Спосіб визначення індексу вільної порожнини міокарда

Реферат: Винахід належить до медицини і може бути використаний для визначення будови трабекулярного та компактного шарів міокарда. Спосіб визначення індексу вільної порожнини серця включає мікроскопію за допомогою мікроскопа. Новим є те, що гістологічні препарати фотографують за допомогою цифрової фотокамери, а на отриманих зображеннях вимірюють площу трабекулярного шару міокарда і площу порожнини шлуночка, після чого визначають індекс вільної порожнини (ІВП) за формулою: UA 107049 C2 (12) UA 107049 C2 ІВП=ПТМ/ПП, де: ПТМ - площа трабекулярного шару міокарда; ПП - площа порожнини шлуночка. UA 107049 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до сфери медицини, зокрема до нормальної та патологічної анатомії, кардіології та кардіохірургії, і може бути використаний для більш ретельного дослідження особливостей будови трабекулярного та компактного шарів міокарда в нормі та при різноманітній патології сердець плодів, дітей та дорослих за допомогою оптичних пристосувань. Стан трабекулярного апарата, типи трабекул, варіанти їх будови є сугубо індивідуальними для кожної людини. Вони залежать від морфогенетичних особливостей організму та від особливостей розвитку у онтогенезі (Моталин, С. Б. Морфогенез структур сердца и сосудов, определяющих движение крови в них в онтогенезе // Кр. тез. докл. 70-й итоговой научной сессии АГМИ. Астрахань. 1989. С. 46). В кінці четвертого тижня вагітності міокард являє собою систему численних трабекул, що утворюють складну тривимірну комірчасту структуру на місці порожнин майбутніх шлуночків. У подальшому відбувається процес ущільнення зовнішніх шарів трабекулярного апарата з утворенням компактного шару. Порушення процесів ущільнення міокарда призводить до розвитку деяких уроджених вад та патологічних набутих станів (некомпактний міокард, синдром гіпоплазії лівих відділів серця, кардіоміопатії). За даними (Jenni R., Oechslin E., Schneider J. et al. Echocardiographic and pathoanatomical characteristics of isolated left ventricular non-compaction: a step towards classification as a distinct cardiomyopathy // Heart. 2001. № 86. P. 666-667) трабекулярний шар, що зберігається після реконструкції у нормі не повинен перевищувати за товщиною компактний більше ніж удвічі. Відомий спосіб оцінки трабекулярністі міокарда лівого шлуночка (Chin К., Perloff J.K., Williams R.G. et al. Isolated noncompaction of left ventricular myocardium: a study of eight cases // Circulation. 1990. № 82. P 507-513) в якому для постановки діагнозу некомпактного міокарда враховувалася величина відношення загальної товщини міокарда до товщини компактного шару, вимірювання проводилися в діастолу в чотири- і п'ятикамерної позиції (Chin К., Perloff J.K., Williams R.G. et al. Isolated noncompaction of left ventricular myocardium: a study of eight cases // Circulation. 1990. № 82. P 507-513; Jenni R., Oechslin E.N., van de Loo B. Isolated ventricular noncompaction of the myocardium in adults // Heart. 2007. № 93. P. 11-15); величина співвідношення некомпактного шару до компактного вимірювалася в систолу по короткій осі лівого шлуночка на рівні верхівки, папілярних м'язів і мітрального клапана (Jenni R., Oechslin E.N., van de Loo В. Isolated ventricular non-compaction of the myocardium in adults // Heart. 2007. № 93. P. 11-15). Недоліками даної методики є те, що неможливо адекватно оцінити за її допомогою трабекулярність шлуночків у дітей як в нормі, так і при патології. Основним недоліком методики Jenni R. виявилося те, що для проведення вимірювань в рекомендовану фазу серцевого циклу (систоли лівого шлуночка) лакуни зменшувалися, близько розташовані сегменти зближувалися, у зв'язку з чим виникали складності у розмежуванні шарів один від одного. Основними недоліками методики Chine K. виявилося обмежена кількість сегментів (6 сегментів), які можуть бути оцінені за її допомогою, а так само те, що рекомендованому пороговому відношенню загальної товщини міокарда до товщині компактного, рівному двом. Інший відомий спосіб (Сильнова И.