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

Реферат: Спосіб визначення "робочої" площі правого шлуночка серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця включає фіксування у 10 % нейтральному формаліні цілого 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, аналіз зображення зрізів. На поперечних зрізах виділяють 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. UA 94351 U (12) UA 94351 U UA 94351 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до сфери медицини, зокрема до нормальної та патологічної анатомії, кардіології та кардіохірургії, УЗД-діагностики, і може бути використана для більш ретельного дослідження особливостей будови серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця (СГЛС) 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.А., Бухарин В.А., Подзолков В.П. и др. Врожденные пороки сердца. Сердечно-сосудистая хирургия. Под ред. В.И. Бураковского, Л.А. Бокерия. М.: Медицина, 1989. - С. 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 кровообігу, 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 ЛШ. Це пов'язано з тим що, рудиментарний ЛШ погіршує скоротливість у сегменті перегородки, при цьому порушується функція єдиного ПШ. 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 Rickers, Michael Jerosch-Herold, Chris Hart, Eileen Pardun, Inga Voges, Jens Scheewe, and Hans Heiner Kramer Circulation. 2010; 122:A19537]. Тобто чим менше гіпоплазований ЛШ, 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 Е.Д. Особенности и сложности пренатальной діагностики кардиомиопатий. // Детские болезни сердца и сосудов. - 2007. - № 3. - С. 12-14) 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 об'єктивного визначення рівня аномалій розвитку серця. Найбільш близьким способом оцінки стану серцевих стінок та перегородки є оглядовий спосіб, 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 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 корисної моделі 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 кількісною визначення (індекс) "робочої" площі ПШ серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця, і застосування нового підходу до визначення маркера ушкодження міокарда та виявлення емпіричним шляхом та застосування найбільш значимого з них, який на відміну від відомих показників є сталим значенням у різні терміни гестації, надає можливість об'єктивно та кількісно визначній "робочу" площу ПШ серця при синдромі гіпоплазії 1 UA 94351 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лівих відділів серця та відповідно оцінити стан ПШ і перегородки у плодів та новонароджених при розтинах та мікроскопії операційного матеріалу. Для вирішення поставленої задачі спосіб визначення "робочої" площі правого шлуночка серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця включає фіксування у 10 % нейтральному формаліні цілого 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, аналіз зображення зрізів. Новим є те, що виділяють па 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)х100 %, 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 ПШ та площ міжшлуночкової перегородки в досліджуваних гістологічних зрізах здійснюють по рівню контрастності досліджуваних гістологічніх 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 міокарда, який, як показують практичні дослідження, має стале значення у різні терміни гестації, забезпечується повне, об'єктивне та кількісне уявлення про "робочу" площу ПШ 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 ПШ та площі міжшлуночкової перегородки, визначення площ вільної стінки ПШ та площ міжшлуночкової перегородки в досліджуваних гістологічних зрізах здійснюють по рівню яскравості досліджуваних гістологічніх зрізів, а індекс "робочої" площі ПШ серця визначають по співвідношеннях яскравості ділянок цифрового 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 фігур графічних зображень: Фіг. 1. Цілісне зображення поперечного зрізу серця плода у терміні гестації 14 тижнів у середній частині. Вид знизу. Вимірювання площі вільної стінки ПШ. Позиція 1 - виміряна плота 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 ЛШ. Вид знизу. Вимірювання площі вільної стінки ПШ. Позиція 3 - виміряна площа ПШ серця. Фіг. 4. Цілісне зображення поперечного зрізу серця плода у середній частині із синдромом гіпоплазії ЛШ у терміні гестації 22 тижні. Вид знизу. Позиція 4 - виміряна площа перегородки серця. 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 проводили 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 94351 U 5 За допомогою програми Quick Photo проводили вимірювання площі вільної стінки ПШ в досліджуваних гістологічних препаратах, вимірювали площу перегородки в досліджуваних гістологічних препаратах, після чого визначали "робочу" площу ПШ серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця. Фіг. 1, 2 позиції 1-2, таблиці 1 (випадок 17-389, середня частина). РП (%) = ППШ/(ППШ+ПП)х100 %, РП (%) = 3895446/(3895446+5644127), 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 10 15 17-389 3895446 5644127 40,834595 18-343 5442412 6290162 46,3872 20-317 4303971 7941386 35,1478 21-316 7317244 9660760 43,0984 21-23 6402188 12291339 34,24815 21-264 5246738 7710123 40,4939 2 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 різні терміни вагітності. Із збільшенням терміну гестації пропорційно збільшуються площі. Таким чином, РП є сталим значенням у різні терміни гестації. Приклад 2. Для порівняння проведемо визначення "робочої" площі ПШ серця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця (Фіг. 3, 4, позиції 3, 4), 20 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 різними типами лівого шлуночка Середня частина ППШ ПП РП 365тр 55171627 38867507 58,66879527 144тp 73934776 32120394 69,7135 357щ 37380032 10965958 77,31775 2 25 30 35 40 141ц 15605029 24174970 39,22833 445щ 50333850 8554842 85,47286 365тр 55171627 38867507 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)х100 %, РП (%) = 50333850/(50333850+8554842), РП (%) = 85,4. У даному випадку СГЛС 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 хірургічною 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 СГЛС з урахуванням тинів ЛШ та робочої площі ПШ. 3 UA 94351 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 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, з парафінових блоків на мікротомі виготовлення серійних поперечних зрізів товщиною 5 мкм, 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 ПШсерця при синдромі гіпоплазії лівих відділів серця за формулою: РП (%) = ППШ/(ППШ+ПП)х100 %, 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 по рівню контрастності досліджуваних гістологічних зрізів, а "робочу" площу ПШ серця визначають по співвідношеннях яскравості ділянок цифрового зображення. 4 UA 94351 U 5 UA 94351 U 6 UA 94351 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 7