Спосіб ультразвукової діагностики щільності нирки та її структур

Реферат: Спосіб ультразвукової діагностики щільності нирки та її структур включає ультразвукове сканування досліджуваних областей, їх сонографічну реєстрацію в стандартних позиціях. Додатково градуюють яскравість та виділяють області як маркери специфічності патологічних змін. Зіставляють яскравість кожної з досліджуваних областей з градуйованим діапазоном. Визначають ступінь підвищення ультразвукової щільності нирок та їх структур. При цьому як норму використовують коефіцієнти ультразвукової щільності досліджуваних ниркових структур. UA 71388 U (12) UA 71388 U UA 71388 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до медицини, а саме до діагностування з використанням ультразвукових хвиль, і може бути використаним в соно- та нефрології. Ультрасонографічний метод діагностики патологічного ураження нирки та морфологічного стану її структур є найбільш розповсюдженими в світовій практиці. Фактично при стандартному УЗД нирок можна зробити висновок тільки про наявність дифузних або вогнищевих змін паренхіми, солідному або рідинному характері останніх, а також про наявність додаткових утворень в ЧМС, її дилатації або запаленні. Ультрасонографія дозволяє здійснювати діагностику більшості захворювань нирок, що супроводжуються макроструктурними морфологічними змінами. Здійснюється оцінка ехогенності (ультразвукової щільності) паренхіми нирки для визначення структурних змін, які включають дифузні зміни ультразвукової щільності і наявність вогнищевих утворювань. Прийнято, що ультразвукова щільність відображує ступінь морфологічного ураження нирок (склероз, фіброз, клітинна інфільтрація, атрофія канальців). Виділяють два типи змін ехоструктури паренхіми нирки: перший, при якому підвищується ультразвукова щільність коркової речовини нирки при збереженні кортико-медулярного диференціювання (зустрічається при гломерулонефритах, васкулітах, інтерстиціальних нефритах, нефросклерозі, при гострому канальцевому некрозі); другий, при якому патологічний процес має розповсюджений характер і межа між корковим шаром і пірамідами зникає, тобто ультразвукова щільність вирівнюється. Такий варіант зустрічається при полікістозі, хронічному гломерулонефриті, гострому і хронічному пієлонефриті. Але визначення наявності та ступеня виразності патологічних змін (запалення, фіброз, нефросклероз) з боку ниркових структур за технічних обставин часто утруднено. Ультразвукові ж (ультрасонографічні) дослідження нирки та її структур надають можливість візуалізувати щільність тканин у певній градації чорно-білого кольору на моніторі ультразвукового сканера та ультрасонограмі, а за допомогою "сірої шкали" яскравості визначати наявність та ступінь виразності патологічних змін, що дозволяє дещо розширити уявлення про морфофункціональний стан нирок у пацієнтів. Відомий спосіб ультразвукової діагностики щільності тканин органів та їх структур (Клиническая ультразвуковая диагностика: Руководство для врачей. Под ред. Н.М. Мухарлямова. - В 2 томах, Т. 1. - М: Медицина, 1987. - С. 9), що ґрунтується на визначенні ультразвукової резистентності (імпедансу) тканини (І) по результатам досліджень щільності тканини (d) та швидкості розповсюдження в ній ультразвукової хвилі (С), тобто І = d C. Відома закономірність зумовлена тим, що яскравість зображення на екрані ультразвукового апарата пропорційна імпедансу і залежить від щільності тканини, а у тканинах людини швидкість поширення ультразвукової хвилі практично постійна і сягає біля 1540 м/с для м'яких тканин і 3370 м/с для кісткової тканини (Зарецкий В.В. Клиническая эхокардиография / В.В. Зарецкий, В.В. Бобков, Л.И. Ольбинская. - М.: Медицина, 1979. - C.0/. Тому яскравість зображення кісток значно вище яскравості м'яких тканин, а відтак, є інформативною у разі виявлення різноманітних змін, у т.ч. й запалень ниркових структур. Це дозволяє використати зміни щільності тканин по яскравості ультразвукового зображення для оцінки характеру й ступеня патологічних відхилень. Проте, визначення вищезазначених патологічних відхилень здійснюють на підставі візуалізації зображення та наступного зіставлення його особливостей з імпровізованим еталоном, здобутим шляхом накопичення досвіду попередніх досліджень, що знижує об'єктивність висновку і межує найчастіше з отриманням помилок. Це спирається на відсутність кількісних критеріїв, що характеризують запальні зміни в нирках та їх наслідки, особливо в клінічно стертих і низькоманіфестних випадках. Винятком з цього може бути лише прижиттєве цитологічне дослідження біоптатів нирки, але, насамперед, не в педіатрії. Найбільш близьким по кількості істотних ознак до корисної моделі, що заявляється, є спосіб ультразвукової діагностики щільності нирки та її структур (Гендлин Г.