В., Дворяковский И.В., Басаргина Е.Н., Иванов А.П. Эхокардиография в оценке состояния детей с некомпактным миокардом // Материалы XIV Конгресса педиатров.-2010. - С. 730) кількісної оцінки трабекулярності, що об'єднав у собі переваги вищезазначених способів: всі вимірювання проводилися за допомогою ехокардіографії в пізню діастолу, в момент, коли межа між шарами була достовірно помітна; вимірювалося співставлення трабекулярного шару до компактного шару; вимірювання проводилися в кожному трабекулярному сегменті. При проведенні ехокардіографії у 71 % здорових дітей у структурі міокарда лівого шлуночка можна було виділити два шари: внутрішній гіперехогенний трабекулярний і зовнішній гіпоехогенний компактний. Недоліком цієї методики є те, що не в кожній ділянці, яка представляє зацікавленість можливо візуалізувати двошаровий міокард. Також недоліком способу є те, що неможливо визначити площу шарів та порожнини шлуночків, що є важливим для діагностики. Найбільш близьким способом оцінки архітектоніки міокарда, зокрема трабекулярності, є спосіб оглядової мікроскопії, що виконується на розтинах (Пальцев М.А., Коваленко В.Л, Аничков Н.М. Руководство по биопсийно-секционному курсу// Учебное пособие, 2002), який передбачає макроскопічне та мікроскопічне дослідження будови трабекул. За способом ціле серце плода або новонародженого, чи шматочки отримані із різних сегментів міокарда дорослих людей (секційний матеріал) фіксують у 10 % нейтральному формаліні. Здійснюють проведення по спиртах наростаючої концентрації та заливку у парафін. Виготовляють парафінові блоки. З парафінових блоків на мікротомі виготовляють зрізи товщиною 5 мкм. По отриманих зрізах візуально оцінюють архітектоніку міокарда. 1 UA 107049 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Однак, візуальна оцінка архітектоніки міокарда не може дати адекватної оцінки співвідношень компактного та трабекулярного шару міокарда та визначити патогенетичну значимість змін трабекулярності. В основу винаходу поставлено задачу створення способу визначення індексу вільної порожнини серця, в якому шляхом застосування нових дій, порядку виконання дій та умов їх виконання забезпечується більш точна та кількісна оцінка архітектоніки міокарда за рахунок кількісного визначення індексу вільних порожнин шлуночків серця що надає можливість кількісно оцінити стан трабекулярного міокарда та відповідно оцінити різноманітні патології сердець плодів, дітей та дорослих при розтинах та мікроскопії операційного матеріалу. Для вирішення поставленої задачі спосіб визначення індексу вільної порожнини серця включає фіксування у 10 % нейтральному формаліні цілого серця або шматочків сегментів міокарда, проводять по спиртах наростаючої концентрації, виготовляють парафінові блоки, з парафінових блоків на мікротомі виготовляють серійні поперечні зрізи товщиною 5 мкм, зрізи фарбують. Новим є те, що гістологічні препарати фотографують за допомогою цифрової фотокамери, на отриманих зображеннях вимірюють площу трабекулярного шару міокарда в досліджуваних гістологічних препаратах, вимірюють площу порожнини шлуночка в досліджуваних гістологічних препаратах, після чого визначають індекс вільної порожнини (ІВП) за формулою: ІВП=ПТМ/ПП, де: ПТМ - площа трабекулярного шару міокарда; ПП - площа порожнини шлуночка. В окремих варіантах реалізації способу перед фотографуванням отримані зрізи