Способ диагностики ранних признаков острого респираторного дистресс-синдрома

Способ диагностики ранних признаков острого респираторного дистресс-синдрома

Реферат

 

Изобретение относится к медицине, в частности к рентгенологии и пульмонологии. Способ позволяет повысить точность диагностики ранних признаков острого респираторного дистресс-синдрома. Проводят исследование легких с использованием компьютерной томографии с определением плотности каждого среза, при этом исследование проводят в первые сутки развития патологического процесса на одной фиксированной фазе дыхания на уровнях нижнего края грудино-ключичных сочленений, бифуркации трахеи, середины правого корня легкого, правого купола диафрагмы и в каждом из четырех выделенных уровней проводят по одному срезу, который делят на переднюю, латеральную, медиальную и заднюю зоны, в каждой из этих зон проводят измерение оптической плотности в одной фиксированной точке (ЕД₁, ЕД₂, ЕД₃, ЕД₄), а также выделяют участки с максимальной (ЕД_max) и минимальной (ЕД_min) плотностью интерстициальной ткани для каждого среза с последующим расчетом средней плотности среза по формуле ЕДср=(ЕД₁+ЕД₂+ЕД₃+ЕД₄):4 и разности плотностей между max и mm показателями в срезе по формуле (ЕД = ЕД_max-ЕД_min) и при снижении среднего значения показателя оптической плотности ЕДср до (-870)-(-730) ед.Н и повышении ЕД до 180-300 ед.Н в любом из выбранных срезов судят о 1-й стадии ОРДС при снижении ЕДср до (-731)-(-650) ед.Н и повышении среднего значения ЕД до 300-550 ед. Н судят о 2-й стадии ОРДС, при снижении ЕДср менее -650 ед.Н и повышении ЕД более 550 ед.Н судят о 3-й стадии ОРДС. 6 табл. 18 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к рентгенодиагностике острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС).

Острый респираторный дистресс-синдром - это острое неспецифическое легочное осложнение, развивающееся при различных видах тяжелых патологических процессов (шок, сепсис, перитонит и т.д.). Частота его развития по ряду авторов колеблется от 8 до 59%. Наиболее часто ОРДС развивается у больных с тяжелой черепно-мозговой травмой, осложняет течение посттравматического периода и занимает одно из первых мест среди причин смерти при этих патологиях (30-80%) (см. , например, John М, Luce, MD, FCCM. Acute lung injury and respiratory distress syndrome. Crit Care Med. 1998; v 26, N 2; 369-376).

Основным способом диагностики ОРДС является рентгенологический.

Рентгенологическая картина его была описана Ахиазаровым В.Я. в 1973 г. и Колесниковой Е. К. в 1977 г. Однако рентгенологические признаки развивающегося процесса имели место на 2-3 сутки от момента травмы, хотя по данным патоморфологов изменения в легких отмечаются уже через 1 час (Трофимова Т.Н. и др. "Респираторный дистресс-синдром взрослых", Рентгенологические аспекты Междунар. мед. обзоры, 1993, т. 1-2, с. 112-116; Неговский В.А. и др. Постреанимационная болезнь. М., "Медицина", 1987, с. 119-142).

Такие различия объясняются тем, что выявляемость ранних признаков ОРДС рентгенологическим методом очень низка (7-22%) и увеличивается при прогрессировании патологического процесса (2 стадия).

К недостаткам рентгенографии относятся: 1. Поздняя выявляемость на рентгенограммах ввиду малой разрешающей способности метода и наличия суммационного эффекта.

2. Не дает точной количественной оценки степени гидрофильности легочной ткани.

3. Не позволяет оценить патологические изменения в задних базальных отделах легких из-за высокого стояния куполов диафрагмы и вынужденного положения больного, находящегося в критическом состоянии.

