способ неинвазивной диагностики портальной гипертензии

Формула изобретения

Способ оценки клиники портальной гипертензии после спленоренального шунтирования путем измерения показателей гемодинамики в воротной вене методом ультразвуковой допплерографии, отличающийся тем, что дополнительно измеряют показатели сердечно-сосудистой системы и определяют коэффициент гидродинамического сопротивления в воротной вене (КВВ)

где ЧСС - частота сердечных сокращений, уд/мин;

УО - ударный объем сердца, мл;

Vл - средняя линейная скорость кровотока в воротной вене, м/с;

D - диаметр воротной вены, мм;

СД - систолическое артериальное давление, мм рт. ст.,

и при значении КВВ=25,0003±2,28 диагностируют удовлетворительную клинику портальной гипертензии после спленоренального шунтирования, а при КВВ=133,1675±28,8 - ее ухудшение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для неинвазивного определения степени повышения давления в портальной системе, а также для ведения мониторинга послеоперационного лечения пациентов - после спленоренального шунтирования.

В последние годы в нашей стране отмечается увеличение заболеваний вирусными гепатитами В и С, а также заболеваний печени алкогольной этиологии, которые при хроническом течении вызывают в 30% случаев развитие цирроза печени (ЦП), являющегося основной причиной развития синдрома портальной гипертензии (ПГ). Кровотечение из варикозно расширенных вен пищевода (ВРВП), прогрессирующая печеночная недостаточность (как проявление развития порто-системных коллатералий) являются одними из основных причин летальности при этом заболевании. Вследствие этого ранняя неинвазивная диагностика этого синдрома является крайне актуальной. С другой стороны, в настоящее время разработан ряд хирургичеких вмешательств, направленных на создание искусственных порто-системных шунтов с целью снижения давления в системе воротной вены. Оценка состояния пациентов в послеоперационном периоде с применением неинвазивных методик также является весьма важной.

Синдромом ПГ называют ряд клинических проявлений, возникающих вследствие повышения давления в системе воротной вены более 10-12 мм рт.ст. (в норме давление около 7 мм рт.ст.). В формировании ПГ основное значение имеют два фактора: сосудистое сопротивление и поток крови, которые и определяют градиент давления. В большинстве случаев при ПГ изменяются оба этих фактора.

Известны способы неинвазивной диагностики ПГ, основанные на вычислении индексов, отражающих ПГ (См. Камалов Ю.Р. Абдоминальное ультразвуковое исследование при синдроме портальной гипертензии. М.: Московская медицинская академия им. И.М.Сеченова, 2003 г., с.13).

Для оценки ПГ могут использоваться следующие индексы:

- индекс обкрадывания, определяемый отношением разности объемной скорости кровотока главной портальной вены и суммы объемных скоростей верхней брыжеечной и селезеночной артерий к массе тела пациента. В норме этот индекс равен 0,8±2,1 мл/мин/кг, а у больных циррозом печени (ЦП) с синдромом ПГ - 2,2±4,3 мл/мин/кг;

- индекс застоя, определяемый отношением площади поперечного сечения главной портальной вены к средней линейной скорости кровотока в ней. В норме этот индекс равен по данным разных авторов от 0,03±0,01 до 0,07±0,029 см/сек;

- сплено-портальный индекс, определяемый отношением объемной скорости кровотока селезеночной вены к объемной скорости кровотока главной портальной вены, выраженным в %. При ЦП с наличием варикозно расширенных вен пищевода этот индекс равен 43,1±23,7%;

- индекс эффективного портального кровотока, определяемый разностью объемных скоростей кровотока главной портальной вены и околопупочной вены. У больных ЦП без расширения околопупочной вены этот индекс достоверно выше, чем у больных ЦП с проходимой околопупочной веной;

- портальный гипертензионный индекс, определяемый отношением произведения индексов резистентности собственной печеночной и селезеночной артерий к средней линейной скорости кровотока главной портальной вены. Если этот индекс превышает 12 см/с^-1, точность диагностики синдрома ПГ составляет 75%;

- печеночно-венозный градиент давления, определяемый произведением индекса резистентности селезеночной артерии и объемной скорости кровотока главной портальной вены.

