СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДИАГНОСТИКИ АНОМАЛИЙ ПОЛОЖЕНИЯ И ВЕТВЛЕНИЯ ДУГИ АОРТЫ У НОВОРОЖДЕННЫХ И ДЕТЕЙ РАННЕГО ВОЗРАСТА Российский патент 2024 года по МПК A61K8/00 A61B8/08 

Предлагаемый способ относится к области медицины, в частности к лучевой диагностике, и предназначен для ультразвуковой оценки пространственной анатомии системы дуги аорты, а именно определения латерализации поперечной дуги аорты, хода и расположения артериального протока и установления характера отхождения брахиоцефальных артерий. Полученная информация может быть использована для ультразвуковой диагностики аномалий положения и ветвления дуги аорты (сосудистых колец) у новорожденных и детей раннего возраста.

Врожденные аномалии дуги аорты и брахиоцефальных артерий, образующие сосудистое кольцо, представлены широким спектром анатомических вариантов и форм, которые включают в себя двойную дугу аорты, аномальное расположение брахиоцефальных артерий и артериального протока/связки при правой и левой дуге аорты. Девиантное положение дуги аорты и ее ветвей, а также аномальный ход артериального протока нарушают сложную топографию органов верхнего средостения и в определенных случаях приводят к формированию сосудистых колец вокруг трахеи и пищевода с разной степенью их сдавления (Шаталов К.В. Сосудистые кольца и сосудистые петли. В кн.: Бокерия Л.А., Шаталов К.В. Детская кардиохирургия: руководство для врачей. М.: НЦССХ им. А.Н. Бакулева; 2016: 747–57). Клинические проявления сосудистых колец обусловлены степенью компрессии центральных дыхательных путей и/или пищевода, а также степенью повреждающего действия крупного пульсирующего сосуда на их стенку. У новорожденных и детей раннего возраста обсуждаемые аномалии становятся причиной гибели ребенка в приступе апноэ, асфиксии или вследствие аспирационной пневмонии (Григорьянц Т.Р., Ким А.И., Рогова Т.В., Акатов Д.С. Сосудистые кольца: современное состояние проблемы. Детские болезни сердца и сосудов. 2022; 19 (4): 263–71).

Неожиданный ход артерий средостения может вызвать затруднения при кардиохирургических, торакальных или ларингологических операциях, а также при катетеризации крупных сосудов в ходе других инвазивных вмешательств. Ход и анатомия сосудов должны быть точно установлены перед любыми плановыми операциями на грудной клетке и шее даже при отсутствии симптомов, указывающих на конфликт между дыхательными путями и пищеводом.

Компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ) органов грудной клетки позволяют в разных плоскостях получить изображения экстракардиальных структур сердца (магистральные сосуды и их ветви, артериальный проток), центральных дыхательных путей (трахея, главные бронхи), оценить их взаимоотношение друг с другом, а также компрессию трахеи и пищевода в одном исследовании. Однако, несмотря на высокую информативность, оба метода имеют ряд недостатков и ограничений в отношении их использования в педиатрической популяции. Ионизирующее излучение, неизбежное при выполнении КТ, и длительное время визуализации, требуемое для МРТ, которое приводит к необходимости применения седации или даже анестезии с интубацией, являются основными проблемами, в частности, при проведении диагностических процедур в периоде новорожденности и у пациентов с потенциально скомпрометированными дыхательными путями (с сосудистым кольцом) (Schooler G., Cravero J.P., Callahan M.J. Assessing and conveying risks and benefits of imaging in neonates using ionizing radiation and sedation/anesthesia. Pediatr. Radiol. 2021; 52: 616–21; Brenner D., Elliston C., Hall E., Berdon W. Estimated risks of radiation-induced fatal cancer from pediatric CT. AJR Am. J. Roentgenol. 2001; 176 (2): 289–96). Поэтому данные виды обследования не следует применять в качестве рутинного диагностического скрининга в детском возрасте, особенно у новорожденных пациентов. Стоит отметить, что КТ и МРТ относятся к категории дорогостоящих исследований.