Е. Ультразвуковое исследование почек: возможности и границы метода/ Г.Е. Гендлин, О.А. Эттингер, Е.В. Резник, О.А. Тронина, Л.Н. Соломонова // Клиническая нефрология. - 2009. - №2. - С. 17-25), що містить реєстрацію ультрасонограми нирки, визначення ехогенності (ультразвукової щільності) паренхіми коркової речовини нирки та оцінки ступеню її підвищення або зниження шляхом візуального порівняння з ехогенністю (ультразвуковою щільністю) паренхіми печінки або селезінки, тобто іншого паренхіматозного органу. Проте, до причин, що перешкоджають досягненню очікуваного результату належить оцінка змін ультразвукової щільності паренхіми нирки (її коркового шару), що є одним із спірних моментів в ультрасонографії, оскільки за еталон приймається ультразвукова щільність іншого 1 UA 71388 U 5 10 15 20 25 30 35 органу (печінки або селезінки), тобто візуалізація і оцінка ультразвукової щільності нирки при такому підході є суб'єктивною і багато в чому визначається досвідом і кваліфікацією лікаря сонолога, технічним рівнем ультразвукового обладнання, а також факторами, що пов'язані з особливостями конституції пацієнта, що стримує покращення об'єктивності діагностики як по нирці в цілому, так і по її окремим структурам (капсула, корковий, мозковий шар нирки, ЧМС). В цьому зв'язку виникає проблема морфометричної стандартизації ультразвукових досліджень нирки. При тривалому перебігу запального процесу хронічний пієлонефрит характеризується наступними ультразвуковими ознаками: зменшення лінійних розмірів і об'єму нирки, зменшенням структурного індексу і товщини паренхіми, збільшення об'єму ниркового синусу, а також співвідношенням площі ниркового синусу до площі нирки, нерівністю контурів нирки з-за рубцево-склеротичних втяжінь в місцях минулого запалення паренхіми під час загострень процесу. Паренхіма в цих місцях має підвищену ультразвукову щільність, стирається межа між корковою і мозковою речовиною, погано диференціюються піраміди. Для співставлення результатів всі морфометричні дослідження повинні бути стандартизовані (Квятковский Е.А. Ультрасонография и допплерография в диагностике заболеваний почек /Е.А. Квятковский, Т.А. Квятковская. - Днепропетровск: Новая идеология, 2005. - С. 47-48). Використання відомого способу також не дає можливість визначати різноманітні вогнищеві зміни як в нирках (фіброз, нефросклероз), так і в білянирковому просторі, спостерігати за змінами ультразвукової щільності цих структур в динаміці перебігу патологічного процесу, а також утруднює оцінку запальних змін у нирках на ранніх стадіях розвитку патологічного процесу. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити такий спосіб ультразвукової діагностики щільності (ехогенності) нирки та її структур, який шляхом розширення позицій вимірювання та його об'єктивізації забезпечує підвищення об'єктивності кінцевого діагностичного результату та розширення функціональних можливостей при використанні. Поставлена задача вирішується тим, що в способі ультразвукової діагностики щільності нирки та її структур, що включає ультразвукове сканування досліджуваних областей, їх сонографічну реєстрацію в стандартних позиціях і одержання ультрасонограми, відповідно до корисної моделі, додатково на ультрасонограмі нирки та її структур градуюють яскравість у діапазоні від 0 до 1, виділяють з досліджуваних областей щонайменше 8 областей як маркери специфічності патологічних змін (областей), зіставляють яскравість кожної з досліджуваних областей з градуйованим діапазоном і по величині сигмальних відхилень яскравості від норми ультразвукової щільності нирки як показників виразності патологічних змін визначають ступінь підвищення (зниження) ультразвукової щільності нирок та їх структур, при цьому як норму використовують коефіцієнти ультразвукової щільності досліджуваних ниркових структур здорових пацієнтів, що обчислюють по формулі: Êóù  1/ n  ,  40 45 50 55 де Кущ - коефіцієнти ультразвукової щільності, ум. од.; А - ультразвукова щільність крапок аналізованої області, ум. од.; n - кількість крапок в паренхімі нирки або в її структурі. Виділення в них щонайменше 8 областей як маркерів специфічності патологічних змін забезпечує високу точність вимірів товщини таких ниркових структур, як капсула нирки, корковий, мозковий шар нирки, ЧМС (до 0,05 см), можливість