Способ ультразвуковой оценки периферических нервов нижних конечностей у детей и подростков с сахарным диабетом 1 типа Российский патент 2024 года по МПК A61B8/00 A61B8/02 

Изобретение относится к способу ультразвуковой диагностики патологических изменений периферических нервов у детей и подростков с сахарным диабетом 1 типа.

Известен способ диагностики мультифокальной моторной невропатии [1], основанный на сочетании электронейромиографии (ЭНМГ) и ультразвукового исследования на всем протяжении исследуемого нерва. Данный способ включает электронейромиографии для оценки функций и ультразвуковое исследование (УЗИ) для оценки структуры периферических нервов. Ультразвуковая оценка нервов проводиться только в режиме серошкального изображения (В-режим), учитывая особенность ультразвуковой визуализации периферических нервов, а именно, эффект анизотропии, заключающийся в зависимости визуальной картины от наклона датчика относительно зоны сканирования нерва, использование только серошкального УЗ-изображения с оценкой качественных характеристик (эхогенности нерва, наличие дифференцировки на фасцикулы) обладает высокой оператор зависимостью и требует дополнительных количественных УЗ-характеристик для оценки периферических нервов.

Известен способ индивидуального прогнозирования исходов при повреждениях периферических нервов верхних конечностей у детей [2], основанный на вычислении в В-режиме площади поперечного сечения нервов верхних конечностей на уровне предплечья и плеча, с последующим сравнением с нормативными значениями. Данный способ основан на изменениях размеров периферических нервов, развивающиеся при их повреждениях. Учитывая особенность периферических нервов у детей и подростков с сахарным диабетом 1 типа, заключающуюся в минимальных изменениях размеров с преобладанием аксонального поражения, использование в качестве оценки только размеров является недостаточным у данной категории пациентов и требуются дополнительные характеристики. Принимая во внимание безопасность и неинвазивность ультразвукового исследования (УЗИ), разработка дополнительных ультразвуковых диагностических критериев является актуальной задачей для детской практики.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ оценки эффективности консервативного лечения синдрома карпального канала [3]. Описанный способ использует метод ультразвуковой эластографии сдвиговой волны для количественной оценки жесткости срединного нерва в карпальном канале. Ультразвуковая эластография сдвиговой волны относится к современным методам ультразвуковой диагностики. Эффективность метода доказана в оценке жесткости при патологических процессах диффузного и очагового характера внутренних и поверхностно расположенных органах и тканях. Наибольшую популярность эластография сдвиговой волны получила из-за точности воспроизведения, низкой оператор зависимости, и возможностью количественно измерить жесткость исследуемой ткани, кПа или м/с. К ограничениям эластографии сдвиговой волны, основанной на физических аспектах метода, и данных клинических рекомендаций, относят наличие жидкость содержащих структуры на пути УЗ-луча к зоне измерения, расположение сосудов с передаточной пульсацией вблизи зоны измерения, наличие жестких тканей, таких как, кальцинаты, костные структуры в зоне измерения [4]. Однако данный способ имеет расхождение с ограничениями методики эластографии, а именно проведение измерений вблизи костных структур, которые свойственны анатомии карпального канала. Проведение измерений жесткости нерва на более проксимальных участках, позволит нивелировать данные ограничения.

Технической задачей изобретения является разработка способа ультразвуковой оценки патологических изменений периферических нервов у детей и подростков с сахарным диабетом 1 типа с использованием многомерной ультразвуковой эластографии сдвиговой волны.

Поставленная задача решена путем вычисления коэффициента «Ультразвуковой оценки периферического нерва» (УПН). Первой переменной для вычисления является значение жесткости периферического нерва, полученное методом многомерной ультразвуковой эластографией сдвиговой волны в кПа. Измерение жесткости нервов нижних конечностей, седалищного и большеберцового, проводится с учетом ограничений метода эластографии. Второй переменной является показатель, измеряемый в серошкальном изображении, площадь поперечного сечения исследуемого нерва в мм². Первый и второй коэффициент имеют статистически значимую прямо пропорциональную зависимость, результаты корреляционного анализа представлены на фиг. 1.

