Спосіб визначення “робочої” площі правого шлуночка серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця

УКРАЇНА (19) UA (11) 109840 (13) C2 (51) МПК (2015.01) G01N 33/48 (2006.01) G01N 21/00 ДЕРЖАВНА СЛУЖБА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ УКРАЇНИ ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (21) Номер (22) Дата a 2014 05813 29.05.2014 (24) Дата, з 12.10.2015 заявки: подання заявки: якої є чинними права на винахід: (41) Публікація 10.11.2014, відомостей Бюл.№ 21 про заявку: (46) Публікація 12.10.2015, відомостей Бюл.№ 19 про видачу патенту: (72) Винахідник(и): Савчук Тетяна Василівна (UA), Захарова Валентина Петрівна (UA), Лещенко Іван В'ячеславович (UA), Приходько Тетяна Олександрівна (UA) (73) Власник(и): ДЕРЖАВНА УСТАНОВА "НАЦІОНАЛЬНИЙ ІНСТИТУТ СЕРЦЕВО-СУДИННОЇ ХІРУРГІЇ ІМ. М.М. АМОСОВА НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ МЕДИЧНИХ НАУК УКРАЇНИ", вул. М. Амосова, 6, м. Київ-110, 03680 (UA) (56) Перелік документів, взятих до уваги експертизою: Автандилов Г. Г. Основи патологоанатомічної практики. – 1994 (Інтернет-публікація) ULR: http://medu.pp.ua/58_pediatriya_802/serdtse-50437.html (знайдено 21.05.2015) Физиология правого желудочка у здоровых и больных ХОЗЛ. (Інтернет-публікація) ULR: http://web.archive.org/web/20050223053940/http://critical.ru/ann/pages/review/6_7_1.html (збережено WayBack Machine 23.02.2005, знайдено 21.05.2015) Сиволап В.В. Ремоделювання правих відділів серця у хворих на хронічну серцеву недостатність ішемічного ґенезу залежно від профілю діастолічного наповнення лівого шлуночка / В.В. Сиволап, Н.В. Туманська, Л.В. Франскявичєнє // Запорожский медицинский журнал. – 2012. - №4. – С. 43-46 Резник А.Г. Микроморфометрическая картина сердца при различных причинах смерти / А.Г. Резник // Modern high technologies. – 2012. - №8. – С.34-36 Пальцев М.А. Руководство по биопсийно-секционному курсу: учебное пособие / М.А. Пальцев, В.Л. Коваленко, Н.М. Аничков // М.: Медицина. - 2002. - 257 с. * (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ "РОБОЧОЇ" ПЛОЩІ ПРАВОГО ШЛУНОЧКА СЕРЦЯ ПРИ СИНДРОМІ ГІПОПЛАЗІЇ ЛІВИХ ВІДДІЛІВ СЕРЦЯ (57) Реферат: Винахід належить до медицини, зокрема до нормальної та патологічної анатомії, і може бути використаний для більш ретельного дослідження особливостей будови серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця (СГЛС) у плодів та новонароджених за допомогою оптичних пристосувань. UA 109840 C2 (12) UA 109840 C2 UA 109840 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі медицини, зокрема до нормальної та патологічної анатомії, кардіології та кардіохірургії, УЗД-діагностики і може бути використаний для більш ретельного дослідження особливостей будови серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця (СІ JIC) у плодів та новонароджених за допомогою оптичних пристосувань. Під СГЛС розуміють групу аномалій розвитку серця, що характеризуються недорозвиненням лівих його камер, атрезією або стенозом аортального та/або мітрального отвору і гіпоплазією висхідної частини аорти. [Бураковский В.Α., Бухарин В.Α. Подзолков В.П. и др. Врожденные пороки сердца. Сердечнососудистая хирургия. Под ред. В.И.Бураковского, Л.А.Бокерия. М.: Медицина. 1989; 345-382]. Хірургічне лікування вади вважаються найбільш складними як з технічних причин, так і у зв'язку з тим, що в післяопераційному періоді кровообіг дитини по малому і великому колу забезпечується скороченням тільки одного правого шлуночка (ПШ) який, як відомо, генетично є більш слабким, ніж лівий шлуночок (ЛШ). І проблема зводиться до того, як довго цей шлуночок зможе забезпечувати обидва кола кровообігу в умовах змішаної крові. ЛШ серця хірургічним шляхом вимикають з кола кровообіг), але його наявність впливає на скорочення ПШ особливо у ділянці міжшлуночкової перегородки. І функціональна спроможність ПШ також залежить від варіанта СГЛС (тобто від наявності атрезії або стенозу мітрального та аортального клапанів (атрезія мітрально клапана/атрезія аортального клапана) (мітральний стеноз/аортальний стеноз) та типу будови ЛІН. Це пов'язано з тим що, рудиментарний ЛШ погіршує скоротливість у сегменті перегородки, при цьому порушується функція єдиного ПІП. Це має прогностичне значення для довготривалого результату хворих із СГЛС. [The Impact of Anatomical Subgroups for Regional and Global Function of the Right Ventricle in Hypoplastic Left Heart Syndrome (HLHS)Carsten flickers, Michael Jerosch-I lerold. Chris Hart. Eileen Pardun, Inga Voges, Jens Scheewe, and Hans Heiner Kramer Circulation. 