Спосіб типізації жовчних конкрементів за акустичними параметрами

1 Спосіб типізації конкрементів, який включає визначення рівня відбитого від них ехосигналу, вираженого в децибелах (Дб), який відрізняється тим, що індикацію ехосигналу здійснюють ультразвуковими датчиками з частотою генерування ехосигналу 5,0МГц або 7,5МГц, а рівень і характер амплітуди відбитого ехосигналу зіставляють з ехосигналом від нормальної печінки 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що при наявності однорідності конкременту, ехосигналу від нього високої амплітуди в межах від 86 до 100Д6 діагностують полімшеральний характер конкрементів 3 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що при наявності однорідності конкременту зі слабкою акустичною тінню чи без неї, з рівнем амплітуди ехосигналу нижче 86 Дб діагностують холестеринові конкременти 4 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що при амплітуді ехосигналу від ядра кокременту від 83 Дб до 100 Дб і від його оболонки від 75 до 98 Дб діагностують пігментний тип з домішкою солей кальцію 5 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що при виявленні конкрементів з різними акустичними ознаками діагностують змішаний тип конкрементів Винахід відноситься до медицини, а саме до способів ультразвукового дослідження, і може бути використаний для діагностики жовчнокам'яної хвороби і визначення типу жовчних каменів Питома вага жовчнокам'яної хвороби в загальній структурі захворювань органів травлення зростає з кожним роком [1,2] За даними різних авторів цим захворюванням страждають 10-20% дорослого населення Європи [1] У хірургічних стаціонарах серед хворих із хронічними захворюваннями органів черевної порожнини хворі жовчнокам'яною хворобою займають перше місце В останні десятиріччя досягнуті значні успіхи в рішенні питань діагностики і лікування жовчнокам'яної хвороби До традиційного лікування за допомогою холецистектомм додалися малотравматичні операції У розпорядженні лікарів з'явилися і неоперативні методи лікування, зокрема, медикаментозне розчинення конкрементів, привабливе тим, що при успішному застосуванні препаратів відпадає необхідність в операції, при якій завжди існує ризик несприятливого результату Однак метод літолізісу вимагає чітких критеріїв для призначення, при недообліку яких терапевтичний ефект не досягається і можливі ускладнення кульозного холециститу враховується безліч параметрів тривалість захворювання і наявність супутньої патологи, КІЛЬКІСТЬ конкремент, їхні розміри і місце розташування, мікроскопічна будівля, функціональний стан жовчного міхура й ш [3,4] Одним з основних критеріїв є визначення природа і складу жовчних конкрементів До дійсного часу склад жовчних каменів поза організмом вивчений, але як і раніше, дослідний вивчають цілісну модель їхнього онтогенезу ВІДОМІ спроби визначати будівлю конкрементів різними методами - кольорової катодолюмінесцентної растрової електронної мікроскопи, інфрачервоною спектрографією, кристаллохімічними й ш [4,5,6,7,8] Однак усе це - дорогі, важкодоступні для медицини методи, складні для практичного застосування У сучасних умовах найбільш доступним способом візуалізацп є ультразвукові дослідження, що дозволяють, як правило, оцінити структурний і функціональний стан жовчного міхура Нешвазивність, швидкість і безболісність одержання інформації дозволяють лікуючому лікарю проводити дослідження по мері необхідності Спосіб дозволяє визначити поряд з розмірами і формою жовчного міхура, товщиною і структурою його стінки, При виборі методу лікування хронічного каль 1 ю 57240 ступенем запально-інфільтративних змін, наявність конкрементів, їх КІЛЬКІСТЬ і