Способ определения размерных величин щитовидной железы

Способ определения размерных величин щитовидной железы

Реферат

Изобретение относится к медицине, а именно к тиреодологии и лучевой диагностике, и может быть использовано уточнение размеров и объема ткани щитовидной железы при неинвазивных исследованиях.

В настоящее время приоритетной задачей в медицине является рациональный подбор методик, позволяющих точно поставить диагноз при минимальных затратах времени и средств, в частности, при исследованиях щитовидной железы (ЩЖ) (Ультразвуковая диагностика заболеваний щитовидной железы / П.М.Котляров и [др.]. - Москва: Видар-М., 2009. - 239).

Общеклинические методы: визуальный осмотр, пальпация - входят в стандарт качества оказания медицинской помощи больным с тиреоидной патологией и являются первым обязательным этапом в диагностике заболеваний ЩЖ, однако они не обладают достаточной степенью информативности для постановки окончательного диагноза. Так, пальпация ЩЖ дает ложноположительные результаты в 8,7-10,9% случаев, ложноотрицательные - примерно в 18%. Узлы ЩЖ диаметром менее 1,0 см визуально и пальпаторно определяются с трудом, за исключением узлов, находящихся в перешейке (Ультразвуковая диагностика заболеваний щитовидной железы / П.М.Котляров и [др.]. - Москва: Видар-М, 2009. - 239). Измерение линейных размеров и объема органа при таком исследовании практически невозможно.

Исследования ЩЖ на секционном материале являются наиболее точными, так как измерение длины, толщины, ширины боковых долей и перешейка производятся измерительными инструментами, например штангенциркулем, непосредственно на самом органе. Однако этот метод может быть использован только на биологическом секционном или аутопсийном материале.

Для более точной оценки линейных размеров и объема ЩЖ показаны различные методы лучевой визуализации органа (Могутов М.С. Ультразвук - ассистированные операции при заболеваниях ЩЖ: автореф. дисс. … докт. мед. наук / М.С.Могутов. Москва, 2009. - 42 с.; Сенча А.Н. Методы лучевой визуализации в диагностике и лечении заболеваний ЩЖ: автореф. дисс. … докт. мед. наук / А.Н.Сенча. Москва, 2008. - 41 с.).

Однако традиционное УЗИ обеспечивает получение лишь двухмерного изображения, использование которого имеет ряд недостатков, а именно: невозможность точного измерения линейных размеров и объема объектов неправильной геометрической формы, к которым, в частности, и относится ЩЖ.

Существует общепринятая методика УЗИ ЩЖ. Стандартным является следующее положение пациента: лежа на спине с подложенным под плечевой пояс валиком высотой 10-15 см. При эхографии ЩЖ рекомендуется использовать высокочастотные датчики 5-10 МГц (чаще используются датчики 7,5 МГц) с глубиной сканирования до 7 см (Ymasaki K, Hirata K., Okamura K. et al. Development of 10 MHz mechanical inline sector scanner and clinical significance. Investigation of the mean grey level estimation method for the thyroid gland and normal values // J.S.U.M. 1992. P.344-345). Возможно также применение силиконовых прокладок и водных насадок, а также датчиков с более высокой частотой (10-13 МГц) и меньшей глубиной сканирования - до 4 см, позволяющих детально оценивать структурные изменения паренхимы ЩЖ и новообразования в ней. При этом единственным ограничением использования подобных датчиков являются большие размеры ЩЖ. При значительно увеличенной ЩЖ рекомендуется использовать датчики конвексного сканирования (Трофимова Е.Ю., Стручкова Т.Я., Паршин B.C. Методика и протокол ультразвукового исследования щитовидной железы // Визуализация в клинике. 2002. - №20 - С.57-59).

Использование известных методик визуализации ЩЖ позволяет оценить ее параметры только со стороны передней области шеи, при этом визуализация задней поверхности ЩЖ затруднена.

Таким образом, используемую в настоящее время общепринятую методику определения объема ЩЖ при УЗИ нельзя считать точной, так как она не учитывает большую вариабельность размеров и форм ЩЖ, доли которых далеко не всегда представляют собой эллипсоиды, а зачастую и не в полном объеме попадают в обзор используемых датчиков УЗИ сканирования и врача.

Цель изобретения - разработка способа ультразвуковой визуализации ткани ЩЖ, определения линейных размеров и объема органа, отличающегося простотой исполнения, точностью клинических выводов, низкой себестоимостью.

