Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Оценка состояния стенок брюшной аорты по данным инструментального исследования (обзор литературы) 9
1.1. Атеросклероз, как причина нарушения эластичности сосудистых стенок 9
1.2. Аневризма брюшного отдела аорты: статистические данные 10
1.3. Методы инструментального исследования брюшной аорты 14
1.4. Возможности инструментальных методов исследования эластических свойств сосудистой стенки 18
1.5. Понятие о скорости деформации движущихся структур 27
Глава 2 Характеристика клинических наблюдений и методов исследования , 31
2.1. Клиническая характеристика обследованных пациентов 31
2.2. Методы исследования пациентов 36
2.3. Статистическая обработка полученных данных 45
Глава 3 Оценка скорости деформации стенки брюшной аорты в норме и у пациентов с атеросклерозом по данным ультразвукового исследования 47
3.1. Результаты комплексного ультразвукового исследования брюшной аорты у здоровых лиц и пациентов с атеросклерозом (1-я и 2-я группы) 47
3.2. Исследование скорости деформации стенки брюшной аорты у пациентов 1-й и 2-й групп 52
Глава 4 Оценка скорости деформации стенки брюшной аорты у больных аневризмой брюшной аорты до и после протезирования по данным ультразвукового исследования .57
4.1. Результаты комплексного ультразвукового исследования брюшной аорты у больных аневризмой аорты 57
4.2. Результаты комплексного ультразвукового исследования брюшной аорты у пациентов после операции протезирования аорты з
4.3. Исследование скорости деформации стенки брюшной аорты у больных аневризмой аорты до и после протезирования 69
4.4. Сравнительный анализ результатов исследования показателей скорости деформации стенки брюшной аорты по группам наблюдений 83
Заключение 88
Выводы 100
Практические рекомендации 101
Список сокращений и условных обозначений 102
Список литературы
- Методы инструментального исследования брюшной аорты
- Методы исследования пациентов
- Исследование скорости деформации стенки брюшной аорты у пациентов 1-й и 2-й групп
- Исследование скорости деформации стенки брюшной аорты у больных аневризмой аорты до и после протезирования
Методы инструментального исследования брюшной аорты
Ультразвуковое исследование (УЗИ) является методом выбора для выявления и наблюдения за аневризмой брюшной аорты у асимптомных пациентов по всему миру [91,92,94,123]. Общепринятая методика [50] включает в себя исследование в В-режиме с измерением диаметра в трех точках: под диафрагмой, на уровне отхождения чревного ствола и у бифуркации. Оценивают толщину, эхогенность стенки аорты, ровность ее внутреннего контура и наличие пристеночных структур, таких как тромбы или атеросклеротические бляшки.
В случае выявления аневризмы оценивают ее локализацию, размер, наличие и расположение тромботических масс, наличие и уровень расслоения стенки. Показано, что УЗИ позволяет определять размеры аневризмы брюшного отдела аорты с точностью до 2-3 мм [20]. Затем осуществляют дуплексное сканирование - сочетание В-режима с цветовым допплеровским картированием (ЦЦК) и триплексное сканирование (сочетание В-режима, ЦЦК и спектрального анализа кровотока), которые позволяют получить качественную и количественную информацию о потоке крови. Это дает возможность исследователю не только более точно оценить проходимость аорты, дифференцировать функциональный просвет и пристеночные тромботические массы, но и выявить кровоток в ложном ходе при расслоении, а также поступление крови в ложную аневризму через дефект стенки аорты.
Специфичность и чувствительность УЗИ при проведении дуплексного сканирования в выявлении аневризмы брюшной аорты у асимптомных больных достигает 100% [91,120]. Также современные исследователи отмечают, что УЗИ абсолютно сопоставимо с КТ в плане измерения диаметра аневризмы, а его чувствительность и специфичность в выявлении подтеканий в полость аневризмы у пациентов после эндоваскулярного протезирования по поводу аневризмы брюшного отдела аорты составляют соответственно 91% и 85% [105].
Кроме того, УЗИ позволяет провести дополнительную оценку структуры стенки аневризмы при построении трехмерной реконструкции. Так, по данным Э.Н. Чебышевой (2005) при наличии в аневризме тромботических масс с неровным внутренним контуром, выступающих в виде «мыса», необходимо выполнение трехмерной реконструкции аневризмы для определения целостности задней стенки. Чувствительность данного метода составила 96,8%, специфичность - 100%, точность - 96,9% [56].