динамічного спостереження за змінами структур і наслідками запального або іншого патологічного процесу в нирках на фоні терапії, тобто дозволяють ефективно контролювати хворобу, що є досить важливим для клініцистів. Градуювання яскравості в діапазоні від 0 до 1 на ультрасонограмі нирки та її структур забезпечують покращення експлуатаційних зручностей у використанні даного способу, що обумовлює додаткові переваги над прототипом. Порівняння цих яскравостей з градуйованим діапазоном зіставляють яскравість кожної з досліджуваних областей з градуйованим діапазоном і по величині сигмальних відхилень яскравості від норми ультразвукової щільності нирки. Забезпечує визначення ступенів ультразвукової щільності у цифровому вигляді, відповідно до величин сигмальних відхилень яскравості від норми, як показника виразності патологічних змін. Використання в якості норми коефіцієнтів ультразвукової щільності досліджуваних ниркових структур здорових пацієнтів дозволяє визначати ступінь підвищення (зниження) ультразвукової щільності нирок та їх структур. У практичному застосуванні коефіцієнт ультразвукової щільності відповідає вище наданій тотожності, що заявляється. 2 UA 71388 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Обчислення виконується по математичній формулі, що забезпечує можливість комп'ютерної обробки даних, достатньої специфічності та чутливості коефіцієнту ультразвукової щільності для різних груп пацієнтів. Використання щільності крапок на зображенні сканограми аналізованої області та кількості крапок в структурі нирки для обчислення коефіцієнтів ультразвукової щільності досліджуваних структур нирки у здорових пацієнтів сприяє використанню шуканого показника в області найбільш достовірних даних, і визначенню тим самим еквівалента реальної щільності паренхіми нирки, ниркової капсули, миски, канальців, властивого як здоровій, так і патологічно зміненій нирці. Отже, використані засоби рішення задачі, поряд із покращенням результатів візуалізації, оцінки даних ехогенності ниркових структур і використанням математичної моделі, об'єктивізують кінцеві результати. У той же час, за допомогою сукупності ознак способу можливо об'єктивізувати не тільки стан ультразвукової щільності паренхіми нирки, але і її структур окремо (ниркової капсули, миски, канальців), визначити ступінь виразності патологічних відхилень, що з урахуванням переважної більшості клінічних випадків дозволяє підтвердити наявність чи відсутність запальних змін і фіброзу ниркових тканин і є підґрунтям вибору 8 стандартних областей вимірів ультразвукової щільності ниркових структур на ультрасонограмах, що реєструються у стандартних позиціях, що інформує про розширення функціональних можливостей. Відомості, що підтверджують можливість здійснення заявленого об'єкта та підвищення об'єктивності діагностичного результату та розширення функціональних можливостей полягають в наступному. Суть корисної моделі пояснюється ілюстративним матеріалом, на якому надано стандартні області вимірів ультразвукової щільності структур нирки на ультрасонограмі, зареєстрованій в сагітальній позиції сканування нирки. Для здійснення заявленого способу найбільш доцільним є використання стаціонарного діагностичного обладнання, що задовольняє можливостям ультразвукової діагностики захворювань нирок та реєстрації ультразвукових сканограм на гнучких магнітних носіях для подальшого комп'ютерного опрацювання, зокрема такого, що постачене ультразвуковими сканерами, оснащеними конвексним датчиком з частотою 3,0-5,0 Мгц фірми "Honda Electronics Co" (Japan). Спосіб ультразвукової діагностики щільності нирки та її структур містить здійснення ультразвукового сканування досліджуваних областей, їх ультрасонографічну реєстрацію в стандартній позиції і одержання ультрасонограми. На ультрасонограмі нирки та її структур градуюють яскравість у діапазоні від 0 до 1, виділяють щонайменше 8 областей нирки та її структур як маркери специфічності їхніх патологічних змін, зіставляють яскравість кожної з досліджуваних структур з градуйованим діапазоном. У подальшому по величині сигмальних відхилень яскравості від норми як показників виразності патологічних змін визначають ступінь підвищення (зниження) ультразвукової щільності нирки та її структур. Як норму використовують коефіцієнти ультразвукової щільності досліджуваних структур нирки здорових пацієнтів, що обчислюють по формулі: Êóù  1 / n   45 50 55 60 де Кущ - коефіцієнти ультразвукової щільності, ум. од.; А - ультразвукова щільність крапок аналізованої області, ум. од.; т - кількість