Недостатком известных способов является низкая точность и достоверность определения ПГ. Числовые величины индексов у разных авторов колеблются в широких пределах и не всегда подтверждаются на практике. Расчет индексов трудоемок и требует сложных математических вычислений. Индексы недостаточно информативны. В большинство индексов заложен параметр "объемная скорость кровотока", который необходимо рассчитать прежде, чем переходить к вычислению самих индексов. Кроме того, и это весьма важно, известными способами у пациентов после спленэктомии нельзя определить индекс резистентности и пульсационный индексы селезеночной артерии, индекс обкрадывания, портальный гипертензионный индекс, печеночно-венозный градиент давления, что не позволяет вести мониторинг послеоперационного лечения пациентов.

Известным и наиболее распространенным способом диагностики портальной гипертензии является ультразвуковая доплерография (УЗДГ) сосудов органов брюшной полости, при которой вывод о наличии синдрома ПГ делают на основании увеличения диаметра воротной вены (ВВ) более 13 мм, увеличения диаметра селезеночной вены (СВ) более 9-10 мм и снижения линейной скорости кровотока в ВВ менее 16 см/с.

Так известен ультразвуковой доплерографический способ диагностики нарушений портального кровотока при хронических диффузных заболеваниях печени, в частности при циррозе печени, являющийся наиболее близким к изобретению и выбранный авторами в качестве прототипа. Оценка нарушений портального кровотока основывается на изучении показателей гемодинамики в воротной вене (площади сечения сосуда, линейной и объемной скоростей кровотока). В зависимости от степени выраженности патологического процесса в паренхиме печени указанные параметры характеризуются возрастанием объемных показателей кровотока в воротной вене при первоначально неизменной линейной скорости в ней, затем их нормализацией в сочетании со снижением линейной скорости и дальнейшим постепенным снижением обоих показателей при развитиии выраженных морфологических изменений (Лелюк В.Г., Лелюк С.Э. Ультразвуковая диагностика. Доплерография. М.: ВИДАР, 1993).

Недостатком данного способа является низкая точность определения ПГ, обусловленная тем, что применение данного способа в диагностике характеризуется противоречивыми данными вследствие того, что указанные изменения достаточно полиморфны, а механизм их формирования не полностью изучен. Кроме того, ряд авторов считает изменение объемной и линейной скоростей кровотока в воротной вене недостаточно надежным критерием при диагностике ПГ. К тому же при диагностике учитывается только венозный кровоток в портальной системе без учета артериального притока.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение точности и достоверности неинвазивной диагностики, а также обеспечение возможности ведения мониторинга послеоперационного лечения пациентов.

Для решения поставленной задачи и достижения указанного результата разработан способ неинвазивной диагностики портальной гипертензии путем измерения показателей гемодинамики в воротной вене методом ультразвуковой доплерографии, в котором согласно изобретению дополнительно измеряют показатели сердечно-сосудистой системы, а в качестве критерия, характеризующего степень выраженности портальной гипертензии, используют коэффициент воротной вены, определяемый из выражения:

где

ЧСС - частота сердечных сокращений, уд./мин,

УО - ударный объем сердца, мл,

Vл - средняя линейная скорость кровотока в воротной вене, м/с,

D - диаметр воротной вены, мм,

СД - систолическое артериальное давление, мм рт.ст.

Сущность предложенного изобретения заключается в том, что неинвазивную диагностику портальной гипертензии осуществляют с помощью введенного авторами для оценки портального давления коэффициента воротной вены (КВВ), отражающего увеличение гидродинамического сопротивления в воротной вене, вычисляемого по ряду показателей гемодинамики в воротное вене и показателей сердечно-сосудистой системы.