Технический результат достигается использованием:

- для визуализации участков ткани ЩЖ, расположенных в области ее задней поверхности, двух датчиков ультразвукового сканирования: линейного, с частотой 7,5-10 МГц и глубиной сканирования 4-7 см и конвексного с частотой 3,5-5 МГц и глубиной сканирования до 20 см;

- для определения объема этих образований модификации общепринятой формулы Брунна путем дополнения ее результирующей формулой множественного регрессионного анализа методом наименьших квадратов, примененного к матрице эмпирических измерений ширины, толщины, высоты.

В собственных исследованиях, на большом объеме клинического и аутопсийного материала мы обнаружили, что щитовидные железы, имеющие форму, приближенную к эллипсоиду, встречаются не более чем в 50% исследований. Щитовидные железы с неправильной геометрической формой, имеющие больший объем ткани, идущей от латеральной поверхности в сторону трахеи и пищевода, встречаются примерно в 50% случаев.

Участки ЩЖ, отходящие от латеральной поверхности в сторону трахеи и пищевода, обозначены нами как ретрощитовидные отростки (РЩО) ЩЖ (К вопросу о вариантной анатомии щитовидной железы / Ю.В.Малеев, А.В.Черных, А.В.Петров, Н.М.Шмакова // Однораловские морфологические чтения: сборник научных трудов, посвященный 110-летию профессора Н.И.Одноралова и 90-летию Воронежской государственной академии им. Н.Н.Бурденко. - Воронеж: ВГУ, 2008. - Вып.7. - С.65-76; Черных А.В. Топографо-анатомические особенности строения щитовидной железы у жителей Центральночерноземного региона / А.В.Черных, Ю.В.Малеев, Т.В.Гусева, А.Н.Шевцов // Научно-теоретический медицинский журнал морфология. - 2010. - Т. 137, №4. - С.211; Малеев Ю.В., Черных А.В., Гусева Т.В. Клинико-анатомические параллели ретрощитовидных возвышений // Актуальные вопросы оперативной хирургии и топографической анатомии. - 2009. - С.55).

Причем в 27% наблюдений в задних отделах ЩЖ, то есть ретрощитовидных отростках, были выявлены узловые образования (Ю.В.Малеев, Т.В.Гусева, Н.М.Шмакова, А.Л.Попович. Особенности строения щитовидной железы как фактор риска возникновения диагностических ошибок и развития операционных осложнений // Морфологические ведомости. - 2009. - №3. - С.90; Черных А.В. Клинико-морфологические аспекты топографической анатомии задней поверхности щитовидной железы / А.В.Черных, Ю.В.Малеев // Вестник экспериментальной и клинической хирургии: научно-практический журнал. - 2010. - Т.3, №3. - С.201-206).

С целью визуализации задней поверхности ЩЖ с возможно расположенными на ней участками ткани, мы предлагаем ультразвуковую визуализацию проводить при помощи двух датчиков: линейного, с частотой 7,5-10 МГц и глубиной сканирования 4-7 см и конвексного с частотой 3,5-5 МГц и глубиной сканирования до 20 см.

Обследование ЩЖ начинают линейным датчиком с частотой 7,5-10 МГц по стандартной методике. Пациент находится в положении лежа с подложенным под плечевой пояс валиком. При этом оценивают положение, размеры, эхоструктуру долей и перешейка. Поскольку данный датчик имеет небольшую глубину сканирования, визуализация задней поверхности ЩЖ невозможна.

Далее перемещают пациента в положение сидя, голова находится в положении франкфуртской горизонтали, которая проводится через нижний край орбиты (orbitae) и верхний край наружного слухового прохода (porus acusticus externus). Конвексный датчик с рабочей частотой 3,5-5 МГц и глубиной сканирования до 20 см устанавливают в горизонтальной плоскости в передней области шеи так, чтобы середина его сканирующей поверхности соответствовала переднему краю грудино-ключично-сосцевидной мышцы, в месте прикрепления ее к ключице. Глубину сканирования выбирают в зависимости от конституциональных особенностей пациента, то есть с увеличением толщины шеи глубина сканирования увеличивается. Затем перемещают датчик кверху, добиваются получения поперечной эхограммы боковой доли и части перешейка ЩЖ. Далее датчик перемещают латерально до пересечения середины его сканирующей поверхности с задним краем грудино-ключично-сосцевидной мышцы. Достигнув задней поверхности трахеи, проводят тщательное сканирование в различных направлениях, дифференцируя структуры ретро- и паратрахеального пространств.