крапок в паренхімі нирки або в її структурі. При відтворенні способу за допомогою комп'ютерного опрацьовування зареєстрованої ультрасонограми, здійснюють попередню стандартизацію шляхом градуювання яскравості структур ультрасонограми нирки у діапазоні від 0 до 1. При цьому визначають ультразвукову щільність 8 стандартизованих областей паренхіми нирки, її капсули, канальців, миски та величини сигмальних відхилень Кущ цих ділянок від норми в заключній оцінці ступеню підвищення (зниження) ультразвукової щільності. Величину Кущ перед постановкою діагнозу постійно тестують з наявними шаблоновими величинами. Ультрасонографічне обстеження хворого проводять незалежно від прийому їжі, у положенні лежачи на спині. Ультразвуковий датчик із частотою 3-5 мГц розташовують на область підребер'я зі сторони передньої черевної стінки. Після появи на екрані ультразвукового сканера нирки та її структур знаходять стандартну позицію ультрасонограми нирки, при якій ультразвуковий промінь проходить через капсулу нирки, коркову та мозкову речовину паренхіми нирки, канальці і миску нирки. Порівняння розмірів Кущ, отриманих після комп'ютерного опрацювання з наявними кількісними нормативами дозволяє визначити ступінь виразності змін конкретної аналізованої 3 UA 71388 U 5 10 15 20 25 ниркової структури (відсутність змін, помірні зміни, значні та виражені зміни), відповідно до сигмальних відхилень. За результатами вимірів і оцінки отриманих ультрасонограм у 8 стандартних областях розраховують Кущ. На ілюстративному матеріалі надана сіра шкала яскравості 1, верхній полюс капсули нирки 2, нижній полюс капсули нирки 3, зовнішній край капсули нирки 4, внутрішній край капсули нирки 5, коркова речовина паренхіми нирки 6, мозкова речовина паренхіми нирки 7, миска нирки 8, ниркові канальці 9. Величини отриманих Кущ порівнюються із шаблоновими кількісними величинами у вигляді сигмальних числових діапазонів Кущ, що відповідають нормальній структурі, помірним змінам, значним або вираженим патологічним змінам. Таким чином, у запропонованому рішенні задачі досягається підвищення об'єктивності кінцевого діагностичного результату за рахунок кількісної ультразвукової діагностики щільності нирки, реалізованої завдяки запропонованому обчисленню коефіцієнтів ультразвукової щільності 8 стандартизованих областей паренхіми нирки, її капсули, канальців, миски і подальшому визначенню їх сигмальних відхилень в порівнянні з кількісними нормативами величин коефіцієнтів ультразвукової щільності цих структур нирки, отриманих у здорових пацієнтів. Комп'ютерне опрацювання ультрасонограм здійснюють з використанням комп'ютерного алгоритму. Численні клініко-ультрасонографічні дослідження, що були проведені на базі Дніпропетровської обласної дитячої клінічної лікарні понад 60 здоровим пацієнтам, 20 хворим на гострий і хронічний пієлонефрит у віці від 1 до 16 років, показали достатню інформаційну цінність шаблонових розмірів S, використаних для встановлення ступеня відхилення Кущ від норми. Специфічність наведених параметрів коливалась в межах від 56 до 62 %, чутливість від 82 до 90 %. Відомості, що підтверджують низьку специфічність і високу чутливість К ущ для 80 здорових і хворих дітей, наведені в таблиці. Таблиця Середні показники Кущ у хворих і здорових дітей 1-16 років (ум. од.) Область вимірів Гострий (n=10) пієлонефрит Хронічний (n=10) пієлонефрит Норма (n=60) 0-6 р. 7-11 р. 12-17 р. Капсула нирки: Верхній полюс 0,4-0,8 0,42-0,81 0,25-0,32 0,19-0,3 0,18-0,25 0,13-0,24 Канальці нирки 0,77-0,85 0,74-0,85 Миски нирки 0,06-0,09 0,06-0,08 Нижній полюс Зовнішній край Внутрішній край Коркова речовина нирки Мозкова речовина нирки 30 35 40 0,530,380,5-0,78 0,81 0,66 0,270,41 0,160,26 0,750,81 0,060,08 0,340,350,44 0,52 0,210,230,31 0,33 0,820,84-0,9 0,89 0,030,030,05 0,05 Приклад 1 У хворого Іванова К., 12 років, клінічний діагноз: Хронічний пієлонефрит, період клінічної ремісії, без порушення функції нирок. На ультразвуковому сканері фірми "Honda Electronics Co" за допомогою датчика частотою 5 мГц, зареєстрували сканограми нирок. При візуальній оцінці стану ультразвукової щільності капсули та структур нирок було виявлене помірне зменшення в об'ємі лівої нирки, інші зони без змін. На сканограмах нирок здійснено вимірювання ультразвукової щільності 8 стандартних областей нирок і їх структур. Коефіцієнт Кущ в області капсули лівої і правої нирки дорівнював Кущ = 0,62 і 0,66, відповідно (>1SD); в області коркової речовини нирки ліворуч - Кущ = 0,56 (+3SD), коркової речовини правої нирки - Кущ = 0,38 (1