Отдельно следует отметить возможности, которые предоставляют исследователям ультразвуковые контрастные вещества. Так, по данным различных исследований, чувствительность ультразвукового исследования с контрастированием в выявлении подтеканий в полость аневризмы у пациентов после эндоваскулярного протезирования брюшного отдела аорты составляет от 81% до 98%о, а специфичность от 81,8% до 93%, что сравнимо с диагностической значимостью КТ-ангиографии / МСКТ [81,83,108,126].
Однако в случае, когда пациент имеет избыточную массу тела либо страдает метеоризмом, визуализация аорты с помощью ультразвука может быть затруднена. Кроме того, ультразвуковое исследование является операторозависимым методом и точность измерений зависит от опыта исследователя [84].
Согласно Российским национальным рекомендациям по ведению пациентов с аневризмами брюшной аорты [32] при планировании оперативного вмешательства нельзя ограничиваться только проведением УЗИ, поскольку определение границ аневризмы в супра-, интерренальных отделах аорты и сразу под почечными артериями, а также выявление периаортального процесса или подвздошных аневризм представляют затруднения для ультразвуковой визуализации [89,120,127].
Основным методом предоперационной визуализации аневризм брюшной аорты на сегодняшний день является мультиспиральная компьютерная томография с контрастированием (КТ-ангиография).
Данный метод позволяет визуализировать все анатомические особенности как аорты и ее ветвей, так и окружающих структур и тканей [59,64,66]. Также КТ-ангиография позволяет получать трехмерные и динамические изображения, значение которых особенно усилилось с введением в практику эндопротезирования [88]. По современным данным КТ-ангиография даже позволяет предсказать разрыв аневризмы за счет обнаружения дочерних аневризм и разрывов в кальцинозе стенок аневризмы [69]. Однако, как и другие методы визуализации, КТ-ангиография имеет недостатки, такие как радиационная нагрузка и необходимость применения нефротоксических контрастных препаратов. Этих недостатков лишена магнитно-резонансная томография (МР-ангиография).
Для бесконтрастной визуализации сосудов при MP-ангиографии на сегодняшний день используют две основных методики: времяпролетную ангиографию (time-of-flight - TOF) и фазоконтрастную ангиографию (phase-contrast angiography-PCA). Обе методики можно использовать как в двухмерном, так и в трехмерном режиме. Для осуществления времяпролетной ангиографии обязательным является сканирование в плоскости, поперечной кровотоку, для получения максимально яркого сигнала от сосуда. Это затрудняет исследование сосудов, имеющих непрямолинейный ход, и делает его неэффективным. В основе фазоконтрастной MP-ангиографии лежит различие сигнала от кровотока и окружающих сосуд неподвижных тканей, что позволяет достигать яркого изображения сосудов на фоне полного подавления сигнала от стационарных структур. Применение контрастных веществ в этом режиме не имеет смысла, поскольку изображение строится на основании скоростной составляющей потока.
Контрастное усиление при MP-ангиографии позволяет визуализировать большой объем сосудистой системы, включая периферические отделы. МР-ангиография позволяет улучшить контрастирование мягких тканей, увидеть движение стенки аорты, оценить ее состояние и визуализировать просвет аорты [88,120]. MP- и КТ- ангиография сравнимы по точности в измерении стенки брюшного отдела аорты и оценке степени вовлечения аорты в воспалительную аневризму [122]. Поскольку MP-ангиография не дает лучевую нагрузку, ее можно применять для визуализации различных фаз прохождения контрастного вещества: артериальной, венозной и отсроченной.
Однако, по сравнению с КТ-ангиографией, данный метод требует значительно больше времени для сканирования и постобработки изображения, более чувствителен к артефактам и является более дорогостоящей процедурой. Также проведение MP-ангиографии невозможно у пациентов с электрокардиостимуляторами, металлическими имплантами, а также страдающих клаустрофобией.
Методы исследования пациентов
Комплексное ультразвуковое исследование брюшного отдела аорты включало в себя исследование в В-режиме, в режиме цветового допплеровского картирования (ЦДК) и проведение спектрального анализа кровотока.