2010;122:A 19537]. Тобто чим менше гіпоплазований ЛІН, тим менше він порушує функцію ПШ після хірургічного втручання. Та відповідно менш гіпоплазований ЛШ більше впливає на функціонування ПШ. При останніх варіантах вирішення проблеми лікування могло б лежати в площині поступового тренування міокарда ЛШ з метою подальшого його включення хірургічним шляхом до системи кровообігу. Для кількісного розмежування варіантів СГЛС ми пропонуємо наш спосіб. Відомий спосіб кількісної оцінки вад розвитку за допомогою УЗД [Гасанова P.M… Беспалова І…Д. Особенности и сложности пренатальной діагностики кардиомиопатий.// Детские болезни сердца и сосудов. - 2007. - №3. - СЛ2-14.] дозволяє виміряти лінійні розміри камер серця, діаметри клапанів, розміри порожнин. товщину міокарда шлуночків. вираховувати їх співвідношення. Недоліком способу) є те, що за таким способом неможливо визначити площу стінок серця та перегородки, що є важливим для объективного визначення рівня аномалій розвитку серця. Найбільш близьким способом оцінки стану серцевих стінок та перегородки є оглядовий спосіб, що виконується на розгинах [Пальцев Μ.А… Коваленко В.Л, Аничков П.М. Руководство по биопсийно-секционному курсу// Учебное пособие. 2002]. який передбачає макроскопічне та мікроскопічне дослідження будови серця. 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 аналізують та оцінюють серцеву анатомію. Діагностична значущість цього методу невелика, тому що візуальна оцінка камер серця є суб'єктивною і не може дати адекватної уяви про стан ПШ і перегородку та визначити патогенетичну значимість цих змін та рівень цих змін. Крім того оскільки на результати візуальної оцінки впливають фізичні розміри обстежуваних ділянок серця у плодів та новонароджених слід відмітити що досліджувані за способом їх фізичні розміри суттєво залежать, наприклад, від термінів гестації. В основу винаходу поставлено задачу створення способу визначення "робочої" площі ПШ серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця, в якому шляхом застосування нових дій, порядку виконання дій та умов їх виконання забезпечується більш точна та вже кількісна оцінка структур серця за рахунок кількісного визначення (індекс)) "робочої" площі ПШ серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця, і застосування нового підходу до визначення маркера ушкодження міокарду та виявлення емпіричним шляхом та застосування найбільш значимого з них, який на відміну від відомих показників (сталим значенням у різні терміни гестації, надає можливість об'єктивно та кількісно визначити "робочу" площу) ПШ серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця та відповідно оцінити етап ПШ і перегородки у плодів та новонароджених при розгинах та мікроскопії операційного матеріалу. 1 UA 109840 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Для вирішення поставленої задачі спосіб визначення "робочої" площі правото шлуночка серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця включає фіксування у 10 % нейтральному формаліні цілою серця або шматочків сегментів міокарда, проведення по спиртах наростаючої концентрації, виготовлення парафінових блоків, з парафінових блоків на мікротомі виготовлення серійних поперечних зрізів товщиною 5 мкм. та аналіз зображення зрізів. Новим є те, що виділяють на поперечних зрізах межі площі вільної стінки правого шлуночка (ПШ) та межі площі міжшлуночкової перегородки, здійснюють визначення площ вільної стінки ПШ та міжшлуночкової перегородки в досліджуваних гістологічних зрізах, після чого визначають "робочу" площу ПШ серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця за формулою: РП (%)=ППШ/(ППШ+ПП) х 100 %, де: РП (%) - "робоча" площа ПШ (%) ППШ - площа вільної стінки ПШ; ПП - площа міжшлуночкової перегородки. Перед здійсненням аналізу зображення отриманих зрізів їх фарбують гематоксилін-еозином. Досліджують контрастність площі вільної стінки ПШ та площі міжшлуночкової перегородки, визначення площ вільної стінки ІІІІІ та площ міжшлуночкової перегородки в досліджуваних гістологічних зрізах здійснюють по рівню контрастності досліджуваних гістологічних зрізів, а "робочу" площу ПШ серця визначають по співвідношеннях яскравості ділянок цифрового зображення. Завдяки застосуванню нових дій способу, умов виконання дій та нових показників та застосування винайденого емпіричним шляхом найбільш значимого маркера ушкодження міокард}, який, як показують практичні дослідження має стале значення у різні терміни гестації, забезпечується повне, об'єктивне та кількісне уявлення про "робочу" площу ІІІІІ серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця незалежно від періоду проведення дослідження. В окремих варіантах застосування способу перед здійсненням аналізу зображення отриманих зрізів фарбують гематоксилін-еозином. Застосування фарбування підвищує контрастність границь досліджуваних структур що підвищує точність визначення площ досліджуваних ділянок, та забезпечує можливість застосування комп'ютерних засобів оцінки досліджуваних показників. В окремих варіантах застосування способу досліджують яскравість площі вільної стінки ІІІІІ та площі міжшлуночкової перегородки, визначення площ вільної стінки ПШ та площ міжшлуночкової перегородки в досліджуваних гістологічних зрізах здійснюють по рівню яскравості досліджуваних гістологічних зрізів, а індекс "робочої" площі ІІІІІ серця визначають по співвідношеннях яскравості ділянок цифровою зображення. Застосування таких особливостей реалізації способу відкриває можливість здійснювати дослідження та автоматичну оцінку рівня гіпоплазії лівих відділів серця за допомогою відомих засобів комп'ютерної техніки та систем аналізу зображень. Перелік креслень: Фіг. 1. Цілісне зображення поперечного зрізу серця плода у терміні гестації 14 тижнів у середній частині. Вид знизу. Вимірювання площі вільної стінки ПШ. Позиція І - виміряна площа ПШ серця. Фіг.2. Цілісне зображення поперечного зрізу серця плода у середній частині у терміні гестації 14 тижнів, Вид знизу. Позиція 2 - виміряна площа перегородки серця. Фіг.3. Цілісне зображення поперечного зрізу серця плода у терміні гестації 22 тижні із синдромом гіпоплазії ЛІН. Вид знизу. Вимірювання площі вільної стінки ПШ. Позиція 3 виміряна площа ПІП серця. Фіг.4. Цілісне {зображення поперечного зрізу серця плода у середній частині із синдромом гіпоплазії ЛІН у терміні гестації 22 тижні. Вид знизу. Позиція 4 - виміряна площа перегородки серця. Спосіб здійснюється наступним чином: Приклад І. Ціле серце плода фіксують у 10 % нейтральному формаліні. Проводять по спиртам наростаючої концентрації та заливають у парафін за загально прийнятою методикою, і парафінових блоків на мікротомі Leica SM 2000 К виготовляють серійні поперечні зрізи товщиною 5 мкм. Зрізи фарбують гематоксилін-еозином. Мікроскопію проводили за допомогою мікроскопа Olympus BX41 (об'єктив χ 2. окуляр χ 10). Гістологічні препарати фотографували за допомогою цифрової фотокамери Olympus SP-500 (У/, та мікроскопа, зображення вводили в комп'ютер з використанням програми Quick Photo. За допомогою програми Quick Photo проводили вимірювання площі вільної стінки ПІП в досліджуваних гістологічних препаратах, вимірювали площу перегородки із досліджуваних 2 UA 109840 C2 5 гістологічних препаратах, після чого визначали "робочу" площу ПШ серця при синдромі С гіпоплазії лівих відділів серця. Фіг. 1, 2 позиції 1-2,таблиці 1 (випадок І7-38 ), середня частина). РП(%)=ППШ/(ППШ+ПП) х 100 %, РП (%)=3895446/(3895446+5644127) х 100 % РП(%)=40,83 Середнє значення РП у нормі дорівнює 40,3 %±1,95. Таблиця 1 Площі вільної стінки ПШ, площі перегородки та РП в термінах вагітності 18-23 тижні у середній частині серця у нормі. Середня частина ППШ ПП РП 17-389 3895446 5644127 40.834595 18-343 5442412 6290162 46.5872 20-317 4303971 7941386 35.1478 21-316 7317244 9660760 43.0984 21-23 6402188 12291334 34.24815 21-264 5246738 7710123 40.4434 2 10 15 ППШ - площа ПШ, мкм . 