Введение в клиническую практику компьютерной томографии расширило возможности лучевого исследования органов грудной клетки. Применение КГ легких у больных, находящихся в критическом состоянии, обеспечивает получение важной дополнительной информации на 70% случаев больше, чем при рентгенографии (Tagliabue М, Acta Radiol. 1994, May; 35(3): 230-234). В то же время, применение КТ у таких больных (в частности - для диагностики ОРДС) ограничено из-за необходимости транспортировки тяжелобольных, находящихся на ИВЛ, длительностью исследования и увеличением стоимости лечебно-диагностического процесса.

Известен способ томографирования легких на 3-х уровнях (верхушка, корень и основание легких) у пациентов с ОРДС с последующим определением веса легочной ткани (см., например, Kurtz В., Stockle G. / Prax. Klin. Pneumol. - 1983, N 1. - S. 800-801.; Torresin A. Gattinoni L. Radiol Med. (Torino)1989 Dec. ; 78(6);626-631). Данный способ с выделением 3-х уровней соответствует традиции рентгенологического анализа легочных полей по зонам (верхней, средней и нижней).

К недостаткам способа следует отнести: 1. Изменение рассчитанного веса легочной ткани не позволяет провести дифференциальную диагностику с другими интерстициальными процессами в легких (например, с пневмонией), тем более на ранних стадиях развития процесса.

2. Способ не позволяет охарактеризовать каждый сегмент в отдельности и определить степень изменения гидрофильности легочной ткани на исследуемых срезах.

Наиболее близким к заявляемому является способ исследования легких у больных с ОРДС с использованием КТ, заключающийся в тотальном томографировании от верхушки до куполов диафрагмы с выделением 10 уровней с определением средней плотности и объема каждого среза для определения массы легкого, которая при наличии отека легких увеличивается, а также для получения дополнительной рентгенологической информации, не выявленной на рентгенограмме (см. , например, Pelosi P. , D'Andrea L. // Am. J. Respir. Crit Care Med. 1994, Jan.; 149 (1): 8-13).

Недостатками данного способа являются: 1. Трудности выявления ранних признаков ОРДС из-за отсутствия количественных критериев его развития.

2. Необходимость выполнения большого количества (15-20) срезов.

3. Значительная лучевая нагрузка на пациента, особенно в случаях динамического наблюдения за больным.

4. Продолжительное время обследования (15-20 мин).

5. Сложность сопоставления результатов из-за большого количества нестандартных срезов.

Задача настоящего изобретения состоит в повышении точности диагностики ранних признаков ОРДС с характеристикой поражения всех сегментов и количественным определением степени гидратации легочной ткани.

Поставленная задача достигается тем, что исследование проводят в первые сутки на одной фиксированной фазе дыхания на уровнях нижнего края грудино-ключичных сочленений, бифуркации трахеи, середины правого корня легкого, правого купола диафрагмы, и в каждом из четырех выделенных уровней проводят по одному срезу, который делят на переднюю, латеральную, медиальную и заднюю зоны, в каждой из этих зон проводят измерение оптической плотности в одной фиксированной точке (ЕД₁, ЕД₂, ЕД₃, ЕД₄), а также находят участки с максимальной и минимальной плотностью интерстициальной ткани для каждого среза (ЕД_max и ЕД_min) с последующим расчетом средней плотности среза (ЕД_cp) по формуле (ЕД₁ + ЕД₂ + ЕД₃ + ЕД₄):4 и максимальной разности плотностей в срезе (ЕД) - по формуле ЕД_max - Ед_min и при снижении среднего значения показателя оптической плотности ЕД_cp до (-870) - (-730) ед.Н и повышении ЕД до 180 - 300 ед. Н в любом из выбранных срезов судят о 1 стадии ОРДС, при снижении ЕД_cp до (-731) - (-650) ед.Н при повышении среднего значения ЕД до 300 - 550 ед.Н судят о 2-ой стадии, ОРДС, при снижении ЕД_cp менее -650 ед.Н и повышении ЕД более 550 ед.Н судят о 3 стадии ОРДС.

Новизна способа: 1. Выделение 4-х уровней: - нижнего края грудино-ключичных сочленений или дуги аорты, - бифуркации трахеи, - середины правого корня легкого, - правого купола диафрагмы вызвано тем, что они отражают легкие в целом, так как включают представителей всех легочных сегментов и позволяют за короткое время и при минимальной лучевой нагрузке больным, находящимся на ИВЛ, провести исследование легких для диагностики ранних признаков повреждения.

