиссионная и компьютерная томография на основе одномоментного математического расчета уровня захвата (SUVmax в mg/l) используемых изотопов –18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина в фазе наполнения мочевого пузыря; после чего проведена оценка уровней углеводного, белкового и жирового метаболизма в цингулярной области коры головного мозга и таламусе по активности захвата 18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина, соответственно; проведена оценка уровня захвата изотопов глюкозы 18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина в различных зонах головного мозга и было установлено снижение тропности в количестве накопленных изотопов – 12,4 SUVmax в mg/l; 6,9 SUVmax в mg/l; 3,7 SUVmax в mg/l, соответственно, при сохранении соотношения 2,9-3,1:1,7-2,1:0,8-1,1, что говорит о тенденции к развитию гипоактивного мочевого пузыря.

Заключение: пациент склонен к формированию гипоактивного мочевого пузыря. С целью профилактических мер по развитию гипоактивного мочевого пузыря рекомендуется проводить «тренировку» мочевого пузыря, которая заключается в почасовом принудительном опорожнении мочевого пузыря.

ЛИТЕРАТУРА, ОТРАЖАЮЩАЯ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ:

1. Гаджиева З.К. Уродинамические исследования в диагностике и лечении нарушений мочеиспускания: дисс. докт. мед. Наук. – М., 2009. 316 с.

2. Зыков Е.М., Поздняков А.В., Костеников Н.А. Рациональное использование ПЭТ И ПЭТ/КТ в онкологии / Практическая онкология. – 2014. – Т. 15, №1 – С. 31-36.

3. Иващенко Р.М., Катаева А.А., Паволова И.С. Возможности позитронно-эмиссионной томографии в диагностике злокачественных опухолей головного мозга (обзор литературы) // В мире научных открытий. – 2018. – Т. 10. – №4 – С. 72-87. DOI:10.12731/wsd-2018-4-72-87.

4. Ковалев Г.В., Шкарупа Д.Д., Зайцева А.О., Старосельцева O.Ю., Бородулина И.В., Калинина Д.С., Мусиенко П.Е. Особенности нервной регуляции нижних мочевыводящих путей как причина развития гиперактивного мочевого пузыря: современное состояние проблемы. Урология. 2020. – №4. – С. 165–170. DOI: 10.18565/urology.2020.4.165-170.

5. Костеников Н.А. Дифференциальная диагностика глиом головного мозга методом позитронной эмиссионной томографии с различными радиофармпрепаратами// Н.А. Костеников и др. Вестник рентгенологии и радиологии. – 2014. – № 5 – С. 13-18.

6. Метаболизм головного мозга в процессе реализации накопительно-эвакуаторных функций мочевого пузыря / В.Б. Бердичевский, В.В. Колпаков, Б.А. Бердичевский, Д.А. Барашин. Тюмень: РИЦ «Айвекс», 2020. 160 с.

7. Пронин И.Н., Хохлова Е.В., Конакова Т.А., Маряшев С.А., Пицхелаури Д.И., Баталов А.И., Постнов А.А. Применение ПЭТ-КТ с 11С-метионином в первичной диагностике глиом. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2020. – 120 №8. – С. 51–56. DOI: 10.17116/jnevro202012008151.

8. Пушкарь Д.Ю. Функциональная урология и уродинамика / Д.Ю. Пушкарь, Г.Р. Касян. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. – 376 с.

9. Семнадцатилетний опыт использования позитронной эмиссионной томографии в клинической практике (достижения и перспективы развития) Гранов А.М. и др. Медицинская визуализация. – 2013. – №2. – С. 41-52.

10. Скворцова Т.Ю., Савинцева Ж.И., Гурчин А.Ф. ПЭТ с 11С-метионином в оценке поражений головного мозга у больных с глиальными опухолями после комбинированного лечения // «Вопросы нейрохирургии» имени Н.Н. Бурденко. 2019; 83(2): 27‑36. DOI: 10.17116/neiro20198302127.

11. Рекомендации по проведению и описанию исследований методом позитронно-эмиссионной томографии, совмещенной с компьютерной томографией, проводимых за счет средств Московского городского фонда обязательного медицинского страхования. Издание второе, дополненное.: методические рекомендации / Смолярчук М.А., Киреева Е.Д., Рыжов С.А. [и др] // Серия «Лучшие практики лучевой и инструментальной диагностики». – Вып. 87. – 2-е изд., доп. – М.: ГБУЗ «НПКЦ ДиТ ДЗМ», 2021. – 80 с.

12. Урология: национальное руководство / под. ред. Н.А. Лопаткина. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 1024 с.

13. Шварц П.Г., Дутов В.В., Бершадский А.В. Расстройства мочеиспускания у пациентов с сосудистыми заболеваниями головного мозга. Уральский медицинский журнал. 2018; (7): 132-138. DOI: 10.25694/URMJ.2018.04.139.