УЗИ выполняли в лаборатории ультразвуковой диагностики ФГБУ "РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского" РАМН (зав. лабораторией - д.м.н. Ю.Р. Камалов). УЗИ проводили на ультразвуковой системе Philips HD11 EX (Голландия) с регистрацией на цифровой носитель. Использовали конвексный датчик с частотой сканирования от 2,0 до 5,0 МГц. Ультразвуковое исследование проводилось в режиме синхронизации с электрокардиограммой (ЭКГ).
Подготовка к УЗИ брюшного отдела аорты включала в себя стандартную бесшлаковую диету в течение трех дней, в случае склонности к метеоризму -прием эспумизана накануне исследования. Исследование выполняли в утренние часы, строго натощак. Обязательным условием проведения исследования также являлись нормальные показатели артериального давления (120/80 мм рт.ст. у пациентов 1-й группы и не более 140/90 мм рт.ст. у пациентов 2-й и 3-й групп), нормальная частота сердечных сокращений (60-80 уд/мин.) и синусовый ритм. Артериальное давление определялось по методу Короткова на плече. Частота сердечных сокращений и сердечный ритм определялись на основе синхронизированной электрокардиограммы. Сканирование брюшного отдела аорты проводили в положении пациента лежа на спине.
Брюшную аорту исследовали по стандартным методикам (Никитин Ю.М., 2004; Митьков В.В., 2006; Сандриков В.А., Фисенко Е.П., 2013). Для этого перемещали датчик от мечевидного отростка вниз по средней линии живота в поперечном и продольном положениях.
Диаметр аорты измеряли в трех стандартных точках с определением максимального и минимального диаметров в систолу и диастолу: под диафрагмой, на уровне отхождения чревного ствола и у бифуркации (рисунок 4).
Также оценивали толщину и эхогенность стенки аорты, ровность ее внутреннего контура, наличие пристеночных структур (тромбы, атеросклеротические бляшки и др.).
В случае выявления аневризмы определяли ее локализацию, размеры, наличие и расположение тромбомасс.
У пациентов с аневризмой брюшного отдела аорты УЗИ выполнялось до и после операции протезирования аорты, непосредственно перед выпиской. В послеоперационном периоде проверяли отсутствие подтеканий жидкости в области анастомоза, оценивали размер и структуру «муфты» вокруг протеза, измеряли его диаметр, а также диаметр участка нативной аорты над протезом.
В режиме ЦДК оценивали окрашивание потоков крови и их направление, у пациентов без аневризмы - в инфраренальном отделе, а при наличии аневризмы -в ее просвете и в проекции сохранного участка аорты над аневризмой (рисунок 5).
Кроме того, в указанных выше участках проводили спектральный анализ кровотока (рисунок 6). Спектральный анализ кровотока в брюшной аорте (А - в инфраренальном отделе аорты с неизмененным диаметром, Б - в просвете аневризмы брюшной аорты).
Полученные при УЗИ данные сохраняли в формате DICOM и помещали в базу данных, что позволило систематизировать их для дальнейшего анализа.
Мультиспиральная компьютерная томография брюшного отдела аорты Для уточнения локализации и размеров аневризмы всем пациентам перед операцией выполняли МСКТ брюшного отдела аорты с внутривенным контрастированием (рисунок 7). Исследование проводили в отделении рентгенодиагностики и компьютерной томографии ФГБУ "РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского" РАМН (зав. отделением - к.м.н. В.В. Ховрин) на мультиспиральном 256-срезовом компьютерном томографе Siemens Somatom Definition Flash (Германия). Для контрастирования использовали йод-содержащий контрастный препарат с содержанием йода 350 либо 370 мг/мл. Введение дозы препарата (80-100мл) осуществлялось при помощи автоматического инжектора со скоростью 4,5-5,5 мл/сек. Сканирование проводилось при стандартной укладке пациента на исследование брюшного отдела аорты, на вдохе, с толщиной среза 0,3-0,5мм. Протяженность сканирования - от уровня диафрагмы до уровня головок бедренных костей. Все исследования оценивали на постпроцессорных рабочих станциях Syngo.via в мультипланарных проекциях (в т.ч. кривые проекции) с построением трехмерного изображения. Реконструкцию выполняли в мягкотканном и сосудистом режимах. В г
Обработку полученных видеофрагментов ультразвуковых изображений выполняли на рабочей станции Multivox. Программное обеспечение рабочей станции Multivox позволяет получать информацию о движении стенок сосуда, основываясь на кинопетле, полученной в В-режиме.