2. Разделение каждого из 4-х срезов на зоны для определения в них оптической плотности позволяет охарактеризовать степень поражения каждой из них в отдельности и количественно оценить степень гидратации легочной ткани.

3. Оценочные критерии выбраны в результате эксперимента и клинического исследования, достаточны и достоверны для диагностики раннего проявления ОРДС.

Для пояснения изобретения в приложении (фиг. 1-18) даны образцы рентгенограмм и гистограмм.

Сущность способа заключается в следующем: компьютерную томографию легких проводят больным, находящимся на ИВЛ при поступлении в больницу в первые сутки (это м.б. в первые часы) после травмы, а также при любом другом патологическом процессе на томографе фирмы Дженерал Электрик "Sytec 3000" лежа на спине, головой в гентри, на одной фазе дыхания. Местом центрации являлась яремная вырезка. Томографию проводят по алгоритму высокого разрешения со следующими техническими условиями: толщина томографического слоя - 2 мм, поле зрения -36 - 25 см, время сканирования -2, 4 с, сила тока 130 мА (Китаева В.В. "Компьютерная томография высокого разрешения в диагностике заболеваний легких". // Медицинская визуализация. 1997, N 4, с. 17- 21; И.Е. Тюрин "КГ высокого разрешения в диагностике заболеваний органов дыхания" // Медицинская визуализация, 1999, N 3, с. 36-43; "Diffuse Pulmonary Disease in Children: High Resolution CT Findlings. / American Journal of Roentgenology. Dee 1996. S. 1405-1408).

На выполненной обзорной топограмме выделяют 4 уровня сканирования: 1. нижнего края грудино-ключичных сочленений или дуги аорты, 2. уровень бифуркации трахеи, 3. уровень середины правого корня легкого, 4. уровень правого купола диафрагмы (фиг. 1).

Необходимость проведения томографирования легких на 4-х уровнях у больных с ОРДС объясняется патогенетическими особенностями процесса, а именно: диффузными изменениями в легких при данной патологии. Выделенные уровни позволяют провести КТ-срезы через практически все легочные сегменты с последующей объективной оценкой изменений в каждом из них. Проведение КТ всего на 4 уровнях обусловлено также необходимостью максимального сокращения времени исследования у тяжелых больных, находящихся на ИВЛ, при сохранении высокой информативности метода.

В каждом из выделенных уровней делают по одному срезу. Всего получают 4 среза, каждый из которых при анализе делят на 4 зоны, характеризующие изменения в передних, задних, латеральных и медиальных отделах каждого легкого (фиг. 2). Такое деление позволяет выявить ранние индивидуальные топографические особенности развития ОРДС и охарактеризовать степень поражения отдельных зон в каждом срезе.

В каждой из этих зон проводят измерение оптической плотности паренхимы легких курсором в 1 точке на участке диаметром 0,05 см в абсолютных числах Хаунсфилда (Hu). Выбор точек измерения осуществляют исходя из наличия в этой области только интерстициальной ткани и отсутствия в них других элементов паренхимы легких (сосуды, бронхи, шварты и т.д.). При этом, для возможности динамической оценки течения ОРДС локализация точек при каждом последующем исследовании не изменялась.

На основании 4 значений плотности в каждом срезе расчитывают среднюю арифметическую величину (ЕД_CP) по формуле 1.

ЕД_CP= (ЕД₁ + ЕД₂ + ЕД₃ + ЕД₄)/4, (1) где ЕД₁, ЕД₂, ЕД₃, ЕД₄ - величина плотности в 1, 2, 3, 4 точках каждой зоны.

Эта величина характеризует усредненную плотность легочной ткани в исследуемой области. Кроме того, в этих же срезах определяют разницу между максимальным и минимальным значениями полученных плотностей по формуле 2 ЕД=ЕД_max - ЕД_min, (2) где ЕД - разница плотностей в исследуемом срезе; ЕД_max - максимальная плотность; ЕД_min - минимальная плотность.