Значение коэффициента «Ультразвуковой оценки периферического нерва» сравнивается с пороговым значением, с последующим решением о наличии патологического процесса.

Существенным признаком изобретения является независимость коэффициента «Ультразвуковой оценки периферического нерва» от возраста ребенка (подростка), при одномоментном учете двух ультразвуковых характеристик исследуемого нерва для принятия решения о наличии изменений (фиг.2). Коэффициента «Ультразвуковой оценки периферического нерва» у детей и подростков с сахарным диабетом 1 типа характеризуется более высокими значениями при сравнении с контрольной группой (фиг.3).

Сущность изобретения поясняется фигурами:

на фиг. 1 представлен анализ взаимосвязи между размером нервов (ППС) и показателем ультразвуковой эластографии «Жесткость» у пациентов с СД 1 типа в детском возрасте (критерий Спирмена, уровень значимости p <0,05);

на фиг. 2 представлено сравнение коэффициента «Ультразвуковой оценки периферического нерва» (УПН) седалищного и большеберцового нервов у пациентов с сахарным диабетом 1 типа в группах «возрасте 7 -12 лет» и «возраст 13-17 лет» (критерий Манна-Уитни, уровень значимости p <0,05);

на фиг. 3 представлена таблица отличий значений коэффициент «Ультразвуковой оценки периферического нерва» (УПН) в группе детей и подростков с сахарным диабетом 1 типа и контрольной группой;

на фиг. 4 показана схема расположения седалищного нерва при измерении, средняя треть бедра (левая конечность). 1- седалищный нерв, 2- двуглавая мышца бедра, 3- полусухожильная мышца, 4- полуперепончатая мышца, 5- большая приводящая мышца, 6- бедренная кость;

на фиг. 5 показана схема расположения большеберцового нерва при измерении, нижняя треть бедра (левая конечность). 1а – малоберцовый нерв, 1b – большеберцовый нерв, 2- двуглавая мышца бедра, 3 - полусухожильная мышца, 4 - полуперепончатая мышца, 5 - большая приводящая мышца, 6 - бедренная кость;

на фиг. 6 представлена эластография сдвиговой волны седалищного нерва, расчет медианы жесткости нерва;

на фиг.7 представлены пороговые значения и заключения УЗИ седалищного и большеберцового нервов у детей и подростков с сахарным диабетом 1 типа.

Способ ультразвуковой оценки периферических нервов нижних конечностей у детей и подростков с сахарным диабетом 1 типа с использованием многомерной ультразвуковой эластографии сдвиговой волны включает расчет коэффициента «Ультразвуковой оценки периферического нерва» (УПН) седалищного и большеберцового нерва, с последующим сравнением с пороговым значением. При значениях коэффициента УПН седалищного нерва более 0,75 или большеберцового нерва более 0,67, делается заключение о наличии ультразвуковых признаков характерных для диабетической полинейропатии, при меньших значениях делается заключение об отсутствии ультразвуковых признаков диабетической полинейропатии.

Коэффициент УПН рассчитывается по формуле:

УПН= Жесткость / ППС

Жесткость (кПа) – жесткость периферического нерва, измеряется многомерной ультразвуковой эластографией сдвиговой волны;

ППС (мм²) – площадь поперечного сечения периферического нерва, измеряется при ультразвуковом исследовании в В-режиме.

Оба параметра измеряются при ультразвуковом исследовании седалищного и большеберцового нервов линейным высокочастотным датчиком 12-17 МГц в положении пациента лежа на животе. Измерения проводятся при поперечном сканировании нервов на участках: седалищный нерв – средняя треть бедра, большеберцовый нерв – нижняя треть бедра, на 1-2 см ниже бифуркации седалищного нерва. Локализация зон измерения представлены на фиг. 4, 5.

При проведении эластографии, ультразвуковой датчик относительно зоны измерения располагается под прямым углом с соблюдением общего правила «перпендикулярности».

Измерение жесткости периферического нерва проводиться без оказания давления во время исследования. Длительность исследования не менее 4 секунд для стабилизации и равномерного распространения сдвиговых волн. Визуальная оценка качества эластограммы, включает полное окрашивание зоны измерения, максимальное выравнивание фронта сдвиговых волн в окне оценки качества эластограмм, отсутствие артефактов окрашивания при сильном нажиме на датчик, от пограничных зон с мышцами и эпиневрием, от прилегающих жестких (костных) структур и крупных сосудов.

Количество измерений каждого участка периферического нерва не менее 3 раз. Учитывая анатомическую особенность периферических нервов менять форму в поперечном срезе на разных участках (веретеновидная, шаровидная). Измерение жесткости требует охвата не менее 80% нерва, путем выделение максимально возможного количества активных окон измерений в поперечном срезе нерва, без включения эпиневрия. Вычисление медианы производится автоматически (фиг.6). В протокол исследования выносится значение медианы жесткости нерва. С целью снижения аппарат зависимых факторов при измерении жесткости нервов необходимо избегать артефактов возникающих от передаточной пульсации близкорасположенных артерий, близость костных структур, большая глубина зон исследования более 80 мм [4].

Способ основывается на наличие причинно-следственной связи изменения жесткости периферических нервов и их размеров независимо от возраста ребенка (подростка). Учитывая особенность патогенеза диабетической полинейропатии, а именно преобладание аксонального типа поражения, которое практически не сопровождается увеличением размеров нервов (ППС), регистрируемое при ультразвуковом исследовании. Большое значение при расчете коэффициента УПН принадлежит показателю «Жесткость», полученное при многомерной ультразвуковой эластографии сдвиговой волны. Согласно данным литературы, данный показатель повышается с ростом внутриневрального давления в результате отека нерва при его ишемии, что может быть использовано в диагностическом наблюдении изменений периферических нервов [5, 6, 7].

Клинический пример 1.

Пациент Н., возраст 14 лет с клинически установленным диагнозом сахарный диабет 1 типа. ППС седалищного нерва равна 22 мм², большеберцового нерва 11 мм². Жесткость седалищного нерва равна 28 кПа, большеберцового нерва 13,9 кПа.

Коэффициент УПН седалищного нерва=28/22=1,27

Коэффициент УПН большеберцового нерва=13,9/11=1,26

При составлении с пороговым значением, представленными на фиг.7 делают заключение о наличии ультразвуковых признаках диабетической полинейропатии нервов нижних конечностей.

Клинический пример 2.

Пациент M, возраст 10 лет с клинически установленным диагнозом сахарный диабет 1 типа. ППС седалищного нерва равна 17 мм², большеберцового нерва 10 мм². Жесткость седалищного нерва равна 10,8 кПа, большеберцового нерва 6,5 кПа.

Коэффициент УПН седалищного нерва=10,8/17=0,63

Коэффициент УПН большеберцового нерва=6,5/10=0,65

При составлении с пороговым значением, представленными на фиг.7 делают заключение об отсутствии ультразвуковых признаках диабетической полинейропатии нервов нижних конечностей.

Изобретение позволяет вычислить новый коэффициент «Ультразвуковой оценки периферического нерва» (УПН) и установить ультразвуковые изменения периферических нервов нижних конечностей (седалищного, большеберцового) у детей и подростков с сахарным диабетом 1 типа, характерные для диабетической полинейропатии независимо от возраста. Способ может быть использован не только для диагностики, но и для динамического наблюдения течения заболевания у данной категории пациентов.

Источники информации

1. Патент RU2751973 «Способ диагностики диабетической периферической нейропатии».