2 ПП - площа перегородки, мкм РП - "робоча" площа ПШ (%) 17-389, де 17 тижні вагітності, 389 номер протоколу секційного випадку. У таблиці 1 представлені абсолютні значення вимірюваних площ у річні терміни вагітності. Із збільшенням терміну гестації пропорційно збільшуються площі. Таким чином, РП є сталим значенням у річні терміни гестації. Приклад 2. Для порівняння проведемо визначення "робочої" площі ПШ серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця (Фіг. 3, 4. позиції 3. 4), Таблиця 2. Таблиця 2 Площі вільної стінки ПШ площі перегородки та РП в термінах вагітності 20-21 тижні у середній частині серця у плодів при СГЛС із річними типами лівого шлуночка. Середня частина 20 25 30 35 ППШ ПП РП 365тр 144тр 55171627 7343,4776 38867507 32120394 58.66879527 69.7135 357щ 37380032 1046545Х 77.31775 2 141ц 15605024 24174470 39.22833 445щ 365тр 50335850 55171627 8554842 58867507 85.47286 58.66879527 ППШ - площа ПШ, мкм , 2 ПП - площа перегородки. мкм РП - "робоча" площа ПШ (%), 365тр, де 365 - номер секційного випадку, тр - тип ЛШ (трабекулярність. циліндр, щілина). Наводимо приклад розрахунку 445щ: РП(%)=ППШ/(ППШ+ПП) х 100 %, РП(%)=50333850/(50333850+8554842) х 100 % РП(%)=85,4. У даному випадку СТЛС спостерігається збільшення РП більше ніж удвічі у порівнянні із нормою за рахунок зменшення площі перегородки, тому що при типі ЛШ "щілина" найбільше гіпоплазований ЛШ і він буде найменше впливати на функціональну спроможність ПШ. У цьому випадку СГЛС показники свідчать про зменшення частки перегородки у правому шлуночку, що у післяопераційному періоді прогностично є більш сприятливо. Типи ЛШ "циліндр" та "трабекулярність" є менш сприятливими для подальшого перебігу після хірургічного втручання, тому що РП правого шлуночка зменшується з розбігом від 39 % до 69 % при різних типах ЛШ. Тобто, чим більше відрізняється показник від норми у бік його збільшення, тим сприятливіше прогноз для хірургічного лікування. Цей спосіб доцільно було б використовувати в УЗД діагностиці для подальшого планування переривання або доношування вагітності плодів із СТЛС з урахуванням типів ЛШ та робочої площі ПШ. 3 UA 109840 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 1. Спосіб визначення ″робочої″ площі правого шлуночка серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця, що включає фіксування у 10 % нейтральному формаліні цілого серця або шматочків сегментів міокарда, проведення по спиртах наростаючої концентрації, виготовлення парафінових блоків, виготовлення з парафінових блоків на мікротомі серійних поперечних зрізів товщиною 5 мкм та аналіз зображення зрізів, який відрізняється тим, що виділяють на поперечних зрізах межі площі вільної стінки правого шлуночка (ПШ) та межі площі міжшлуночкової перегородки, здійснюють визначення площ вільної стінки ПШ та міжшлуночкової перегородки в досліджуваних гістологічних зрізах, після чого визначають ″робочу″ площу ПШ серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця за формулою: РП (%)=ППШ/(ППШ+ПП) x 100 %, де: РП (%) - ″робоча″ площа ПШ (%) ППШ - площа вільної стінки ПШ; ПП - площа міжшлуночкової перегородки. 2. Спосіб визначення ″робочої″ площі правого шлуночка серця за п. 1, який відрізняється тим, що перед здійсненням аналізу зображення отриманих зрізів їх фарбують гематоксилін-еозином. 3. Спосіб визначення ″робочої″ площі правого шлуночка серця за п. 1, який відрізняється тим, що досліджують контрастність площі вільної стінки ПШ та площі міжшлуночкової перегородки, визначення площ вільної стінки ПШ та площ міжшлуночкової перегородки в досліджуваних гістологічних зрізах здійснюють за рівнем контрастності досліджуваних гістологічних зрізів, а ″робочу″ площу ПШ серця визначають за співвідношенням яскравості ділянок цифрового зображення. 4 UA 109840 C2 5 UA 109840 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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