В педиатрической популяции ультразвуковая диагностика (эхокардиография) является методом выбора в связи с общедоступностью, возможностью предоставления информации в реальном времени, отсутствием ионизирующего излучения и противопоказаний.

Эхокардиография достаточно точно позволяет оценить двухмерную анатомию (размеры и непрерывность хода дуги) при обструктивных аномалиях дуги аорты, таких как коарктация и перерыв дуги, а применение допплеровских режимов – оценить гемодинамику. Однако методика стандартной трансторакальной эхокардиографии ограничена проекциями, получаемыми в парасагиттальных плоскостях, не отражающих синтопию дуги аорты и трахеи. При этом экстракардиальные структуры сердца на протяжении большей части своего хода скрыты костными структурами грудной клетки и аэрируемой легочной тканью/дыхательными путями, которые экранируют область исследования и ухудшают качество ультразвукового изображения (Захарова О.Е., Плахова В.В. Эхокардиография для решения кардиохирургических задач у новорожденных и детей раннего возраста с аномалиями дуги аорты и брахиоцефальных сосудов. Грудная и сердечно-сосудистая хирургия. 2019; 61 (1): 14–20).

Трансторакальная ультразвуковая визуализация у новорожденных и детей раннего возраста отличается от эхокардиографической визуализации у более старших пациентов. Анатомо-физиологические особенности данного периода (тонкие структуры передней грудной клетки с менее выраженным окостенением и гипоэхогенная ткань вилочковой железы) обусловливают оптимальную трансторакальную ультразвуковую визуализацию для эхокардиографического исследования экстракардиальных структур сердца (He X., Chen J., Li G. Study on the views and methods of ultrasonic screening and diagnosis for abnormal aortic arch in infants. Cardiovasc. Ultrasound. 2021; 19 (1): 8).

Все вышеизложенное определяет актуальность и перспективность разработки способа ультразвуковой оценки анатомии дуги аорты и брахиоцефальных артерий, позволяющего установить сложную пространственную анатомию врожденных аномалий дуги аорты и ее ветвей (сосудистых колец) у новорожденных и детей раннего возраста.

На сегодняшний день ультразвуковая семиотика врожденных аномалий дуги аорты и брахиоцефальных артерий (сосудистых колец) не разработана, не предложен комплексный подход, который мог бы быть применим не только к определенному анатомическому варианту порока, но и к различным аномалиям положения и ветвления дуги аорты. Имеющиеся в литературе сообщения об ультразвуковой диагностике сосудистых колец носят спорадический характер – представляют собой иллюстрацию собственного опыта или сообщение об единичных клинических случаях, где авторы демонстрируют промежуточные (нестандартные) эхокардиографические срезы, позволяющие только заподозрить установленную патологию (Mądry W., Zacharska-Kokot E., Karolczak M.A. Methodology of echocardiographic analysis of morphological variations of the aortic arch and its branches in children – own experience. J. Ultrason. 2019; 19 (76): 24–42; Bhat Y., Alhabshan F., Almesned A., Alqwaee A. Can echocardiography aid in diagnosing vascular rings? Cureus. 2023; 15 (12): e50899; de Souza G.G., Guimarães A.F.M., Wang R. et al. Role of transthoracic echocardiography in the diagnosis of double aortic arch. Arq. Bras. Cardiol.: Imagem. Сardiovasc. 2022; 35 (1): eabc267; Bjorkman K.R., Thattaliyath B., Ashwath R. The tracheal sweep: novel use of tracheal landmark in echocardiography to determine aortic arch sidedness. Authorea. September 28, 2023; He X., Chen J., Li G. Study on the views and methods of ultrasonic screening and diagnosis for abnormal aortic arch in infants. Cardiovasc. Ultrasound. 2021; 19 (1): 8).