розміри, розташування і рухливість Однак, він не дає можливості визначити склад конкрементів, дати якісну характеристику, яка дає можливість наблизитись до розуміння їхньої природи, що є дуже важливим для розроблення тактики лікування хворого, який страждає жовчнокам'яною хворобою ВІДОМІ методи засновані, як правило, на застосуванні додаткових технічних пристроїв або визначенні складу конкрементів за допомогою якісного аналізу Так, відомий "Спосіб визначення конкрементів холестеринового складу в жовчному міхурі", заснований на ехографм жовчного міхура до і після введення препарату "Оксафенемид", і при наявності флотуючих конкрементів, діагностується їхній холестериновий склад [9] Однак цей спосіб дозволяє виявити лише холестериновий склад конкрементів З метою одержання інформації щодо ХІМІЧНОГО складу жовчних каменів in vitro і in vivo ультразвукові зображення піддаються сірошкальному аналізу в режимі "В" за допомогою не контрольованого класифікатора, що дозволяє автоматично класифікувати зображення ВІДПОВІДНО до різних фізичних характеристик тканин [10,11] Розвиток діагностичної техніки дозволилив застосувати показники гістограми для об'єктивізації показників ехощільності досліджуваних структур шляхом графічного представлення відбитих сигналів у залежності від їхньої амплітуди і частоти зустрічальності Однак ці метода важкодоступні через відсутність у медичних установах ультразвукових систем такого класу, а при наявності їх методи ультразвуковий пстографм використовуються для рішення інших задач [12,13] Відомий метод оцінки архітектури конкрементів за допомогою порівняльного аналізу зображень, отриманих у результаті застосування високочастотного порожнинного ультразвукового датчика 20-MHz з наступним аналізом ХІМІЧНОГО їх складу інфрачервоною спектроскопією, дозволяє виділити 4 класи жовчних конкрементів [14] В міру удосконалювання систем для візуалізацм, була запропонована ультразвукова система, що складається з датчика для передачі і виявлення ультразвукових коливань, цифрового перетворювача, який приймає ехосигнали, з ідентифікацією їхніх амплітуд у визначеній площині сканування, дає можливість заносити в пам'ять відображені на екрані амплітуди і порівнювати їх для різних тканин [15] Цей спосіб, як більш близький до того, що заявляється, прийнятий за прототип Принциповою основою способу є порівняльний аналіз амплітуд ультразвукової хвилі різних тканин Однак для виконання їх вимагаються додаткові пристрої В основу винаходу поставлена задача розробити такий спосіб діагностики, що дозволив би охарактеризувати природу конкрементів без застосування дорогого устаткування, тям самим розширити можливості ультразвукової діагностики для визначення типу каменів у жовчному міхурі, підвищити інформативність способу Поставлена задача, згідно предмета винаходу, досягається там, що під час ультразвукового дослідження застосовують датчики з частотою 5МГц чи 7,5МГц, збільшують масштаб зображення, детально вивчають ехоструктуру конкрементів і при наявності зон різної ехощільності встановлюють рівень амплітуди відбитого ехосигналу роздільно для кожної з цих зон Відомо, ЩО при ультразвуковому дослідженні в режимі реального часу амплітуда ультразвукової хвилі асоціюється з яскравістю зображення (Gam) і регулюється в межах від 54Д6 до ЮОДб [16] Відображені в нижньої крайки екрана (G) отримані параметри, зіставляють з аналогічним показником еталона нормальної печінки і по величині різниці, вираженої в Дб, судять про ехощільність конкремента або його фрагментів Рівень амплітуди відбитого ехосигналу від нормальної паренхіми печінки відповідає 72Д6 Загальними ознаками відомих способів і способу, що заявляється, є