Известно (Физиология сердечно-сосудистой системы. Часть I", Доктор Джеймс Роджерс, больница Френчай, Бристоль, Великобритания, 2003 г.), что среднее артериальное давление (САД) определяется как:

СВ - сердечный выброс, мл, определяемый произведением частоты сердечных сокращений (ЧСС), уд./мин, и ударного объема (УО) сердца, мл СВ=ЧСС·УО,

ОПСС - общее периферическое сопротивление сосудистой системы, мм рт.ст·мин/мл.

С другой стороны

ДД - диастолическое артериальное давление,

ПД - пульсовое артериальное давление, равное разнице систолического (СД) и диастолического давлений.

Приравнивая (1) и (3) получим

ЧСС·УО·ОПСС=СД/3

Откуда

Известно также, что объемная скорость кровотока Vоб определяется как объем крови, протекающей через поперечное сечение S сосуда радиуса r в единицу времени (Ультразвуковая диагностика (практическое руководство). Под редакцией Митькова В.В. Глава Основы гемодинамики. М., 1999 г.).

Vл - средняя линейная скорость кровотока, мм/мин,

S= ·r²= ·D²/4, м², где D - диаметр кровеносного сосуда, мм.

С другой стороны, Vоб можно определить как

Vоб=P/R, где

Р - давление в сосуде, мм рт.ст.,

R - гидродинамическое сопротивление сосуда, мм рт.ст.·мин/мл.

Отсюда R=Р/Vоб, или с учетом (5)

Принимая условно, что давление в воротной вене в норме Р=7 мм рт.ст., получим гидродинамическое сопротивление воротной вены

Vл - средняя линейная скорость кровотока воротной вены, мм/мин;

D - диаметр воротной вены, мм.

Учитывая, что при наличии синдрома портальной гипертензии происходит повышение гидродинамического сопротивления в воротной вене по сравнению с общим периферическим сопротивлением сосудистой системы, авторами экспериментально выведен показатель КВВ, названный коэффициентом воротной вены, который отражает повышение гидродинамического сопротивления воротной вены:

Rвв=ОПСС·КВВ

Отсюда

Подставляя (4) и (6) в (7), получим выражение для КВВ:

Из (8) очевидно, что для определения КВВ необходимо измерить диаметр воротной вены (мм), среднюю линейную скорость кровотока (мм/мин), ударный объем сердца (мл), систолическое артериальное давление (мм рт.ст.), частоту сердечных сокращений (уд./мин), достаточно просто определяемые с помощью ультразвукового метода исследований. Для упрощения вычислений среднюю линейную скорость кровотока удобно представить в м/с.

Введенный авторами коэффициент воротной вены, отражающий увеличение гидродинамического сопротивления при синдроме ПГ, хорошо зарекомендовал себя на практике и позволил повысить точность и достоверность определения портальной гипертензии.

Исследования проводили на аналого-цифровом аппарате "Мегас". Использовали конвексные датчики электронного сканирования с частотой 3,5-5 МГц. Для оптимизации УЗИ изображения предварительно выбирали сосудистую программу визуализации. Обследования проводили в оттенках серой шкалы (В - сканирование, серо-шкальное сканирование), цветное доплеровское картирование (ЦДК) скоростей и энергии кровотока, импульсно-волновое (спектральное) исследование. В случае возникновения трудностей при визуализации использовали режим тканевой гармоники. Так как УЗ исследование во многом является субъективным, все исследования проводили одним оператором и на одной диагностической аппаратуре.

Предлагаемый способ поясняется с помощью иллюстраций, где на фиг.1 представлено измерение диаметра воротной вены, на фиг.2 представлено измерение скорости кровотока в воротной вене.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

Методом двухмерной ЭХО-доплеркардиографии по стандартной методике с использованием электронного датчика 2,5-3,5 МГц определяют величину ударного объема сердца (УО). Далее определяют систолическое артериальное давление (СД), частоту сердечных сокращений (ЧСС).