Эта величина позволяет дать оценку степени выраженности уплотнения легочной ткани в области очага ОРДС и степени компенсаторной гиперпневмотизации окружающих тканей легкого в исследуемом срезе.

Таким образом, в каждом срезе получают одно среднее значение оптической плотности и одно значение разности плотностей между максимальным и минимальным показателями.

Для доказательства достоверности оценочных данных эти же измерения были проведены на томограммах здоровых людей и полученные средние значения показателей оптической плотности и разницы плотностей, были приняты за норму (табл. 1, фиг. З-5), которые затем сравнивались с показателями плотностей, полученными у больных.

Из представленных данных видно, что у здоровых людей оптическая плотность легочной ткани постепенно увеличивается от первого среза к четвертому. Также увеличивается и разность плотностей. Это свидетельствуют о том, что пневмотизация более выражена в нижних долях и менее выражена в верхних долях, хотя визуальная оценка может быть и другой, поскольку на нее существенное влияние оказывают наслаивающиеся элементы легочного рисунка, количество которых в верхних долях меньше, чем в нижних.

Нами было проведено исследование легких 48 человек с ТЧМТ на компьютерном томографе в первые сутки после травмы, находящихся на искусственной вентиляции легких со степенью сознания по шкале ком Глазго менее 8 баллов. Всем им одновременно проводилось рентгенологическое и компьютерно-томографическое исследование. При анализе КТ-топограмм больные были распределены на 4 группы по выраженности и характеру инфильтративных изменений в каждом срезе. Были получены следующие компьютерно-томографические результаты (табл. 2, 3).

Из полученных данных видно, что у 7 больных в первые сутки патологических изменений в легких выявлено не было, а показатели оптической плотности и разности плотностей соответствовали показателям плотности паренхимы у здоровых людей.

У остальных пациентов отмечено снижение показателей плотностей во всех срезах, но максимально плотность снижена в 3-4-ом срезах. Наибольшую группу составили больные (n=30), у которых снижение показателей плотности выявлено в 3-4-х срезах в пределах 110-120 ед. при отсутствии существенных изменений этого показателя в 1-2 срезах. Кроме снижения показателей плотности у данной категории больных на рентгенограмме выявлено усиление и ячеистая деформация легочного рисунка с четкими и не четкими контурами в средних и нижних отделах легких без наличия инфильтративных очагов. Такая рентгенологическая картина характеризовала 1 степень респираторного дистресс-синдрома (фиг. 6-7).

В другой группе больных (n=9) отмечено снижение оптической плотности во всех срезах, также с максимумом снижения в 3 и 4 срезах на 120-200 ед.Н. У данной категории больных на рентгенограмме выявлены инфильтративные очаги небольших размеров, располагающихся больше в дорзальных отделах легких с усилением легочного рисунка, контуры которого были не четкими, инфильтрированными, с понижением прозрачности вокруг него. Данные изменения соотвествовали рентгенологической картине респираторного дистресс-синдрома 2 степени (фиг. 8-9). Разница между максимальной и минимальной оптической плотностью соответственно увеличилась в 3-4 срезах, т.к. увеличилось число инфильтративных очагов, повысилась гидрофильность интерстициальной ткани и уменьшилась пневмотизация. Данные изменения связаны с появлением жидкости в интерстициальной ткани, что подтверждается денситометрией.

Наименьшую группу (n=2) составили пациенты, у которых наблюдалось наибольшее снижение плотности практически в 4-х срезах (в 3-4 срезах на 250 - 300 ед. Н, а в 1-2 срезах на 170-200 ед.Н). Такая же закономерность отмечалась при исследовании показателя ЕД, который также оказался больше в 3 и 4 срезах. На рентгенограмме выявлено наличие большого числа инфильтративных очагов, сливающихся между собой в фокусы, увеличение их по площади, наличие экссудата в плевральной полости, инфильтративные изменения стенок усиленного и деформированного легочного рисунка. Данная рентгенологическая картина соответствовала 3 степени респираторного дистресс-синдрома.