В этой проекции оценивают ширину и толщину РЩО. Затем сканирующую поверхность датчика переводят во фронтальную плоскость и устанавливают его по заднему краю грудино-ключично-сосцевидной мышцы, чтобы оценить высоту РЩО.

Для модификации формулы расчета объема ЩЖ нами использованы результаты прямых физических методов определения объема тканей ЩЖ, удаленных у пациентов при выполнении оперативных вмешательств. Производили измерение линейных размеров задних участков ЩЖ с помощью измерительных линеек и определение их объема с помощью «Устройства для определения объема биологического материала объектов неправильной геометрической формы» (пат. RU №88526).

В качестве толщины РЩО ЩЖ выступал наибольший переднезадний размер, измеренный в сагиттальной плоскости; в качестве ширины - протяженность между двумя максимально удаленными друг от друга противоположными сторонами во фронтальной плоскости; в качестве высоты - протяженность между двумя максимально удаленными друг от друга противоположными сторонами в вертикальной плоскости.

Поскольку задне-медиальные участки ЩЖ - ретрощитовидные отростки - имеют форму неправильного эллипсоида, их объем, вычисленный при помощи формулы Брунна, дает существенные искажения в сравнении с истинным.

С использованием множественного регрессионного анализа методом наименьших квадратов (МНК), примененным к матрице эмпирических измерений физического объема при помощи устройства и линейных размеров (ширины, толщины, высоты), получена формула для точного определения объема на основании статистически значимых величин.

Была использована модель регрессионного анализа с включением парных взаимодействий.

Расчетная модель определения объема РЩО выглядит следующим образом:

Vрщо=2,84525+0,0344979*высота+0,0264189*(высота*ширина)-0,0273851*(высота*толщина)-1,70574*ширина+3,03702*(ширина*толщина)-2,98509*толщина

Коэффициент детерминации регрессионной модели - R² равен 99,38%; таким образом, степень точности модели высока.

С учетом результатов наших исследований общеизвестную формулу Брунна необходимо модифицировать, включив в нее компоненты для определения объема РЩО:

Vщж=(_пдтолщина×_пдширина×_пдвысота+_лдтолщина×_лдширина×_лдвысота)×0,479 мл (см³)+2,84525+0,0344979*_рщовысота+0,0264189*(_рщовысота*_рщоширина)-0,0273851*(_рщовысота*_рщотолщина)-1,70574*_рщоширина+3,03702*(_рщоширина*_рщотолщина)-2,98509*_рщотолщина

где префиксом пд обозначены параметры правой доли; префиксом лд - параметры левой доли щитовидной железы, префиксом РЩО - параметры ретрощитовидных отростков.

Использование модифицированной нами формулы позволяет вычислить объем ЩЖ с погрешностью не более 0,01 см³ (см. табл.).

Таблица
Результаты измерений объектов аутопсийного материала (n=80).
Показатель	Среднее арифметическое	Станд. ошибка
Высота (см)	2,6	0,1
Ширина (см)	1,5	0,07
Толщина (см)	1,0	0,04
Фактический объем ЩЖ (см3), измеренный при помощи устройства по патенту RU №88526	2,25	0,02
Объем, вычисленный при помощи классической формулы Брунна	1,93	0,02
Объем, вычисленный при помощи модифицированной формулы	2,28	0,14
Разница (%) между объемом фактическим и вычисленным по формуле Брунна	14%
Разница (%) между объемом фактическим и вычисленным по авторской методике	1%

Предложенная формула актуальна как в морфологических исследованиях, так и в клинической практике. Она дает возможность определять объем боковых долей ЩЖ, содержащих РЩО по данным линейных размеров боковых долей и линейных размеров РЩО, определяемых непосредственно на изъятом в ходе секции биологическом материале или на УЗИ ЩЖ, с помощью конвексного датчика ультразвукового сканирования по предлагаемой методике.

Пример. Пациент М., 46 лет. Обратился для обследования щитовидной железы.