Методом ультразвуковой доплерографии предварительно осуществляют визуализацию вен в портальной системе, оценивают качественные показатели кровотока - направление и форму кровотока - и определяют количественные показатели - среднюю линейную скорость кровотока в воротной вене и диаметр воротной вены (см. Фиг.1 и Фиг.2). По полученным данным рассчитывают коэффициент воротной вены и диагностируют степень выраженности портальной гипертензии.

Для подтверждения эффективности предложенного способа диагностики были определены количественные величины КВВ (критерии диагностики) для разных групп больных. Предложенным способом были обследованы 3 группы пациентов. В первую вошли 30 человек практически здоровых лиц - 5 женщин в возрасте от 18 до 40 лет и 25 мужчин в возрасте от 18 до 35 лет. Результаты исследований приведены в таблице 1. Во вторую и третью группы пациентов вошли 14 человек - 4 мужчин в возрасте от 15 до 40 лет и 10 женщин в возрасте от 20 до 40 лет с синдромом ПГ, перенесших различные виды портосистемного шунтирования (наложение спленоренального анастомоза).

Вторая группа - с удовлетворительной клинической картиной заболевания (по данным клинико-лабораторных методов обследования пациентов). В группу вошли 7 человек (3 женщины и 4 мужчин). Результаты обследований приведены в таблице 2;

Третья группа - с ухудшением клиники заболевания, прогрессированием печеночной недостаточности. В подгруппу вошли также 7 человек (7 женщин). Результаты исследований приведены в таблице 3.

По данным таблиц 1, 2, 3 были рассчитаны средние величины КВВ для каждой из групп пациентов. Результаты приведены в таблице 4. Рассчитанные коэффициенты использовались далее для диагностики портальной гипертензии.

Конкретные примеры применения заявляемого способа.

Пример 1. У пациентки М., 18 лет, были измерены предлагаемым способом диаметр воротной вены D=8,0 мм, средняя линейная скорость кровотока воротной вены Vл=0,49 м/с, ударный объем сердца УО=36 мл, частота сердечных сокращений ЧСС=73 уд./мин, систолическое артериальное давление СД=118 мм рт.ст. Коэффициент воротной вены, подсчитанный по формуле (8), КВВ=18,998407. Диагноз пациента - практически здорова, что согласуется с данными клинико-лабораторных исследований.

Пример 2. Больная Наговицина С.В., 41 год, лечилась стационарно с диагнозом: мелконодулярный цирроз печени, портальная гипертензия в стадии субкомпенсации, варрикозное расширение вен пищевода. Госпитализирована с целью проведения оперативного лечения. Операция - дистальный термино-латеральный спленоренальный анастомоз. Выписана домой в удовлетворительном состоянии. При контрольном обследовании предлагаемым способом неинвазивной диагностики ПГ были получены следующие данные D=9,9 мм, Vл=0,23 м/с, УО=56 мл, ЧСС=68 уд./мин, СД=140 мм рт.ст. Коэффициент воротной вены, подсчитанный по формуле (8), - КВВ=32,279327, близок по величине второй группе пациентов (таблица 4) - с удовлетворительной клиникой заболевания, однако превышает величину КВВ практически здоровых лиц.

Пример 3. Больная Диганова Т.И., 45 лет, лечилась стационарно с диагнозом: цирроз печени, портальная гипертензия, спленомегалия с явлениями гиперспленизма. Госпитализирована с целью оперативного лечения. Операция - термино-латеральный спленоренальный анастомоз по типу "конец в бок". Гистологическое исследование биоптата печени: картина портального цирроза печени. У пациентки наблюдается прогрессирование заболевания. При контрольном обследовании предлагаемым способом неинвазивной диагностики ПГ были получены следующие данные D=12,8 мм, Vл=0,07 м/с, УО=70 мл, ЧСС=90 уд./мин, СД=120 мм рт.ст. Коэффициент воротной вены, подсчитанный по формуле (8), КВВ=122,45918, соответствует третьей группе пациентов (таблица 4) - с ухудшением клиники заболевания. Полученное значение значительно выше, чем в группе здоровых пациентов.