фарбують гематоксилін-еозином. Завдяки застосуванню нових дій способу, умов виконання дій та нових показників забезпечується повне уявлення про вільний об'єм порожнини шлуночка, від якого залежить показник кінцевого діастолічного об'єму крові, одного з важливих критеріїв діяльності шлуночків серця. Застосування фарбування підвищує контрастність границь досліджуваних структур що підвищує точність визначення площ досліджуваних ділянок, та забезпечує можливість застосування комп'ютерних засобів оцінки досліджуваних показників. Перелік фігур графічних зображень: Фіг. 1 Цілісне зображення поперечного зрізу міокарда плода. Вид знизу. Обведена площа порожнини лівого шлуночка 1. Фіг. 2. Цілісне зображення поперечного зрізу міокарда плода у середній частині із синдромом гіпоплазії лівого шлуночка. Вид знизу. Спостерігається гіпертрофія компактного шару міокарда. Трабекули не мають вільних кінців, проходять від стінки до стінки. Площа вільної порожнини значно зменшена. Обведена площа порожнини лівого шлуночка 1. Фіг. 3. Цілісне зображення поперечного зрізу міокарда плода у середній частині із синдромом гіпоплазії лівого шлуночка. Вид знизу. Спостерігається гіпертрофія компактного шару міокарда. Трабекули не мають вільних кінців, проходять від стінки до стінки. Обведена площа трабекулярного шару 2 (вільної стінки лівого шлуночка та міжшлуночкової перегородки). Спосіб здійснюється наступним чином: Приклад 1. Ціле серце плода фіксують у 10 % нейтральному формаліні. Проводять по спиртах наростаючої концентрації та заливають у парафін за загально прийнятою методикою. З парафінових блоків на мікротомі Leica SM 2000 R виготовляють серійні поперечні зрізи товщиною 5 мкм. Зрізи фарбують гематоксилін-еозином. Мікроскопію проводимо за допомогою мікроскопа Olympus BX41 (об'єктив х 2, окуляр х 10). Гістологічні препарати фотографували за допомогою цифрової фотокамери Olympus SP-500 UZ та мікроскопа, зображення вводили в комп'ютер з використанням програми Quick Photo. За допомогою програми Quick Photo проводили вимірювання площі порожнини шлуночка 3 (ПП) Фіг. 1 (1), таблиці 1, 2 (випадок 14-31 , середня частина), яка склала 5235911 мкм та 2 вимірювали площу трабекулярного міокарда (ПТМ), яка склала 1948448 мкм , далі обчислювали співвідношення за формулою: ІВП= ПТМ / ПП ІВП=1948448/5235911=0,372131612 2 UA 107049 C2 Таблиця 1 Абсолютні значення площі трабекулярного міокарда та площі порожнини лівого шлуночка у різні терміни вагітності 14-31 5 18-343 20-317 21-316 21-23 21-264 23-145 30-144 30-342 1147542 1910447 2168376 3089737 3767488 2021200 3024290 2295064 11859560 2262495 3041306 2671503 4190558 5237960 13821074 6670093 6639989 11415393 5683575 28357208 ПТМ 1948448 2487001 2486669 3070818 4617904 5730850 5364309 3940304 5956131 22422173 17183986 5235911 6061961 7371990 8112820 64820167 27517813 16794076 17131005 16387859 49132659 35028109 ПТМ 2511862 1316347 2829347 921732 5890463 ПП Основа серця 17-389 1331587 ПП Середня частина 15-410 ПТМ 1160700 ПП Верхівка серця 5099643 7923862 5110103 12531656 28246743 17856237 21067931 28384404 20564484 56505683 5951036 7059920 9427337 1099385 3292322 5741661 5371799 ПТМ - Площа трабекулярного шару міокарда (мкм). ПП - Площа порожнини шлуночка (мкм). 14-31, де 14 - тижні вагітності, 31 - номер протоколу секційного випадку. У таблиці 1 представлені абсолютні значення площі трабекулярного міокарда та площі порожнини лівого шлуночка в різні терміни вагітності. Абсолютні значення площі трабекулярного міокарда та площі порожнини лівого шлуночка збільшуються пропорційно із збільшенням терміну вагітності. 