Специально разработанный модуль обработки ультразвуковых серий изображений обеспечивал слежение за движением помеченных участков ультразвукового изображения и автоматически проводил построение графиков кривых деформации (смещения) и скорости деформации стенки сосуда (в данном случае - брюшной аорты) между отмеченными областями (рисунок 8). Для обработки и последующего анализа выбирали участок аорты протяженностью не менее 1,0 см. в зоне наилучшей визуализации. В работе оценивали скорость поперечного растяжения (деформации или смещения) стенки брюшной аорты как параметр, наиболее доступный для измерения при стандартном УЗИ.
Рисунок 8. Обработка данных УЗИ брюшной аорты на рабочей станции Multivox с построением графиков скорости деформации выделенного отрезка стенки брюшного отдела аорты у здоровых пациентов. Показаны векторы скорости деформации стенки брюшной аорты в норме (стрелки желтого цвета).
Исследование скорости деформации стенки брюшной аорты у пациентов 1-й и 2-й групп
У здоровых пациентов 1-й группы (п=15) при УЗИ брюшная аорта визуализировалась от проксимального отдела до бифуркации при поперечном сканировании в виде анэхогенной округлой структуры с четкими ровными контурами, окруженной гиперэхогенной стенкой (рисунок 12А). При продольном сканировании аорта лоцировалась как анэхогенная тубулярная пульсирующая структура, постепенно сужающаяся от проксимального отдела к дистальному (рисунок 12Б). Дистальный отдел аорты лежал ближе к передней брюшной стенке, чем проксимальный. Пульсация отчетливо визуализировалась на всем протяжении брюшной аорты. Толщина передней стенки аорты у здоровых лиц была равномерна во всех отделах и составляла в среднем 1,6±0,1 мм (от 1,4 до 1,8 мм).
Проведено измерение диаметра брюшной аорты под диафрагмой, на уровне отхождения чревного ствола и над бифуркацией. Результаты измерения представлены в таблице 9.
Величина диаметра брюшной аорты у лиц контрольной группы (п=15) Показатели Уровень измерения Под диафрагмой Уровень чревного ствола Над бифуркацией Диаметр аорты, мм 17,5-20,0 15,0-17,0 13,0-16,0 М±о, мм 18,8±1,0 16,1±0,8 14,9±1,0 При ЦДК у здоровых лиц в брюшной аорте наблюдали красное окрашивание в систоле, а в период ранней диастолы - синее, что связано с наличием обратного кровотока. При энергетическом допплеровском картировании (ЭДК) просвет аорты окрашивался равномерно (рисунок 13). Рисунок 13. УЗИ брюшной аорты (обозначена стрелками) в инфраренальном отделе в норме (продольный срез): А — режим ЦДК; Б — режим ЭДК.
Спектр кровотока в аорте соответствовал магистральному типу (рисунок 14). Максимальная систолическая скорость в брюшной аорте была от 0,6 до 1,0 м/с, среднее значение - 0,8±0,18 м/с.
Оценка состояния брюшной аорты у пациентов с атеросклеротическими изменениями стенки брюшной аорты без формирования аневризмы по данным ультразвукового исследования По результатам УЗИ брюшной аорты у пациентов 2-й группы с атеросклеротическим поражением аорты без формирования аневризмы (п=20) диаметр сосуда был в пределах нормы. Результаты измерения диаметра аорты под диафрагмой, на уровне отхождения чревного ствола и над бифуркацией представлены в таблице 10. Таблица 10 Величина диаметра брюшной аорты у пациентов с атеросклерозом без формирования аневризмы (п=20) Показатели Уровень измерения Под диафрагмой Уровень чревного ствола Над бифуркацией Диаметр аорты, мм 22,0-29,0 18,0-26,0 13,0-24,0 М±а, мм 25,5±3,0 22,0±3,6 18,2±2,9 У всех пациентов отмечено неравномерное повышение эхогенности и неравномерное утолщение стенки брюшной аорты за счет наличия атеросклеротических бляшек (рисунок 15). Толщина стенки брюшной аорты была от 1,5 мм до 3,3 мм, в среднем - 2,3±0,5 мм.
