Способ диагностики и мониторинга течения заболеваний легких, сопровождающихся накоплением в альвеолах белковых и липидных субстанций

Способ диагностики и мониторинга течения заболеваний легких, сопровождающихся накоплением в альвеолах белковых и липидных субстанций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способам установления факта наличия и степени выраженности накопления в просвете легочных альвеол субстанций, содержащих белки и липиды, и может быть использовано в пульмонологии и эндоскопии для диагностики и оценки течения заболеваний легких.

Известно применение конфокальной лазерной эндомикроскопии (КЛЭМ) для определения наличия внутриальвеолярного накопления веществ [Salatin М, Roussel F, Hauss Р-А, et al. In vivo imaging of pulmonary alveolar proteinosis using confocal endomicroscopy. J Eur Respir. 2010; 36: 451]. Применение метода КЛЭМ позволяет визуализировать внутриальвеолярные субстанции белково-липидной природы, однако ввиду отсутствия возможности управлять дистальной частью мини-зонда его проведение к респираторным отделам дыхательной системы осуществляется вслепую, по пути наименьшего сопротивления, в связи с чем невозможно заранее установить конечную локализацию его наконечника в пределах сегмента, что не позволяет получить полную картину распределения внутрипросветных субстанций. Известен также метод компьютерной томографии высокого разрешения (КТВР), который позволяет оценить состояние всей легочной паренхимы, выявляя пораженные области, и является методом «золотого стандарта» в пульмонологии. Схожая рентгенологическая симптоматика помимо заболеваний, сопровождающихся накоплением в альвеолах белковых и липидных субстанций, таких как альвеолярный протеиноз, липоидная пневмония, болезнь Гоше, альвеолярный микролитиаз и других [Borie R, Danel С, Debray М-Р, et al. Pulmonary alveolar proteinosis. Eur Respir Rev. 2011, 20: 98-107; Seymour JF, Preseneill JJ. Pulmonary alveolar proteinosis: progress in the first 44 years. Am J Respir Crit Care Med. 2002, 166: 215-235], встречается также при экзогенном аллергическом альвеолите, легочной аденокарциноме, пневмоцистной пневмонии и других. В связи с этим для подтверждения наличия заболеваний, сопровождающихся накоплением в альвеолах белковых и липидных субстанций, требуются дополнительные диагностические методы, например биопсия ткани легкого.

Задачей данного изобретения было создание способа, позволяющего более эффективно выявить наличие заболеваний, сопровождающихся накоплением в альвеолах белковых и липидных субстанций, а также в ряде случаев (при альвеолярном протеинозе) подтвердить диагноз без выполнения биопсии легочной ткани.

Данная задача решается путем проведения сначала КТВР и затем КЛЭМ дыхательных путей во всех доступных сегментах и субсегментах легких с обеих сторон с помощью мини-зонда с лазерным лучом с длиной волны 488 нм и оценкой количества флотирующих внутриальвеолярных белковых и липидных субстанций по 5-балльной шкале, где 0 баллов означает отсутствие признака, а 5 баллов - максимальную выраженность, и последующего одновременного проведения КЛЭМ и КТВР в двух или нескольких сегментах легкого с выявленными на КТВР изменениями и в двух или нескольких сегментах легкого - без изменений, согласно данным КТВР, при пошаговом просмотре (каждый шаг 0,5-1 мм) всей совокупности сканов выбранного отдела грудной клетки.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. На первом этапе пациенту выполняется первичная КТВР, по результатам которой может быть предположено наличие заболевания легких, сопровождающегося накоплением в альвеолах белковых и/или липидных субстанций. На втором этапе такому больному проводится эндоскопическое исследование с применением КЛЭМ. КЛЭМ дыхательных путей выполняется под местной или общей анестезией с использованием стандартного гибкого бронхоскопа, через инструментальный канал которого проводится мини-зонд. Для КЛЭМ используется мини-зонд с лазерным лучом с длиной волны 488 нм, который возбуждает естественную флюоресценцию структур дистальных отделов дыхательных путей, позволяя в реальном режиме времени записывать видеоряд. Мини-зонд проводят в дистальном направлении до момента визуализации альвеолярных ходов и мешочков. Анализируются все доступные сегменты и субсегменты легких с обеих сторон. Оценка количества флотирующих внутриальвеолярных белковых и липидных субстанций осуществляется по 5-балльной шкале, где 0 баллов означает отсутствие признака, а 5 баллов - максимальную выраженность. Подсчитывается общее количество сегментов и субсегментов, в которых определяются флюоресцирующие внутрипросветные комплексы, производится балльная оценка их количества. Третьим и самым главным этапом обследования является одновременное применение КЛЭМ и КТВР при обследовании четырех (двух с изменениями и двух без изменений) или более заведомо определенных участков легких. Количество последних должно быть минимально возможным, что обусловлено соблюдением принципов безопасного обследования с умеренной лучевой нагрузкой. Сначала через инструментальный канал эндоскопа заводится мини-зонд до визуализации альвеолярных ходов и запускается запись эндомикроскопических изображений дистальных отделов дыхательных путей, в процессе которой осуществляется избирательное сканирование выбранного отдела легких с помощью КТВР. В результате одновременного использования КЛЭМ и КТВР в участке легкого без изменений на компьютерной томограмме установлено наличие белково-липидных субстанций выраженностью 1-4 балла, тогда как в зоне легкого с характерными КТВР симптомами для данных заболеваний выраженность накопления белково-липидных субстанций составила 4-5 баллов. Таким образом, одновременное использование КЛЭМ и КТВР не только подтверждает диагноз заболевания, характеризующегося накоплением в альвеолах белковых и/или липидных субстанций, но, обеспечивая двойной контроль методов, позволяет в двух (или более при необходимости) легочных сегментах комплексно оценить выраженность патологического процесса.