10 Таблиця 2 Індекси вільної порожнини лівого шлуночка у різних відділах сердець плодів у різні терміни гестації у нормі Сер. знач. Верхівка 0,5130177 0,4378339 0,4295492 0,455893'" 0,4139733 0,2235525 0,5648329 0,2649308 0,4038064 0,5130177 0,402728± IВП 0,4182203 серця 08 44 09 '; 79 98 04 7 07 08 0,01 Середня 0,3721316 0,4102634 0,3373131 0,3785142 0,0712417 0,2082596 0,3194167 0,3634477 0,4563598 0,4905770 0,3721316 0,330685± ІВП частина 12 44 27 53 79 46 4 82 52 4 12 0,01 Основа 0,4220881 0,2581253 0,3570666 0,1803744 0,4700466 0,2499374 0,5279576 0,1159905 0,2792027 0,0950665 0,4220881 0,273458± IВП серця 88 24 68 46 56 88 54 28 75 3 88 0.02 14-31 15 20 25 30 35 15-410 17-389 18-343 20-317 21-316 21-23 21-264 23-145 30-144 30-342 ІВП - Індекс вільної порожнини (одиниця). 14-31, де 14 - тижні вагітності, 31 - номер протоколу секційного випадку. У таблиці 2 представлено індекс вільної порожнини лівого шлуночка у різних відділах сердець плодів у різні терміни гестації у нормі, що обчислювалася за формулою: ІВП= ПТМ / ПП. У зв'язку з тим, що із збільшенням терміну гестації пропорційно збільшуються товщини як компактного, так і трабекулярного шару міокарда трабекулярність міокарда лишається більш менш сталим значенням і на верхівці серця середнє значення дорівнює 0,402728±0,01, у середній частині 0,330685±0,01,у ділянці основи-0,273458±0,02. Приклад 2. Для порівняння проведемо обчислення індексу вільної порожнини лівого шлуночка плода з синдромом гіпоплазії лівих відділів серця (Фіг. 2, 3). Ціле серце плода фіксують у 10 % нейтральному формаліні. Проводять по спиртах наростаючої концентрації та заливають у парафін за загально прийнятою методикою. З парафінових блоків на мікротомі Leica SM 2000 R виготовляють серійні поперечні зрізи товщиною 5мкм. Зрізи фарбують гематоксилін-еозином. Мікроскопію проводять за допомогою мікроскопа Olympus BX41 (об'єктив х 2, окуляр х 10). Гістологічні препарати фотографували за допомогою цифрової фотокамери Olympus SP-500 UZ та мікроскопа, зображення вводили в комп'ютер з використанням програми Quick Photo. За допомогою програми Quick Photo проводили вимірювання площі трабекулярного міокарда (ПТМ) показано на Фіг. 3 (2) та вимірювання площі порожнини (ПП) лівого шлуночка показано на Фіг.2 (1). 2 ПТМ-11575620 мкм 2 ПП-15059502 мкм ІВП=ПТМ/ПП ІВП= 11575620/15059502=0,76 Порівнюючи значення індексу вільної порожнини лівого шлуночка з синдромом гіпоплазії лівих відділів серця із нормою маємо уявлення про вільну порожнину лівого шлуночка. 3 UA 107049 C2 Збільшення індексу свідчить про зменшення площі порожнини (ПП), а у даному випадку ПП зменшується і за рахунок значного зменшення порожнини лівого шлуночка так і за рахунок агенезії трабекул, як один із варіантів будови міокарда лівого шлуночка при даному синдромі. 5 10 15 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб визначення індексу вільної порожнини серця, що включає фіксування у 10 % нейтральному формаліні цілого серця або шматочків сегментів міокарда, проводять по спиртах наростаючої концентрації, виготовляють парафінові блоки, з парафінових блоків на мікротомі виготовляють серійні поперечні зрізи товщиною 5 мкм, зрізи фарбують, який відрізняється тим, що гістологічні препарати фотографують за допомогою цифрової фотокамери через мікроскоп, на отриманих зображеннях вимірюють площу трабекулярного шару міокарда в досліджуваних гістологічних препаратах, вимірюють площу порожнини шлуночка в досліджуваних гістологічних препаратах, після чого визначають індекс вільної порожнини (ІВП) за формулою: ІВП=ПТМ/ПП, де: ПТМ - площа трабекулярного шару міокарда; ПП - площа порожнини шлуночка. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перед фотографуванням отримані зрізи фарбують гематоксилін-еозином. 4 UA 107049 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5