типування конкрементів за рівнем амплітуди відбитого ехосигналу з використанням датчиків різної частоти Одмінними ознаками є 1) індикація структури конкременту за допомогою трансд'юсеров з частотою генерування ехосигналу від 3,5МГц до 7,5МГц 2) як критерій ехощільності конкременту або окремих його фрагментів використовується рівень амплітуди відбитого ехосигналу, вираженого в Дб, у співвідношенні рівня амплітуди відбитого ехосигналу від нормальної печінки 3) типування конкрементів роблять на підставі комплексного аналізу архітектури їхнього зображення датчиками 5МГц чи 7,5МГц і параметрів ехощільності Сполучення загальних і ВІДМІННИХ ознак, взаємозв'язок між ними, дозволяють досягти рішення поставленої задачі Подібного сполучення ознак не виявлено у ВІДОМІЙ науці і техниці Отже спосіб, що заявляється, відповідає критерію патентоспроможності "новизна" Спосіб, що заявляється, прямо не випливає з відомого рівня техніки Отже, спосіб відповідає критерію "винахідницький рівень" Спосіб, що заявляється, може бути використаний у системі лікувально-профілактичних установ як у стаціонарі, так і в амбулаторних умовах, тобто він промислово застосовний Спосіб, що заявляється, здійснюють таким чином Під час ПОЛІПОЗИЦІЙНОГО ультразвукового до слідження в режимі реального часу (В-режим) на екрані монітора виставляється зображення нормальної печінки й еталонні значення рівня амплітуди ехосигналу, відбитого від її (у Дб), що відображаються на нижній крайці екрана символом "G" Отримані дані "заморожують" шляхом натискання клавіші "Freeze" Після цього переходять у режим подвійного зображення (В/В-режим), залишаючи в правому ВІКНІ монітора зображення з зафіксованими показниками Активуючи ліве вікно монітора, за допомогою трансд'юсеров частотою 5МГц чи 7,5МГц досліджують структуру конкременту При виявленні однорідної його структури за допомогою регулятора посилення ехосигналів вирівнюють амплітуду відбитого ехосигналу від досліджуваного конкременту до еталонного У випа 57240 дку неоднорідної струїсгури аналогічну процедуру виконують щодо кожного фрагмента конкрементів Отримані параметри виражають у Дб Спосіб, що заявляється, дозволяє, таким чином, визначити 1) конкременти однорідної структури - пперехогенні, з високим рівнем амплітуди ехосигналу від 86 до ЮОДб від поверхні конкременту, з переходом в акустичну тінь 2) цілком видимі конкременти однорідної структури, ізоехогенні у порівнянні з паренхімою печінки, з рівнем амплітуди ехосигналу нижче 86Д6, зі слабкою акустичною тінню чи без її, 3) конкременти неоднорідної структури, що мають акустично щільне ядро з рівнем амплітуди ехосигналу від 83 до ЮОДб і ізоехогенною з печінкою оболонкою від 75 до 98Д6 4) шаруваті по будівлі, з різним рівнем амплітуди ехосигналу від кожного шару 5) змішані, коли в одному жовчному міхурі визначаються представники різних типів конкрементів У КЛІНІЦІ Інституту гастроентерології був обстежений 71 хворий із хронічним калькульозним холециститом Усім хворим проведене ультразвукове дослідження за допомогою сонографічної системи ЛІНІЙНОГО сканування в реальному масштабі часу "Sonoscope - ЗО" фірми Krancbuhler Дослідження проводилось натще У результаті визначення типів, що спостерігаються при ехографм конкрементів установлено, що перший тип виявлений у 22 пацієнтів і характеризується однорідністю структури, ехосигналом високої амплітуди (96,9±0,96) Дб Другий тип (2 пацієнта) - цілком видимий, однорідний конкремент зі слабкою акустичною тінню чи без її, з рівнем амплітуди ехосигнала нижче (86±01)Дб Третій тип виявлений у 18 хворих з амплітудою ехосигналу від "ядра" конкременту (96,2±1,3) Дб і (85,4±1,7) Дб - від його "оболонки" Четвертий тип конкрементів відзначений у 4 пацієнтів, відрізняється шаруватою структурою, де акустично щільна оболонка поєднується з чергуванням ізоехогенних і пперехогенних глибшерозташованих шарів До п'ятого типу віднесені 5 пацієнтів, у яких у жовчному міхурі виявлені конкременти різних типів Для перевірки вірогідності отриманих даних проведений кореляційний аналіз виявлених типів конкрементів з біохімічними параметрами жовчі Установлено високу достовірну кореляцію рівня амплітуди ехосигналу від конкрементів І типу з індексами литогенності жовчі порції В, що свідчило про полімшеральний характер конкрементів, з перевагою органічних сполук, головним чином, кальцієвих солей (г = 0,85), білірубша (г = 0,76), холестерину (г = 0,73), чи їх з'єднань (г = 0,78) Немшеральна органіка в цьому типі не є значимою, про що свідчить негативна кореляція з фосфоліпідами жовчі В (г = - 0,60) Для II типу каменів характерна висока пряма кореляція рівня амплітуди ехосигналу зі змістом у порції В жовчі холестерину (г = 0,91) і негативна кореляція зі змістом кальцієвих солей (г = - 0,78), що дає підставу характеризувати цей тип конкрементів, як чисто холестеринові Для III типу конкрементів характерна пряма кореляція рівня амплітуди ехосигналу від оболонки конкременту з присутністю в міхуровій жовчі солей кальцію (г = 0,91), а від ядра- з білірубіном (г = 0,86) Для IV типу конкрементів характерна пряма кореляція рівня амплітуди ехосигналу від верхнього шару конкрементів зі змістом білірубша в міхуровій жовчі (г = 0,90) і зворотна кореляція рівня амплітуди ехосигналу від нижчерозташованих шарів конкременту зі змістом холестерину (г = -0,90) Цей тип конкрементів віднесений до пігментних конкрементів Таким чином, кореляційний аналіз дозволив установиш визначай взаємозв'язки між акустичними ознаками різних типів конкрементів і біохімічними показниками, що характеризують метаболічні процеси в організмі хворих Отже, спосіб, що заявляється, дозволяє без додаткових програмних і технічних пристроїв типувати жовчні конкременти по архітектурі їхнього зображення, яка візуалізується за допомогою застосування датчиків 5МГц чи 7,5МГц, рівню амплітуди ехосигналу, відбитого від конкременту чи його фрагментів, і зіставленні його з аналогічним параметром нормальної печінки Спосіб типування жовчних конкрементів, що заявляється, використаний у КЛІНІЦІ Інституту гастроентерологи АМН України Досвід використання способу дозволяє зробити висновок про те, що він дозволяє типувати жовчні конкременти при ультразвукових дослідженнях за допомогою апаратів без додаткових програмних ітехнічних пристроїв Виконання способу, що заявляється, ілюструється КЛІНІЧНИМИ спостереженнями Приклад 1 Хвора А 47 років, надійшла у відділення захворювань печінки і підшлункової залози 25 03 2000 року, історія хвороби №826, амбулаторна карта №2000/2506 Хвора скаржиться на вагу і біль у правому підребер'ї що виникає після прийому їжі, особливо жирної, постійну нудоту, гіркоту в роті Хворою вважає себе протягом 2 років Об'єктивно харчування задовільне Шкіра блідо-рожевого кольору, слизові оболонки не змінені Артеріальний тиск - (140/80) мм рт„ ст„ пульс 72 удару в хвилину Органи грудної клітки без особливостей Живіт при глибокій пальпації хворобливий у правому підребер'ї Печінка не збільшена, еластичної консистенції Селезінка не пальпується Стілець зі схильністю до запорів, кал звичайного колюру Сечовипускання не порушене Сеча, зі слів пацієнтки, звичайного кольору Особливості структури органів гепатобіліарної системи оцінювалися методом ультразвукової їхньої локації за допомогою сонографічної системи ЛІНІЙНОГО сканування в реальному масштабі часу "Sonoscope - ЗО" фірми Krancbuhler Дослідження проводилося натще При ультразвуковому дослідженні органів травлення від 27 03 2000р печінка правильної форми, з рівними, чіткими контурами, розміри не змінені (117-64мм) Структура паренхіми однорідна, середньої ехощільності Судинний малюнок не змінений Портальні судини не розширені Селезінка - 41-109мм без структурної патоло 57240 ги Жовчний міхур грушоподібний, з рівними, чіткими стінками товщиною 4мм, підвищеної ехогенності, розміри його збережені (75-29-27мм) У порожнині візуалізується одиночне пперехогенне включення однородної структури, d 29мм, с високим рівнем амплитуда єхосигналу - ЮОДб від поверхні конкременту, з переходом в акустичну тінь (І тип конкременту) Холедох d 4мм, не змінен Висновок єхопризнаки хронічного калькульозного холециститу Однородность конкрементів, рівень амплітуди єхосигналу ЮОДб, були підставою для віднесення виявлених конкрементів до І типу, що подтверждено згодом лабораторними показниками Аналіз крові загальний 26 03 2000р НЬ - 134, еритроцити - 4,4 6 , лейкоцити - 4,0, ШОЭ 11мм/годину, моноцити - 4%, лімфоцити - 46%, сегментоядерні - 50% Аналіз крові біохімічний 26 03 2000 м білірубін заг - 14,9мкМ/л, непрямий- 4,6мкМ/л, заг білок78г/л, альбуміни - 55%, глобуліни - 45, тимолова 4ед, АлАТ - 0,34, АсАТ - 0,6, лужна фосфатаза 1,0, холестерин - 5,72, жовчні кислоти - 0,176 Аналіз дуоденального вмісту 1 04 2000 р порція В - жовчні кислоти -63,14, холестерин 10,4, білірубін - 1898 Порція С - жовчні кислоти - 3,03, холестерин 0,7% білірубін -141,08 Холедох d 4мм, не змінений Висновок ехоознаки хронічного калькульозного холециститу Отже, у хворий конкремент полімшеральної будівлі, що підтверджено іншими дослідженнями Приклад 2 Хвора І, 26 років, історія хвороби №285% амб карта 00/4212, знаходилася в КЛІНІЦІ Інституту гастроентерології АМН України з 19 12 2001 р п о 1 5 0 1 2 0 0 2 р у відділенні захворювань печінки і підшлункової залози Надійшла зі скаргами на біль інтенсивного характеру, що оперізує, у верхній частині живота і правом підребер'я, що з'являється після прийому їжі, віддає у спину, завзяту нудоту, здуття живота, гіркоту в роті Хворою вважає себе протягом 3 МІСЯЦІВ І зв'язує захворювання з прийомом смаженої їжі Стан середньої вага Шкірні покриви чисті, бліді Язик обкладений білим нальотом Органи грудної клітки без особливостей При пальпації відзначені позитивні симптоми Мерфі Мюссі, Лидського Стілець 3 рази в добу, оформленої консистенції Сечовипускання - не порушене Висновок єхопризнаки хронічного калькульозного холециститу Ультразвукове дослідження за допомогою сонографічної системи ЛІНІЙНОГО сканування в реальному масштабі часу "Sonoscope - ЗО" фірми Krancbuhler виконане 19 12 2001 р Дослідження проводилося натще При ультразвуковому дослідженні печінка з рівними, чіткими контурами, форма правильна, розміри не змінені (110-62) Структура паренхіми однорідна, ЄХОЩІЛЬНІСТЬ і звукопровідність не змінені Судинний малюнок ослаблений Портальні судини не розширені Селезінка розмірами 41-ЮОмм, без структурних змін 8 Підшлункова залоза - з рівними, чіткими контурами, форма правильна, розміри не змінені (23-1214мм) Структура паренхіми однорідна, зхощільніста вище середньої Жовчний міхур - з перегином по задній СТІНЦІ В обл тіла, розміри збережені (V - Зб.