Предлагаемое изобретение иллюстрируют следующие рисунки:

Фигура 1. КЛЭМ in vivo у пациента с накоплением в просвете альвеол белково-жировой субстанции до (А) и спустя 2 дня после (В) лаважа целого легкого.

Фигура 2. Полуколичественная оценка количества флотирующих интраальвеолярных комплексов: А - комплексы отсутствуют (0 баллов), В - единичные комплексы (1 балл), С - заполнено менее половины поля зрения (2 балла), D - заполнена половина поля зрения (3 балла), Е - заполнено более половины поля зрения (4 балла), F - поле зрения полностью заполнено (5 баллов).

Фигура 3. Соответствие между КТВР и КЛЭМ изображениями. Последний скан (А) 8-го сегмента справа, где мини-зонд (стрелка) еще виден и первый следующий 1-мм скан без мини-зонда (стрелка) (В), демонстрирующие типичные КТВР симптомы для заболевания, сопровождающегося накоплением белково-липидных субстанций в просвете альвеол. КЛЭМ (С) показывает большое количество флотирующих внутриальвеолярных комплексов (2-5 баллов по оценочной шкале).

Фигура 4. Соответствие между КТВР и КЛЭМ изображениями. Последний скан (А) 4-го сегмента справа, где мини-зонд (стрелка) еще виден и первый следующий 1-мм скан без мини-зонда (стрелка) (В), демонстрирующие отсутствие КТВР симптомов заболевания. КЛЭМ (С) показывает флотирующие внутриальвеолярные комплексы на фоне сохраненной альвеолярной структуры, менее выраженные (0-3 балла по оценочной шкале), чем при наличии КТВР признаков патологии.

Изобретение иллюстрируется нижеприведенным клиническим примером.

Пример

Пациент Г., 34 лет, в 2012 году поступил для обследования и лечения по поводу прогрессирующей одышки при физической нагрузке и продуктивного кашля. Стаж курения 27 пачка-лет.

Прежде всего, выполнялось КТВР грудной клетки, при которой было выявлено очаговое поражение паренхимы легкого в виде рентгенологических симптомов «матового стекла» и «булыжной мостовой» с преимущественной локализацией во 2-м, 3-м, 5-м, 8-м и 9-м сегментах справа и в 4-м, 5-м, 6-м и 10-м сегментах слева. Совершенно свободными от изменений были 4-й, 6-й и 10-й сегменты справа и 8-й и 9-й сегменты слева. Остальные легочные сегменты были поражены частично.

Далее выполнялась КЛЭМ дистальных дыхательных путей (альвеоскопия) под местной анестезией лидокаином по окончании рутинной бронхоскопии с использованием гибкого бронхоскопа диаметром 5,9 мм (ЕВ-530Т model; Fujinon, Japan). Для исследования бронхолегочной системы применяется мини-зонд Alveoflex аппарата Cellvizio (Mauna Kea Technologies, France) диаметром 1,4 мм, разрешающая способность которого составляет 3,5 мкм, диаметр оптического поля - 600 мкм, глубина исследования - 0-50 мкм, с фиксацией 12 изображений в секунду. Мини-зонд вводился в инструментальный канал бронхоскопа, осторожно проводился вперед до визуализации альвеолярных мешочков и ходов. Последовательно анализировались все доступные сегменты и субсегменты обоих легких. Видеоряд анализировался с помощью программного обеспечения системы (Cellvizio viewer, version 1.6.0; Mauna Kea Technologies).

Далее КЛЭМ проводили одновременно с КТВР грудной клетки, что позволило в каждый момент исследования определять положение дистального конца мини-зонда. КТВР снимки, подтверждающие позиционирование мини-зонда при КЛЭМ исследовании в зоне патологических изменений, были выполнены для двух легочных сегментов с изменениями, выявленными КТВР, которые представляли собой диффузные области «матового стекла» с утолщениями междольковых перегородок в виде «булыжной мостовой». Это были 8-й сегмент справа и 6-й сегмент слева. В качестве сегментов с неизмененной при КТВР паренхимой были взяты 4-й сегмент справа и 9-й - слева. При этом применяли следующий протокол: пациент находится в положении лежа на спине; толщина срезов составила 0,5-1 мм; использовался принцип избирательного (кластерного) сканирования зон интереса для снижения лучевой нагрузки; сканирование осуществлялось в конце глубокого вдоха. С целью исключения возможности принять какую-либо анатомическую структуру (например, сосуд) за наконечник зонда применяли принцип отслеживания мини-зонда на серии последовательных сканов с измерением его плотности. Ввиду содержания металла в наконечнике зонда она составляет около 3000 HU, благодаря чему дистальную часть мини-зонда легко можно отличить от структур легкого.