Таким образом: 1. Снижение среднего значения показателя оптической плотности до (-760)-(-730) ед. Н в 3-4 срезах с повышением среднего значения разности плотностей до 220 - 300 ед.Н свидетельствует о 1 степени ОРДС.

2. При снижение среднего значения показателя оптической плотности до (-740)-(-650) ед.Н и при повышении среднего значения разности плотностей до 370 - 550 ед.Н свидетельствует о 2 степени ОРДС.

3. Снижение среднего значения показателя плотности ниже - 650 ед.Н при увеличении ЕД от 550 ед.Н и более свидетельствует о 3 степени ОРДС.

Получение точных значений позволяет определить степень ОРДС и, следовательно, сразу применить соответствующую им тактику лечения.

Пример 1. Пациент Т. 44 года поступил в больницу со степенью сознания 7 баллов по шкале Глазго. Обстоятельства травмы не известны, доставлен бригадой скорой медицинской помощи. Больному было выполнено рентгенологическое исследование костей черепа, органов грудной клетки и проведена компьютерная томография головного мозга и легких. Со стороны головного мозга выявлена субдуральная гематома справа с дислокацией срединных структур с наличием субарахноидального кровоизлияния и диффузного отека головного мозга. На рентгенограмме органов грудной клетки инфильтративных и очаговых патологических изменений не было выявлено. При исследовании органов грудной клетки на КТ на условных 4-х уровнях выявлены следующие изменения: легочной рисунок усилен и деформирован по ячеистому типу, сосудистые элементы с нечеткими контурами в периферических отделах, междольковые перегородки утолщены. Вокруг сосудистых элементов снижена пневмотизация.

На основании полученных величин плотности в 4-х точках каждой зоны по формуле ЕД_CP= (ЕД₁ + ЕД₂ + ЕД₃ + ЕД₄)/4 определена средняя оптическая плотность каждого среза (табл.4) 1 срез (825+856+858+880):4 = 855 ед.Н.

2 срез (745+812+738+828):4 = 780 ед.Н.

3 срез (658+740+761+799):4 = 740 ед.Н.

4 срез (638+761+733+789):4 = 730 ед.Н.

Разница плотностей между максимальными и минимальными значениями в каждом срезе найдена по формуле ЕД=ЕД_max-ЕД_min 1 срез : 920-720 = 200 ед Н; 2 срез: 936-751 = 185 ед.Н; 3 срез: 821-604 = 217 ед.Н; 4 срез: 843-542 = 301 ед.Н.

Заключение: ОРДС 1 степени, (фиг. 10-12).

Пример 2. Пациет Д. 30 лет поступил в ГНКЦОЗШ 13.09.98 г. с тяжелой черепно-мозговой травмой со степенью сознания по шкале Глазго 5 баллов. Обстоятельства травмы - избит на улице. На рентгенограмме органов грудной клетки усиление легочного рисунка, единичные инфильтративные очаги в нижних отделах легких. При обследовании на КТ органов грудной клетки отмечено усиление и деформация легочного рисунка, небольшое количество жидкости в плевральной полости с 2-х сторон, инфильтративные очаги размером 2-3 мм в задних сегментах 3 и 4 срезов. На основании полученных величин плотности в 4-х точках каждой зоны по формуле ЕД_CP= (ЕД₁ + ЕД₂ + ЕД₃ + ЕД₄)/4 определена средняя оптическая плотность каждого среза.

На основании полученных величин плотности в 4-х точках каждой зоны по формуле ЕД_CP = (ЕД₁ + ЕД₂ + ЕД₃ + ЕД₄)/4 определена средняя оптическая плотность каждого среза (табл, 5) 1 срез (771+798+780+807):4 = 789 ед.Н.

2 срез (722+728+729+777):4 = 739 ед.Н.

3 срез (535+602+524+671):4 = 583 ед.Н.

4 срез (433+606+539+623):4 = 550 ед.Н.