Омол3) з рівними, а/щільними стінками товщиною 4мм У порожнині візуалізуються 2 цілком видимі конкременти однорідної структури, ізоехогенні у порівнянні з паренхімою печінки, з рівнем амплітуди єхосигналу 79Д6, зі слабкою акустичною тінню Холедох d 4мм, не зміненийВисновок ехоознаки хронічного калькульозного холециститу Однорідність конкрементів, рівень амплітуди єхосигналу, рівний 79Д6, з'явилися підставою для віднесення виявлених конкрементів до II типу, що було підтверджено згодом лабораторними показниками Аналіз крові 21 12 2001 р НЬ - 127, еритроцити - 4,5 6 , кольоровий показник - 0,98, лейкоцити 4,8, СОЭ - 15мм/год, палочкоядерні - 1 % , еозинофили - 4% сегментоядерні - 58%, лімфоцити 35%, моноцити - 2%, загальний білок - 77г/л, альбуміни - 67%, загальний білірубін - 19,58мкМ/л, прямий білірубін - 9,27мкМл, АлАТ - 0,35мМ/л, АсАТ - 0,23мМл, ліпаза - 12,7мкМ/мол, амілаза 78,82г/л Аналіз дуоденального вмісту 3 01 2002р порція В - жовчні кислоти -83,11, холестерин 18,2ммоль/л, білірубін - 740мкМоль/л, Са загальний - 2,1ммоль/л, Са- іон - 1,4ммоль/л, фосфоліпіди -213,4 Отже, твердження про наявність холестеринового складу конкрементів у хворої І , яке висловлене на підставі єхоструктурної архітектури конкрементів і КІЛЬКІСНОГО визначення рівня амплітуда эхосигнала від них, є цілком обґрунтованими Джерела інформації 1 Barbara L A population study on the prevalence of gallstone disease the Simione study// Hepatology -1987 V o l 7 - R 9 1 3 2 S w o b o d n i k W Medikamentose Lytholyse//Aktuelle Gallenstem Thrapie / Eds R Hoffmann - Bern, Gottmgen, Toronto Verlag Hans Huber, 1992, - S 2329 3 Сидоров В В , Мадегора Н А , Главицкий В Г - Экстракорпоральная ударно-волновая литотрипсия в лечении желчно-каменной болезни Вісник морської медицини, №2 (14) (квітеньчервень) 2001 р http /Avww port ua/medic/sea_med/0102/0102129 ht ml 4 Старков Ю Г - Эффективность литотрипсии в зависимости от акустико-рентгенологической характеристики желчных камней - Хирургия Журнал им НИ Прогова №5 1997, а 17-23 5 S М Chebanov, А V Petrakov, G V Sapann, S K Obyden, P V Ivanmkov - Investigation of cholesterol, bihrabm, and protein distribution in human gallstones by color cathodolummescence scanning electron microscopy and transmission electron microscopy -Scanning, 1998, 20(1) 17-22 6 Пальчик H A , Столповская В Н - Минералы внутри нас -http //mfrarfbr 7 Пальчик НА, Столповская В Н - Особенно 57240 сти роста биоминератов в живом организме - паdezhda@uiggnm nsc ru 8 Столповская В Н , Пальчик Н А - Карбонаты кальция в желчных камнях http /www icp ru/Conference/NCCC/ Stolpovskaya html 9 Пиманов С И - Способ определения конкрементов холестеринового состава в желчном пузыре - А с 1358934 - Открытия, изобретения М 1987, №248 с 143 10 Venkatesh Y V - A generalized hermite pyramid for ultrasonic image analysis I Kidney and liver - Ultrason Imaging -1996, Oct,18(4) 261-304 11 Venkatesh YV - A generalized hermite pyramid for ultrasonic image analysis II Gallstones Ultrason Imaging 1996 Oct,18(4) 305-27 12 Mddleton W , Mddleton M, Dierks M Sonografic prediction ofvatiabihty in testicular torsion Journal of Ultrasound in Medicine, 1997 - v 1 6 -pp Комп'ютерна верстка Е Ярославцева 10 23-27 13 E M Деляган, А Ю Никаноров - Диагностика состояния органов мошонки (клиникоэхографические проблемы) http //medicum chat ru/articleO119 html 14 Yamagata M, Kawabe T, Toda N, Ohashi M, Komatsu Y, Tada M, Shiraton Y, Omata Mln vitro sonographic evaluation of common bile duct stones and fragments with a high-frequency microprobe - J Clm Utrasound 1999 Jun,27(5) 249-57 15 Waxman, Alberts, Santa Clara CAUltrasound imaging system wit himproved scan conversion-Заявка US 1976000710942 США MnKGOIN 29/00 A61B 10/00 - Busmes Intelligence Reports/ http//www Delphion com-1977 16 Frederick W Kremkau - Diagnostic Ultrasound Principles and Instrumentes/ - 6th ed - W В Saunders Company Philadelphia London New York St Louis Sydney Toronto 2002, 428p Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна