Спосіб визначення індексу щільності трабекулярного шару міокарда

Реферат: UA 107050 C2 (12) UA 107050 C2 Винахід належить до медицини. Спосіб визначення індексу щільності трабекулярного шару міокарда полягає в тому, що гістологічні препарати фотографують за допомогою цифрової фотокамери через мікроскоп, вимірюють площу трабекулярного шару в досліджуваних гістологічних препаратах, вимірюють площу компактного шару міокарда в досліджуваних гістологічних препаратах, після чого визначають індекс щільності трабекулярного шару (ІЩТШ) за формулою: ІЩТШ = ТМп/КМп, де: ТМп - площа трабекулярного шару міокарда; КМп - площа компактного шару міокарда. UA 107050 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 апарату, типи трабекул, варіанти їх будові 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'ятикамерній 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 з 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 з 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, 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 біопсійно-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, зрізи фарбують. По отриманих зрізах візуально оцінюють архітектоніку міокарда. 1 UA 107050 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Однак, візуальна оцінка архітектоніки міокарда не може дати адекватної оцінки співвідношень площ компактного та трабекулярного шару міокарда та визначити патогенетичну значимість змін трабекулярності. В основу винаходу поставлено задачу створення способу визначення індексу щільності трабекулярного шару міокарда, 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 щільності трабекулярного шару міокарда, що надає можливість кількісно оцінити стан трабекулярного шару міокарда та відповідно оцінити різноманітні патології сердець плодів, дітей та дорослих при розтинах та мікроскопії операційного матеріалу. Для вирішення поставленої задачі спосіб визначення індексу щільності трабекулярного шару міокарда 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 через мікроскоп, вимірюють площу трабекулярного шару в досліджуваних гістологічних препаратах, вимірюють площу компактного шару міокарда в досліджуваних гістологічних препаратах, після чого визначають індекс щільності трабекулярного шару (ІЩТШ) за формулою: ІЩТШ = ТМп / КМп, де: ТМп - площа трабекулярного шару міокарда; КМп - площа компактного шару міокарда. 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 щільність трабекулярного шару міокарда. 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 у терміні вагітності 14 тижнів. Вид знизу. В даному терміні вагітності відмічається явне превалювання трабекулярного шару міокарда особливо у правому шлуночку. Трабекули більше виражені з боку вільних стінок шлуночків. Обведена площа компактного міокарда вільної стінки лівого шлуночка (1). Фіг. 2. Цілісне зображення поперечного зрізу міокарда плода у терміні вагітності 14 тижнів. Вид знизу. В даному терміні вагітності відмічається явне превалювання трабекулярного міокарда особливо у правому шлуночку. Трабекули більше виражені з боку вільних стінок шлуночків. Вимірювання площі трабекулярного міокарда вільної стінки лівого шлуночка. Обведена площа трабекулярного міокарда лівого шлуночка (2). Фіг. 3. Цілісне зображення поперечного зрізу міокарда плода у середній частині із синдромом гіпоплазії лівого у терміні гестації 22 тижні. Вид знизу. Спостерігається гіпертрофія компактного шару міокарда. Трабекули не мають вільних кінців, проходять від стінки до стінки. Площа вільної порожнини значно зменшена. Позиція 3 - обведена площа компактного міокарда вільної стінки лівого шлуночка. Фіг. 4. Цілісне зображення поперечного зрізу міокарда плода у середній частині із синдромом гіпоплазії лівого шлуночка у терміні гестації 22 тижні. Вид знизу. Спостерігається гіпертрофія компактного шару міокарда. Трабекули не мають вільних кінців, проходять від стінки до стінки. Вимірювання площі трабекулярногоміокарда вільної стінки лівого шлуночка. Обведена площа трабекулярного міокарда вільної стінки лівого шлуночка (4). Спосіб здійснюється наступним чином: Приклад 1 Ціле серце плода фіксують у 10 % нейтральному формаліні. Проводять по спиртам 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. 