Наиболее близким к заявляемому способу является способ того же назначения, предусматривающий комбинацию трех проекций, получаемых из супрастернального и высокого парастернального доступов в парaсагиттальных и фронтальных плоскостях (Bhat Y., Alhabshan F., Almesned A. et al. Can echocardiography aid in diagnosing vascular rings? Cureus. 2023; 15 (12): e50899). Первые две проекции воспроизводятся из классического супрастернального доступа: 1-я проекция при ориентации метки датчика на 3 ч условного циферблата визуализирует ход и бифуркацию первого брахиоцефального сосуда и позволяет заподозрить аберрантный ход подключичной артерии; 2-я проекция представляет собой непрерывное парасагиттальное сканирование по длинной оси дуги аорты (метка датчика направлена на 12 ч), в ходе которого левая дуга аорты визуализируется слева, а правая – справа от хрящей трахеи. Служит для определения латерализации дуги аорты. Третью проекцию получают из высокого парастернального доступа с поперечной ориентацией датчика и фронтальным наклоном плоскости сканирования за грудину, это позволяет установить взаимное расположение между нисходящим отделом аорты, левой и правой нижними легочными венами и телом позвонка.

Несмотря на все достоинства технического решения, такой способ визуализации недостаточно информативен и точен. Воспроизведение первого брахиоцефального сосуда может быть затруднено у пациентов с определенным типом ветвления. При нетипичном отхождении позвоночной артерии от общей сонной артерии или в случае отхождения общих сонных артерий одним стволом, бифуркация первой ветви будет маскировать аберрантный ход подключичной артерии. Двойная дуга аорты с двумя функционирующими дугами или участком атрезии между левыми общей сонной и подключичной артериями также не будет иметь бифуркации первого сосуда. В случае двойной дуги аорты с атрезией дистального сегмента левой дуги данная проекция в комбинации с двумя последующими не позволит дифференцировать ее от соответствующего варианта правой дуги. При парасагиттальном сканировании по длинной оси дуги аорты идентификация положения дуги и артериального протока основывается на субъективном впечатлении оператора, поскольку дуга аорты/артериальный проток и трахея не просматриваются одновременно на парасагиттальных срезах. Использование данной проекции ограничено в случае перерыва/атрезии или гипоплазии дуги аорты. Все это значительно снижает информативность способа. Кроме того, трудности представляет объективная характеристика пространственной анатомии дуги аорты и ее ветвей. Сагиттальное сканирование не отображает синтопию исследуемых сосудов.

Технической проблемой изобретения является обеспечение повышения информативности ультразвуковой оценки анатомо-топографического состояния дуги аорты и ее ветвей, позволяющей диагностировать аномалии дуги аорты, образующие сосудистое кольцо.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение точности оценки пространственной анатомии дуги аорты и ее ветвей.

Указанный технический результат достигается тем, что в ходе проведения эхокардиографического исследования для оценки анатомии дуги аорты у новорожденных и детей раннего возраста дополнительно к стандартным проекциям воспроизводят комбинацию из двух последовательных поперечных срезов области верхнего средостения.

Способ осуществляют следующим образом.

У новорожденных и детей раннего возраста при проведении трансторакальной эхокардиографии с помощью секторного фазированного ультразвукового датчика, используемого для кардиологических исследований в педиатрии и неонатологии (рекомендованный частотный диапазон 4–12, 3–8 МГц), из высокого парастернального доступа путем ориентации метки датчика на 3 ч условного циферблата (левое плечо пациента) в краниальном направлении выполняют поперечное сканирование области верхнего средостения, в ходе которого получают и оценивают комбинацию из двух последовательных срезов, проходящих через трахею:

1-й – на уровне поперечной дуги аорты и артериального протока, при наличии в нем кровотока. Исходным ориентиром для получения данной проекции может служить визуализация магистральных сосудов (аорты, легочной артерии) из высокого парастернального доступа по короткой оси, откуда при помощи небольшого наклона акустического луча к голове удается воспроизвести необходимую проекцию. Латерализацию дуги аорты, артериального протока устанавливают относительно трахеи следующим образом: при расположении дуги аорты/артериального протока слева от трахеи диагностируют левую дугу, левый артериальный проток, при визуализации дуги аорты, артериального протока справа от трахеи диагностируют правую дугу, правый артериальный проток, при двухстороннем – двойную дугу аорты. Трахею идентифицируют как гиперэхогенное кольцо, дающее акустическую тень по ходу ультразвукового луча; в режиме цветового допплеровского картирования ориентиром служит появление «мерцающего артефакта» в просвете трахеи и дистальнее, вдоль акустической тени;

2-й – на уровне отхождения брахиоцефальных артерий непосредственно от дуги аорты. Данный срез получают путем небольшого смещения ультразвукового датчика в краниальном направлении из предыдущей проекции, он служит для определения количества и относительного диаметра брахиоцефальных артерий, а также их взаиморасположения с трахеей. Оценку среза проводят следующим образом: при визуализации трех брахиоцефальных артерий (первая имеет несколько больший диаметр), расположенных вдоль по прямой линии слева от трахеи, исключают аберрантный ход правой подключичной артерии, который является вариантом нормы; при обнаружении трех брахиоцефальных артерий относительно равного диаметра, расположенных вдоль прямой линии на равном расстоянии друг от друга слева или справа от трахеи, диагностируют аберрантный ход подключичной артерии; при зеркально-симметричном относительно трахей расположении четырех брахиоцефальных артерий, которые выполняют углы равнобедренной трапеции, дифференцируют анатомию двойной дуги аорты от правой дуги с зеркальным типом ветвления.

Пример 1

Новорожденный А., 1 сут жизни, поступил в отделение реанимации и интенсивной терапии новорожденных и недоношенных детей для обследования и верификации пренатально выявленной аномалии дуги аорты. Где при проведении трансторакального эхокардиографического исследования предложенным способом было диагностировано двойное сосудистое кольцо вокруг трахеи и пищевода, образованное двойной дугой аорты и левым артериальным протоком. Датчик устанавливали в высокую парастернальную позицию с ориентацией метки на левое плечо пациента и с помощью небольшой амплитуды движения датчика в краниальном направлении последовательно воспроизвели сначала срез на уровне поперечной дуги аорты, на котором справа и слева от трахеи были визуализированы соответственно правая и левая (меньшего диаметра) дуги аорты, а также левый открытый артериальный проток; затем проекцию на уровне отхождения брахиоцефальных артерий, которая продемонстрировала зеркально-симметричное расположение сосудов относительно трахеи. В ходе предоперационной подготовки ультразвуковой диагноз двойной дуги аорты был подтвержден с помощью мультиспиральной компьютерной томографической ангиографии сосудов (МСКТ-АГ), которая в дополнение к основному диагнозу показала компрессию трахеи и пищевода.

Пример 2

Пациент В., 2-х лет. Из анамнеза известно, что шум в сердце выслушан в возрасте 6 мес. По данным эхокардиографии, выполненной по месту жительства, заподозрена коронарно-легочная фистула. Со слов мамы, симптомы нарушения глотания и/или дыхания не отмечались. По данным стандартной трансторакальной эхокардиографии, полученным при парасагиттальном сканировании из супрастернального доступа, была заподозрена правая дуга аорты с зеркальным типом ветвления. Для верификации анатомии порока был использован предложенный способ. При воспроизведении поперечного среза на уровне дуги аорты визуализировалась правая дуга аорты, от которой влево отходил брахиоцефальный сосуд. Срез на уровне отхождения брахиоцефальных артерий от дуги продемонстрировал патогномоничный признак анатомии двойной дуги аорты – зеркально-симметричное расположение сосудов относительно трахеи. Это позволило установить предварительный диагноз: сосудистое кольцо вокруг трахеи и пищевода, образованное двойной дугой аорты с участком атрезии левой дуги. Установленная при проведении трансторакальной эхокардиографии анатомия порока была подтверждена по данным МСКТ и в дальнейшем верифицирована интраоперационно.

Пример 3

Пациент Д., 3 мес, прибыл для уточнения анатомии порока. Из анамнеза известно, что врожденный порок сердца (ВПС) – сосудистое кольцо, образованное правой дугой аорты и левым артериальным протоком, установлен во II триместре беременности. В ходе проведения трансторакальной эхокардиографии с помощью воспроизведения двух поперечных проекций области верхнего средостения, на которых дуга аорты визуализировалась справа от трахеи, при этом три брахиоцефальных сосуда, отходящих от дуги, имели относительно равный диаметр, удалось не только верифицировать пренатальный диагноз правой дуги аорты, но и диагностировать аберрантное отхождение левой подключичной артерии от дивертикула Коммерелля, что позволило детализировать анатомию ВПС. Анатомия порока, описанная по данным эхокардиографического исследования полностью соответствовала интраоперационной картине.

Предлагаемый способ позволяет в режиме реального времени с помощью ультразвукового исследования получить достаточный объем диагностической информации о пространственной анатомии дуги аорты и ее ветвей у новорожденных и детей раннего возраста как в норме, так и при различных врожденных аномалиях дуги аорты, образующих сосудистое кольцо, что в практическом отношении поможет определить адекватную тактику ведения таких пациентов, а при необходимости – объем хирургического вмешательства.

Таким образом, применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом обеспечивает более детальную и полную диагностику различных аномалий положения и ветвления дуги аорты у новорожденных и детей раннего возраста.

Изобретение относится к медицине, а именно к лучевой диагностике, и может быть использовано для ультразвуковой оценки пространственной анатомии системы дуги аорты. Проводят ультразвуковое исследование области верхнего средостения из парастернального доступа с ориентацией маркера датчика на 3 ч условного циферблата. Далее выполняют непрерывное поперечное сканирование в краниальном направлении с получением двух последовательных срезов, проходящих через трахею: на уровне поперечной дуги аорты и артериального протока, на уровне отхождения брахиоцефальных артерий (БА) непосредственно от дуги аорты. При определении дуги аорты и артериального протока слева от трахеи диагностируют левую дугу аорты и левый артериальный проток, при определении дуги аорты и артериального протока справа от трахеи диагностируют правую дугу аорты и правый артериальный проток, при определении дуги аорты с двух сторон от трахеи диагностируют двойную дугу аорты. При определении трех БА, расположенных вдоль по прямой линии слева от трахеи, при этом первая БА имеет наибольший диаметр, исключают аберрантный ход правой подключичной артерии, при обнаружении трех БА относительно равного диаметра, расположенных вдоль прямой линии на равном расстоянии друг от друга слева или справа от трахеи, диагностируют аберрантный ход подключичной артерии, при зеркально-симметричном расположении БА относительно трахеи диагностируют двойную дугу аорты. Способ позволяет повысить точность оценки пространственной анатомии дуги аорты и ее ветвей за счёт проведения эхокардиографического исследования комбинации из двух последовательных поперечных срезов области верхнего средостения. 3 пр.

Способ ультразвуковой диагностики аномалий положения дуги аорты и ее ветвей у новорожденных и детей раннего возраста, заключающийся в том, что проводят ультразвуковое исследование (УЗИ) области верхнего средостения из парастернального доступа с ориентацией маркера датчика на 3 ч условного циферблата, выполняют непрерывное поперечное сканирование в краниальном направлении с получением двух последовательных срезов, проходящих через трахею: на уровне поперечной дуги аорты и артериального протока, на уровне отхождения брахиоцефальных артерий (БА) непосредственно от дуги аорты; при определении дуги аорты и артериального протока слева от трахеи диагностируют левую дугу аорты и левый артериальный проток, при определении дуги аорты и артериального протока справа от трахеи диагностируют правую дугу аорты и правый артериальный проток, при определении дуги аорты с двух сторон от трахеи диагностируют двойную дугу аорты; при определении трех БА, расположенных вдоль по прямой линии слева от трахеи, при этом первая БА имеет наибольший диаметр, исключают аберрантный ход правой подключичной артерии, при обнаружении трех БА относительно равного диаметра, расположенных вдоль прямой линии на равном расстоянии друг от друга слева или справа от трахеи, диагностируют аберрантный ход подключичной артерии, при зеркально-симметричном расположении БА относительно трахеи диагностируют двойную дугу аорты.