УЗИ брюшной аорты в инфраренальном отделе. Стенка аорты с вьфаженными атеросклеротическими изменениями: эхогенность неравномерно повышена, внутренний контур неровный, лоцируются единичные атеросклеротические бляшки (обозначены стрелками).
В режиме ЦДК наблюдалось красное окрашивание потока в систолу и синее - в период ранней диастолы, однако в области крупных атеросклеротических бляшек обнаруживалась турбулентность кровотока в виде искажения цветового окрашивания потока. В этих же участках определялось расширение спектрального комплекса.
При спектральном анализе кровотока (рисунок 16) в брюшной аорте максимальная систолическая скорость в брюшной аорте была от 0,58 до 0,82 м/с, среднее значение составило 0,7±0,1м/с.
Данные ультразвукового исследования брюшной аорты были обработаны с помощью рабочей станции Multivox. Проведен анализ полученных графиков скорости деформации стенки брюшной аорты по группам наблюдений.
Исследование скорости деформации стенки брюшной аорты у здоровых лиц и больных атеросклерозом без аневризмы аорты (1-я и 2-я группы)
В 1-й контрольной группе у здоровых лиц (п=15) скорость деформации стенки брюшной аорты в систолу составила Vs=9,7±l,4 мм/с, в диастолу — Vd=3,9±0,8 мм/с, средняя скорость деформации была Vmean=5,9±0,9 мм/с. На рисунке 17 представлены показатели скорости деформации стенки аорты у здоровых лиц (1-я группа): максимальные, минимальные и средние значения vVs, v vmean .
Во 2-й группе пациентов с атеросклеротическим поражением брюшной аорты без аневризмы (п=20) скорость деформации стенки брюшной аорты в систолу составила Vs=3,5±l,l мм/с, в диастолу - Vd=l,5±0,5 мм/с, средняя скорость деформации была Vmean=2,2±0,7 мм/с.
Показатели скорости деформации стенки аорты у пациентов 2-й группы с атеросклерозом брюшной аорты (п=20). Статистическая обработка полученных результатов показала, что у больных атеросклерозом происходит значительное достоверное (р 0,01) снижение скорости деформации стенки брюшной аорты по сравнению со здоровыми лицами (таблица 11), что наглядно демонстрирует рисунок 19.
Исследование скорости деформации стенки брюшной аорты у больных аневризмой аорты до и после протезирования
Снижение эластических свойств сосудистых стенок является одним из ранних факторов риска развития сердечно-сосудистых заболеваний и их осложнений. Наиболее частой причиной уплотнения сосудистых стенок является атеросклероз. Атеросклеротическое поражение артериальных сосудов начинает развиваться с наиболее дистальных отделов. В аорте в первую очередь поражается брюшной отдел. Неравномерное нарушение эластических свойств стенок аорты приводит к ее патологической деформации и со временем может способствовать формированию аневризмы и развитию таких грозных осложнений, как ее расслоение или разрыв, вероятность летального исхода при которых крайне высока.
Оценке эластичности артериальных периферических сосудов на сегодняшний день посвящено немало исследований [6,15,23,38,39,52,57,73,86,87]. Однако существующие методы практически не применимы для изучения брюшной аорты в силу ее анатомического расположения, хотя очевидно, что внедрение новых технологий, позволяющих оценить функциональное состояние стенок аорты, расширит возможности ранней диагностики атеросклероза, прогнозирования появления и скорости роста аневризм, оценки результатов их оперативного лечения.
Целью данного исследования явилась разработка ранних ультразвуковых диагностических критериев нарушения деформации стенки брюшного отдела аорты, основанных на изучении скоростей ее смещения.