2 UA 107050 C2 5 10 За допомогою програми Quick Photo проводили вимірювання площі трабекулярного шару в досліджуваних гістологічних препаратах, вимірювали площу компактного шару міокарда в досліджуваних гістологічних препаратах, після чого визначали індекс щільності трабекулярного 3 шару Фіг. 1 (1), 2 (2), таблиці 1, 2 (випадок 14-31 , середня частина). Розрахуємо ІЩТШ у середній частині у вільній стінці лівого шлуночка поперечного зрізу серця плода: ІЩТШ =ТМп/КМп 2 ТМп - 1655436 мкм 2 КМп - 4641937 мкм ІЩТШ =1655436/4641937-0,35. Таблиця 1 Абсолютні значення площ компактного та трабекулярного шарів міокарда лівого шлуночка у різні терміни вагітності Т К Т К Т К Верхівка серця Середня частина Основа серця 14-31 923532 3555269 1655436 4641937 2187109 3679498 15-410 841266 2035346 1788534 3526204 803598 2726666 17-389 704936 2425178 1480304 3991596 2233986 4747434 18-343 1270662 4197186 2268352 5860146 527298 5135086 20-317 1560890 5082660 3731334 6805096 4334268 6730708 21-316 2743440 61116672 5323938 8106012 6043630 8296850 Продовження таблиці 1 Абсолютні значення площ компактного та трабекулярного шарів міокарда лівого шлуночка у різні терміни вагітності Т К Т К Т Основа серця К Верхівка серця Середня частина 21-23 2168432 5091814 3956152 7384104 1176406 7614072 21-264 1172474 5931022 2827974 8957184 711556 3956880 23-145 2190116 10543980 4193134 12282072 2627472 6058822 30-144 1558244 10910186 12287850 28858024 4141118 7993030 30-342 8851200 21097084 10601866 29723688 4405738 12049000 38-267 6616180 36315092 16642370 41977366 2062636 7387232 2 15 Т - трабекулярний шар (площа, мкм ). 2 К - компактний шар (площа, мкм ). 14-31, де 14 - тижні вагітності, 31 - номер протоколу секційного випадку. У таблиці 1 представлені абсолютні значення вимірюваних площ компактного та трабекулярного міокарда у різні терміни вагітності. Із збільшенням терміну гестації пропорційно збільшуються площі як компактного, так і трабекулярного шару міокарда. 20 Таблиця 2 Індекс щільності трабекулярного шару міокарда лівого шлуночка у різних відділах сердець плодів у різні терміни гестації 14- 1531 410 Верхівка серця Середня частина Основа серця 25 17389 18343 20317 212121-23 316 264 23145 30144 30342 38267 Сер. знач. ІЩТШ 0,25 0,41 0,34 0,30 0,30 0,44 0,42 0,19 0,20 0,14 0,41 0,18 0,29±0,01 ІЩТШ 0,35 0,50 0,37 0,38 0,54 0,65 0,53 0,30 0,34 0,42 0,35 0,39 0,42±0,01 ІЩТШ 0,59 0,29 0,47 0,10 0,64 0,72 0,29 0,17 0,43 0,51 0,36 0,27 0,4±0,03 ІЩТШ - індекс щільності трабекулярного шару (одиниця) 14-31, де 14 - тижні вагітності, 31 - номер протоколу секційного випадку. У таблиці 2 представлена Індекс щільності трабекулярного шару міокарда лівого шлуночка у різних відділах сердець плодів у різні терміни гестації у нормі, що обчислювалася за формулою 3 UA 107050 C2 5 10 15 20 25 ІЩТШ =ТМп/КМп. У зв'язку з тим, що із збільшенням терміну гестації пропорційно збільшуються площі як компактного, так і трабекулярного шару міокарда ІЩТШ міокарда лишається сталим значенням для нормальних сердець і на верхівці серця середнє значення дорівнює 0,29±0,01, у середній частині 0,42±0,01,у ділянці основи-0,4±0,03. Приклад 2 Для порівняння проведемо обчислення індексу щільності трабекулярного шару міокарда плода з синдромом гіпоплазії лівих відділів серця (Фіг. 3, 4). Ціле серце плода фіксують у 10 % нейтральну формаліні. Проводять по спиртам наростаючої концентрації та заливають у парафін за загальноприйнятою 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 шару в досліджуваних гістологічних препаратах, вимірюють площу компактного шару міокарда в досліджуваних гістологічних препаратах. Після чого визначають індекс щільності трабекулярного шару (ІЩТШ) за формулою: ІЩТШ = ТМп / КМп, де: ТМп-1433257. КМп-29219967. ІЩТШ =1433257/29219967=0,04. Порівнюючи значення індексу щільності трабекулярного шару міокарда при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця із нормою, можна мати уявлення про площу шарів міокарда. Показник значно зменшений за рахунок збільшення площі компактного шару та зменшення площі трабекулярного шару. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 1. Спосіб визначення індексу щільності трабекулярного шару 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, вимірюють площу трабекулярного шару в досліджуваних гістологічних препаратах, вимірюють площу компактного шару міокарда в досліджуваних гістологічних препаратах, після чого визначають індекс щільності трабекулярного шару (ІЩТШ) за формулою: ІЩТШ = ТМп/КМп, де: ТМп - площа трабекулярного шару міокарда; КМп - площа компактного шару міокарда. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перед фотографуванням отримані зрізи фарбують гематоксилін-еозином. 4 UA 107050 C2 5 UA 107050 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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 6