14. Clare J. Fowler, Derek Griffiths, and William C. de Groat. Nat Rev Neurosci. 2008. June; 9(6): 453–466. DOI:10.1038/nrn2401. 15. Griffiths D, Tadic SD. Bladder control, urgency, and urge incontinence: evidence from functional brain imaging. Neurourol Urodyn. 2008;27(6):466-74. DOI: 10.1002/nau.20549.

16. Griffiths D., Clarkson B., Tadic S.D., Resnick N.M. Brain mechanismsunderlying urge incontinence and its response to pelvic floor muscle training. J Urol. 2015; 194: 708–715.

17. Sugaya K., Nishijima S., Miyazato M., Ogawa Y. Central nervous control of micturition and urine. J. Smooth muscle res. (2005) 41 (3): 117–132.

АНАЛОГОВЫЕ ПАТЕНТЫ:

1. Система позитрон-эмиссионной томографии. Тагуспарки с.а. et al. (PT) // RU 2381525.

2. Способ диагностики расстройства мочеиспускания. Бердичевский Вадим Борисович (RU), Баришин Дмитрий Андреевич (RU), Елишев Виктор Григорьевич (RU), Козлов Леонид Борисович (RU) // RU 2639426.

3. Способ Данилова диагностики расстройств мочеиспускания. Данилов Вадим Валерьевич (RU), Борщенко Сергей Александрович (RU), Вольных Игорь Юрьевич (RU) // RU 2303397.

4. Способ диагностики наполненности мочевого пузыря. Рытик Андрей Петрович (RU), Усанов Дмитрий Александрович (RU), Бондаренко Анна Васильевна (RU), Горемыкин Владимир Ильич (RU), Просова Елена Евгеньевна (RU) // RU 2169752.

5. Способ лечения нейрогенной дисфункции мочевого пузыря. Гусева Наталья Борисовна (RU), Вишневский Евгений Леонидович (RU), Вишневский Алексей Евгеньевич (RU), Лоран Олег Борисович (RU), Джерибальди Ольга Александровна (RU) // RU 2192864.

Изобретение относится к области медицины, а именно к урологии и физиологии, и может быть использовано для прогнозирования нарушения функции мочевого пузыря. Проводят ПЭТ/КТ головного мозга с использованием 18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина в фазе наполнения мочевого пузыря и определяют SUVmax 18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина в цингулярной области коры, таламусе и островке. Определяют отсутствие нарушений со стороны уродинамики у пациента при SUVmax 18F-ФДГ, равном 14,3, SUVmax 11С-метионина, равном 7,9, и SUVmax 11С-холина, равном 4,3, в передней цингулярной области, таламусе и островке. Определяют риск развития гиперактивного мочевого пузыря при SUVmax 18F-ФДГ больше 14,3, SUVmax 11С-метионина больше 7,9, SUVmax 11С-холина больше 4,3 в передней цингулярной области, таламусе и островке и соотношении значений SUVmax 18F-ФДГ, 11С-метионина и 11С-холина 3:2:1. Определяют риск развития гипоактивного мочевого пузыря при SUVmax 18F-ФДГ меньше 14,3, SUVmax 11С-метионина меньше 7,9 и SUVmax 11С-холина меньше 4,3 в передней цингулярной области и таламусе и соотношении значений SUVmax 18F-ФДГ, 11С-метионина и 11С-холина 3:2:1. Способ обеспечивает раннюю диагностику нарушения функции мочевого пузыря за счет проведения ПЭТ/КТ головного мозга с использованием 18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина. 5 табл., 2 пр.

Способ прогнозирования нарушения функции мочевого пузыря, заключающийся в том, что проводят ПЭТ/КТ головного мозга с использованием 18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина, в фазе наполнения мочевого пузыря определяют SUVmax 18F-ФДГ, 11С-метионина, 11С-холина в цингулярной области коры, таламусе и островке,

определяют отсутствие нарушений со стороны уродинамики у пациента при SUVmax 18F-ФДГ, равном 14,3, SUVmax 11С-метионина, равном 7,9, и SUVmax 11С-холина, равном 4,3, в передней цингулярной области, таламусе и островке;

определяют риск развития гиперактивного мочевого пузыря при SUVmax 18F-ФДГ больше 14,3, SUVmax 11С-метионина больше 7,9, SUVmax 11С-холина больше 4,3 в передней цингулярной области, таламусе и островке и соотношении значений SUVmax 18F-ФДГ, 11С-метионина и 11С-холина 3:2:1;

определяют риск развития гипоактивного мочевого пузыря при SUVmax 18F-ФДГ меньше 14,3, SUVmax 11С-метионина меньше 7,9 и SUVmax 11С-холина меньше 4,3 в передней цингулярной области и таламусе и соотношении значений SUVmax 18F-ФДГ, 11С-метионина и 11С-холина 3:2:1.