Настоящая работа выполнена по результатам исследования 57 пациентов в возрасте от 25 до 76 лет: 15 здоровых лиц и 42 пациента с атеросклеротическим поражением брюшного отдела аорты (мужчины - 44, женщины - 13) - за период с октября 2011 г. по май 2014 г. По состоянию брюшной аорты все пациенты разделены на 3 группы: 1 группа - группа контроля (здоровые лица) — 15 человек (мужчины - 10, женщины - 5, средний возраст 25,9+0,7 лет); 2 группа - пациенты с атеросклеротическими изменениями стенки брюшной аорты без формирования аневризмы - 20 человек (мужчины — 14, женщины - 6, средний возраст 61,2±8,1 года); 3 группа — пациенты с атеросклеротическими изменениями стенки брюшной аорты и с аневризмой брюшной аорты - 22 человека (мужчины - 20, женщины — 2, средний возраст 67,1 ±5,7 лет). Все пациенты были обследованы по следующему протоколу. 1. Клинико-лабораторное обследование. 2. Ультразвуковое исследование (УЗИ) брюшного отдела аорты. 3. Мультиспиральная компьютерная томография (МОСТ) брюшного отдела аорты. 4. Обработка видеофрагментов УЗИ брюшного отдела аорты с помощью рабочей станции Multivox. Комплексное УЗИ брюшного отдела аорты включало в себя исследование в В-режиме, в режиме цветового допплеровского картирования (ЦДК) и проведение спектрального анализа кровотока по стандартным методикам (Никитин Ю.М., 2004; Митьков В.В., 2006; Сандриков В.А., Фисенко Е.П., 2013).
Диаметр аорты измеряли в трех стандартных точках: под диафрагмой, на уровне отхождения чревного ствола и над бифуркацией. Оценивали толщину и эхогенность стенки аорты, ровность ее внутреннего контура, наличие пристеночных структур (тромбы, атеросклеротические бляшки и др.). В случае выявления аневризмы - ее локализацию, размеры, наличие и расположение тромбомасс. В режиме І.ЩК оценивали окрашивание потоков крови и их направление. В указанных участках проводили спектральный анализ кровотока.
У пациентов с аневризмой брюшного отдела аорты УЗИ выполняли до и после операции протезирования аорты. В послеоперационном периоде проверяли состоятельность анастомоза, оценивали размер и структуру послеоперационной «муфты» вокруг протеза, измеряли его диаметр, а также диаметр участка нативной аорты над протезом. Полученные при УЗИ данные сохраняли в формате DICOM и помещали в базу данных, что позволило систематизировать их для дальнейшего анализа.
Обработку полученных видеофрагментов ультразвуковых изображений выполняли на рабочей станции Multivox. Программное обеспечение Multivox позволило получить информацию о движении стенок сосуда, основываясь на кинопетле, полученной при УЗИ в В-режиме. Специально разработанный модуль обработки серий ультразвуковых изображений обеспечивал слежение за движением помеченных участков стенки брюшной аорты и автоматически проводил построение графиков кривых деформации (смещения), отражающих динамические изменения диаметра аорты, и графиков скорости деформации (скорости смещения) стенки аорты между отмеченными областями в инфраренальном и супраренальном отделах. При обследовании пациентов с аневризмой брюшного отдела аорты вышеуказанные параметры оценивали над аневризмой и на уровне максимального расширения аневризматического мешка. После операции протезирования - на уровне сохранного участка нативной аорты выше протеза, а также на уровне самого протеза.
На графиках скорости деформации стенки аорты измеряли максимальную скорость в систолу (Vs) и диастолу (Vd) в 3-х кардиоциклах, затем выводили их среднее значение. Кроме того, рассчитывали среднюю скорость пр формуле: Vmean = (Vs - Vd): 3 + Vd. В работе оценивали скорость поперечного растяжения стенки брюшной аорты как параметр, наиболее доступный для измерения при стандартном УЗИ.
На графиках динамического изменения диаметра аорты измеряли максимальный (Dmax) и минимальный (Dmin) размеры аорты в систолу и диастолу в заданных областях. Затем рассчитывали показатель относительного систолического прироста просвета брюшной аорты (или показатель степени деформации Strain) по формуле (цит. по В.П. Куликову, 2011): Strain (%) = (Ds - Dd) / Dd x 100, где Ds - максимальный диаметр брюшной аорты в систолу, Dd - минимальный диаметр брюшной аорты в диастолу.