Обследование ЩЖ начали с использования линейного датчика с частотой 7,5-10 МГц по стандартной методике. Пациент находится в положении лежа с подложенным под плечевой пояс валиком, диаметром 10-15 см. При этом оценивают положение, размеры, эхоструктуру долей и перешейка. Поскольку данный датчик имеет небольшую глубину сканирования, визуализация РЩО технически невозможна. Далее перемещают пациента в положении сидя, голова находится в положении франкфуртской горизонтали, которая проводится через нижний край орбиты (orbitae) и верхний край наружного слухового прохода (porus acusticus externus). Конвексный датчик с рабочей частотой 3,5-5 МГц и глубиной сканирования до 20 см устанавливают в горизонтальной плоскости в передней области шеи так, чтобы середина его сканирующей поверхности соответствовала переднему краю грудино-ключично-сосцевидной мышцы, у места прикрепления ее к ключице. Глубину сканирования выбирают в зависимости от конституциональных особенностей пациента, то есть с увеличением толщины шеи глубина сканирования увеличивается. Затем перемещают датчик кверху, добиваются получения поперечной эхограммы боковой доли и части перешейка. Далее датчик смещают латерально до пересечения середины его сканирующей поверхности с задним краем грудино-ключично-сосцевидной мышцы. Достигнув заднего отдела трахеи, проводят тщательное сканирование в различных направлениях, дифференцируя структуры ретро- и паратрахеального пространств. Таким образом, на эхограмме получают изображение заднего отдела ЩЖ, а при наличии РЩО - изображение тиреоидной паренхимы, расположенной позади трахеи. В этой проекции оценивают ширину и толщину РЩО. Затем сканирующую поверхность датчика переводят во фронтальную плоскость и устанавливают его по заднему краю грудино-ключично-сосцевидной мышцы, чтобы оценить высоту РЩО.

Таким образом, обнаружен РЩО посередине боковой доли ЩЖ размерами: высота - 1,02 см, ширина - 0,71 см, толщина - 0,53 мм. Размеры правой боковой доли щитовидной железы: высота - 5,84 см, ширина - 1,87 см, толщина - 1,95 см. Размеры левой боковой доли: высота - 5,12 см, ширина - 1,12 см, толщина - 1,7 см.

На основании полученных данных, используя формулу для определения объема ЩЖ, вычисляется объем ЩЖ, суммируя его с объемом РЩО, рассчитанным по предлагаемой формуле, получаем общий, более точный объем ЩЖ с учетом особенностей строения задней поверхности ЩЖ (Черных А.В. Топографо-анатомические особенности строения щитовидной железы у жителей Центрально-Черноземного региона / А.В.Черных, Ю.В.Малеев, Т.В.Гусева, А.Н.Шевцов // Научно-теоретический медицинский журнал морфология. - 2010. - Т.137, №4. - С.211).

Итак, объем ЩЖ, определяемый по общепринятой формуле Брунна, равен 14,87 см³.

Объем РЩО по предлагаемой формуле равен 1,245566012 см³, а объем ЩЖ - 16,115566012 см³. То есть предлагаемая методика дает точность, превышающую полученную при общепринятых методах измерения на 8,38%.

Способ определения линейных размерных величин щитовидной железы с использованием методов ультразвуковой диагностики и регрессионных моделей, отличающийся тем, что для визуализации участков ткани щитовидной железы, расположенных в области ее задней поверхности, используют два датчика ультразвукового сканирования: линейного, с частотой 7,5-10 МГц и глубиной сканирования 4-7 см, и конвексного, с частотой 3,5-5 МГц и глубиной сканирования до 20 см; для определения объема щитовидной железы используют формулу: Vщж=(_пдтолщина×_пдширина×_пдвысота+_лдтолщина×_лдширина×_лдвысота)×0,479 мл (см³)+2,84525+0,0344979*_рщовысота+0,0264189*(_рщовысота*_рщоширина)-0,0273851*(_рщовысота*_рщотолщина)-1,70574*_рщоширина+3,03702*(_рщоширина*_рщотолщина)-2,98509*_рщотолщина, где префиксом пд обозначены параметры правой доли; префиксом лд - параметры левой доли щитовидной железы, префиксом рщо - отростки щитовидной железы, отходящие от латеральной поверхности в сторону трахеи и пищевода, причем под толщиной этих отростков понимают наибольший переднезадний размер, измеренный в сагиттальной плоскости; под шириной - протяженность между двумя максимально удаленными друг от друга противоположными сторонами во фронтальной плоскости; под высотой - протяженность между двумя максимально удаленными друг от друга противоположными сторонами в вертикальной плоскости.