Количество флотирующих внутриальвеолярных белковых и липидных субстанций оценивали с использованием 5-балльной шкалы, где 0 баллов означает отсутствие признака, а 5 баллов - максимальную выраженность. Фигура 2 отражает полуколичественную оценку количества флотирующих внутриальвеолярных комплексов: А - комплексы отсутствуют (0 баллов), В - единичные комплексы (1 балл), С - заполнено менее половины поля зрения (2 балла), D - заполнена половина поля зрения (3 балла), Е - заполнено более половины поля зрения (4 балла), F - поле зрения полностью заполнено (5 баллов).

Данные проведенного КЛЭМ обследования показали наличие в дистальных дыхательных путях пациента в 18 из 20 альвеолярных областей (по 10 сегментов с каждой стороны) патологических изменений. В 15 из них визуализировались флюоресцирующие внутриальвеолярные комплексы (3-5 баллов по приведенной ранее шкале) на фоне неизмененных альвеолярных структур, в остальных - скопления альвеолярных макрофагов, склеенных между собой умеренно флюоресцирующей жидкостью (1-3 балла) или умеренно флюоресцирующая жидкость (1 балл) без каких-либо дополнительных элементов. Кроме того, аналогичная жидкость, не встречающаяся при КЛЭМ нормальных дистальных дыхательных путей, была отмечена не только в просвете альвеол, но и в дистальных бронхиолах. В 2 из 20 альвеолярных областей изменения выявлены не были, на альвеоскопических изображениях фиксировались лишь единичные альвеолярные макрофаги (0 баллов), которые, как известно, хорошо визуализируются при КЛЭМ у настоящих и бывших курильщиков ввиду накопления в них табачных смол.

Фигура 3 иллюстрирует результаты, полученные с помощью способа обследования с одновременным применением КЛЭМ и КТВР. Последний скан (А) 8-го легочного сегмента справа, где мини-зонд (стрелка) еще виден, и первый следующий 1-мм скан без мини-зонда (стрелка) (В) демонстрируют положение зонда и типичные КТВР-симптомы для заболевания, сопровождающегося накоплением белково-липидных субстанций в просвете альвеол. КЛЭМ (С) показывает большое количество флотирующих внутриальвеолярных комплексов (2-5 баллов по оценочной шкале) в том же легочном сегменте.

Фигура 4 отражает наличие флотирующих внутриальвеолярных комплексов в 4-м легочном сегменте справа, где отсутствуют симптомы заболевания на КТВР, при этом изменения по данным КЛЭМ менее выражены (0-3 балла по оценочной шкале), чем в сегментах с КТВР признаками патологии.

По данным обследования с одновременным применением КЛЭМ и КТВР больному был поставлен диагноз аутоиммунный альвеолярный протеиноз. Проведенная для контроля биопсия легочной ткани подтвердила поставленный диагноз.

Пациенту с лечебной целью выполнен двусторонний тотальный брохоальвеолярный лаваж. Тактику проведения лечебного бронхоальвеолярного лаважа (тотальное, а не посегментарное промывание легкого) выбрали на основании обнаружения характерных для альвеолярного протеиноза изменений в 18 из 20 альвеолярных областей, в 75% из которых с каждой стороны визуализировались флюоресцирующие внутриальвеолярные комплексы (3-5 баллов по приведенной ранее шкале). На 2-й день после лаважа было проведено обследование пациента по описанному выше способу. Было обнаружено значительное (до 0-2 баллов) уменьшение количества флотирующих внутриальвеолярных флюоресцирующих комплексов в 73% альвеолярных областей, заполненных ими до лечения, при сравнении идентичных зон. Фигура 1 отражает результаты КЛЭМ in vivo у пациента с накоплением в просвете альвеол белково-жировой субстанции до и спустя 2 дня после лаважа целого легкого.

Таким образом, предложенный способ позволяет получить более точную картину заболеваний, сопровождающихся накоплением в альвеолах белковых и липидных субстанций, а также подтвердить диагноз без выполнения биопсии легочной ткани.

Способ исследования легких при заболеваниях, сопровождающихся накоплением в альвеолах белковых и/или липидных субстанций, включающий проведение компьютерной томографии высокого разрешения (КТВР) легких и выявление сегментов с изменениями паренхимы легких и без изменений, отличающийся тем, что дополнительно проводят конфокальную лазерную эндомикроскопию (КЛЭМ) дыхательных путей с помощью мини-зонда с лазерным лучом с длиной волны 488 нм, выявляя наличие белковых и/или липидных субстанций, причем КЛЭМ проводят одновременно с повторной КТВР с шагом 0,5-1 мм двух сегментов с изменениями паренхимы и двух сегментов без изменений по данным первоначально проведенной КТВР.