2. Патент RU2498774 «Способ индивидуального прогнозирования исходов при повреждениях периферических нервов верхних конечностей у детей».

3. Патент RU2601659 «Способ оценки эффективности консервативного лечения синдрома карпального канала».

4. Эластография сдвиговых волн. Анализ клинических примеров (практическое руководство для последипломной профессиональной переподготовки врачей): учебное пособие для использования в учебном процессе образовательных учреждений, реализующих программы высшего образования по специальности 31.08.11 Ультразвуковая диагностика (уровень ординатуры). – 2 –е изд., перераб. и доп./ [А.В. Борсуков и др.]; под ред. А.В. Борсукова. – СИМК – 2022 г. – 468 с. – ISBN 978-5-91894-102.

5. Wang C, Wang H, Zhou Y, Zhang S, Huang M. Evaluation of the clinical value of shear wave elastography for early detection and diagnosis of diabetic peripheral neuropathy: a controlled preliminary prospective clinical study. BMC Musculoskelet Disord. 2022 Dec 22;23 (1):1120. doi: 10.1186/s12891-022-06085-z. PMID: 36550450; PMCID: PMC9773497.

6. Aslan, M, Aslan A, Emeksiz HC, Candan F, Erdemli S, Tоmbul T, Gunaydın GD, Kabaaliоğlu A. Assessment оf Peripheral Nerves With Shear Wave Elastоgraphy in Type 1 Diabetic Adоlescents Withоut Diabetic Peripheral Neurоpathy / M. Aslan, A. Aslan, H.C. Emeksiz [et al.] // J. Ultrasоund Med. – 2019 – Vоl. 38(6). – P. 1583-1596.

7. Aslan, M. Assessment оf peripheral nerves with shear wave elastоgraphy in type 1 diabetic adоlescents withоut diabetic peripheral neurоpathy. / M. Aslan, A. Aslan, H.C. Emeksiz [et al.] // J. Ultrasоund Med. – 2019. – Vоl. 38. – P. 1583-1596.

Изобретение относится к области медицины, а именно к ультразвуковой диагностике, неврологии, и может быть использовано для диагностики патологических изменений периферических нервов у детей и подростков с сахарным диабетом 1 типа. Способ включает в себя использование многомерной ультразвуковой эластографии сдвиговой волны, которой измеряют жесткость периферического нерва Ж (кПа). С использованием ультразвукового исследования в В-режиме измеряют площадь поперечного сечения периферического нерва ППС (мм²). Рассчитывают коэффициент «Ультразвуковой оценки периферического нерва» седалищного и большеберцового нерва по формуле УПН = Ж / ППС. Если значение коэффициента УПН седалищного нерва больше 0,75 или значение коэффициента УПН большеберцового нерва больше 0,67, то делается заключение о наличии ультразвуковых признаков, характерных для диабетической полинейропатии. Способ позволяет установить изменения периферических нервов нижних конечностей у детей и подростков с сахарным диабетом 1 типа, характерные для диабетической полинейропатии, за счет определения коэффициента УПН. 7 ил., 2 пр.

Способ ультразвуковой оценки периферических нервов нижних конечностей у детей и подростков с сахарным диабетом 1 типа, включающий ультразвуковое исследование, отличающийся тем, что с использованием многомерной ультразвуковой эластографии сдвиговой волны измеряют жесткость периферического нерва Ж (кПа) и с использованием ультразвукового исследования в В-режиме измеряют площадь поперечного сечения периферического нерва ППС (мм²), далее рассчитывают коэффициент «Ультразвуковой оценки периферического нерва» седалищного и большеберцового нерва по формуле:

УПН = Ж / ППС,

при значении коэффициента УПН седалищного нерва больше 0,75 или большеберцового нерва больше 0,67 делается заключение о наличии ультразвуковых признаков, характерных для диабетической полинейропатии.