Таким образом, предлагаемый способ неинвазивной диагностики ПГ с помощью коэффициента воротной вены, отражающего увеличение сосудистого сопротивления воротной вены и определяемого рядом показателей гемодинамики портальной системы и сердечно-сосудистой системы, позволяет повысить точность и достоверность диагностики, а также обеспечить возможность ведения мониторинга послеоперационного лечения пациентов.

Таблица 1
№ пп	D мм	Vл м/с	УО мл	СД мм рт.ст.	ЧСС уд./мин	КВВ
1	11,3	0,73	69,8	114	71	12,4761
2	11,0	0,39	51	152	61	11,6026
3	10,3	0,37	41	124	64	14,4217
4	9,0	0,38	45	120	62	20,2071
5	10,9	0,32	55,9	140	86	24,1618
6	11.1	0,47	45	120	82	14,2053
7	11,0	0,44	46,7	120	84	16,4250
8	9,3	0,28	35,5	144	68	18,5182
9	12,0	0,19	42	130	84	26,5351
10	13,5,	0,27	47	125	83	16,9662
11	10,0	0,29	48	112	60	23,7206
12	9,0	0,25	47,5	144	64	27,7891
13	10,9	0,35	58,3	120	93	29,0668
14	11,6	0,31	42,1	142	78	14,8307
15	12,0	0,25	49	122	76	22,6829
16	10,8	0,37	50,4	126	80	19,8358
17	12,5	0,31	53,6	138	91	19,5207
18	9,0	0,29	23,3	129	93	19,1301
19	10,7	0,48	83,4	132	72	22,1440
20	9,6	0,37	38	143	74	15,4271
21	8,0	0,49	36	118	73	19,9984
22	9,6	0,28	37	119	76	24,4972
23	10,0	0,25	28	120	78	19,4751
24	8,0	0,45	37	118	73	21,2617
25	11,0	0,31	53	140	89	24,0292
26	9,0	0,29	25	130	91	19,9298
27	10,6	0,41	82	132	72	25,9732
28	11,0	0,72	65	120	72	11,9755
29	9,8	0,32	45	140	62	17,3469
30	10,8	0,38	51	130	82	19,4159

Таблица 2
№ пп	D мм		Vл м/с	УО мл		СД мм рт.ст.		ЧСС уд./мин			КВВ
1	9,9		0,23	56		140		68			32,279327
2	14,2		0,32	65		110		82			20,08902
3	13,8		0,29	90		120		66			23,97727
4	13,6		0,26	70		120		70			22,7151
5	12,2		0,25	45		118		71			19,46616
6	12,3		0,18	44		135		68			21,771837
7	11,5		0,17	50		120		70			34,704
Таблица 3
№ пп	D мм	Vл м/с		УО мл	СД мм рт.ст.		ЧСС уд/мин			КВВ
1	11,2	0,12		55	120		80			65,16334
2	11,0	0,14		65	120		88			75,27612
3	14,2	0,16		85	120		78			45,8129
4	12,8	0,07		70	120		90			122,45918
5	6,5	0,15		90	120		80			253,269513
6	6,0	0,13		60	120		80			228,646088
7	7,0	0,18		70	120		80			141,54605
Таблица 4
Группа пациентов									Средняя величина КВВ
Практически здоровые пациенты									19,4±1,71
Пациенты с удовлетворительной клиникой заболевания									25,0003±2,28
Пациенты с ухудшением клиники заболевания									133,1675±28,8