Разница плотностей между максимальными и минимальными значениями в каждом срезе найдена по формуле ЕД=ЕД_max-ЕД_min 1 срез: 846-725 = 121 ед Н; 2 срез: 798-675 = 123 ед.Н; 3 срез: 683-376 = 307 ед.Н; 4 срез: 745-300 = 445 ед.Н.

Заключение: ОРДС 2 степени, двусторонний плеврит (фиг. 13-15).

Пример 3. Пациентка М. 16 лет поступила в ГНКЦОЗШ 11.10.99 с диагнозом: тяжелая черепно-мозговая травма, закрытый перелом обеих костей левой голени, жировая эмболия. Степень сознания по шкале ком Глазго 6 баллов, травма автодорожная. На рентгенограмме органов грудной клетки снижена пневмотизация, очаговые инфильтрированные тени размером 2-3 мм расположены в прикорневых и нижних отделах легких. На КТ - локализация инфильтративных очагов в задних базальных отделах и по периферии максимальная и минимальная в средних отделах легких. На основании полученных величин плотности в 4-х точках каждой зоны по формуле ЕД_CP= (ЕД₁ + ЕД₂ + ЕД₃ + ЕД₄)/4 определена средняя оптическая плотность каждого среза.

На основании полученных величин плотности в 4-х точках каждой зоны по формуле ЕД_CP = (ЕД₁ + ЕД₂ + ЕД₃ + ЕД₄)/4 определена средняя оптическая плотность каждого среза (табл. 6) 1 срез (487+712+712+660):4 = 643 ед.Н.

2 срез (381+583+667+752):4 = 596 ед.Н.

3 срез (326+733+693+705):4 = 614 ед.Н.

4 срез (470+664+688+622):4 = 636 ед.Н.

Разница плотностей между максимальными и минимальными значениями в каждом срезе найдена по формуле ЕД=ЕД_max-ЕД_min 1 срез: 801-345=456 ед.Н; 2 срез: 814-292=522 ед.Н; 3 срез: 859-287=572 ед.Н; 4 срез: 760-181=579 ед.Н.

Заключение: ОРДС 3 степени (фиг. 16-18).

Таким образом, предложенный способ определения степени ОРДС у больных, находящихся в критическом состоянии, безопасен, прост в выполнении, доступен для всех больных, минимальный по времени исследования и лучевой нагрузке, достоверен, надежен, позволяет в динамике оценить степень нарастания инфильтративных изменений в легких и используется в ГНКЦОЗШ г. Ленинска-Кузнецкого. По предложенному способу в ГНКЦОЗШ обследовано 280 человек.

Формула изобретения

Способ диагностики ранних признаков острого респираторного дистресс-синдрома, включающий исследование легких с использованием компьютерной томографии с определением плотности каждого среза, отличающийся тем, что исследование проводят в первые сутки развития патологического процесса на одной фиксированной фазе дыхания на уровнях нижнего края грудиноключичных сочленений, бифуркации трахеи, середины правого корня легкого, правого купола диафрагмы и в каждом из четырех выделенных уровней проводят по одному срезу, который делят на переднюю, латеральную, медиальную и заднюю зоны, в каждой из этих зон проводят измерение оптической плотности в одной фиксированной точке (ЕД₁, ЕД₂, ЕД₃, ЕД₄), а также выделяют участки с максимальной (ЕД_max) и минимальный (ЕД_min) плотностью интерстициальной ткани для каждого среза с последующим расчетом средней плотности среза по формуле ЕД_ср= (ЕД₁+ЕД₂+ЕД₃+ЕД₄): 4 и разности плотностей между max и min показателями в срезе по формуле (ЕД = ЕД_max-ЕД_min) и при снижении среднего значения показателя оптической плотности ЕД_ср до (-870)-(-730) ед.Н и повышение ЕД до 180-300 ед. Н в любом из выбранных срезов судят о 1-й стадии ОРДС, при снижении ЕД_ср до (-731)-(-650)ед.Н и повышении среднего значения ЕД до 300-550 ед. Н судят о 2-й стадии ОРДС, при снижении ЕД_ср менее -650 ед.Н и повышении ЕД более 550 ед.Н судят о 3-й стадии ОРДС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21