способ оценки функционального состояния лимфатической системы

Формула изобретения

Способ оценки функционального состояния лимфатической системы, включающий введение рентгеноконтрастного препарата (РКП) в ткань исследуемой части тела и выполнение рентгеновских снимков через заданные промежутки времени от момента введения РКП, отличающийся тем, что вводят лимфотропный водорастворимый РКП, выполняют рентгеновские снимки места его введения, измеряют на снимках оптическую плотность РКП в месте его введения, с помощью программы компьютерной денситометрии и полученных графиков рассчитывают скорость и время резорбции введенного РКП из ткани и оценивают функциональное состояние микроциркуляторного и периферического русла лимфатической системы в исследуемой части тела.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области клинической и экспериментальной медицины, а именно - к рентгенологическим способам оценки функционального состояния лимфатического русла, в частности лимфатического русла стоп.

Известен способ оценки параметров регионарного лимфотока путем реолимфовазографии (Габитов А.В. Особенности регионарной гемолимфоциркуляции у больных с начальной стадией синдрома диабетической стопы при воздействии различных физиотерапевтических факторов: Автореф. дис... канд. мед. наук. - Новосибирск, 2004. - С.10.; Способ реолимфовазографии (электроимпедансометрический способ определения параметров регионарного лимфотока): патент РФ №2126226 / Любарский М.С., Летягин А.Ю., Шевела А.И. Заявл. 18.07.94; опубл. 20.02.99. - Бюл. №5).

Способ основан на регистрации с помощью реографа и парных электродов электрокардиограммы и пульсовых электроимпедансометрических кривых той части тела, которая требует исследования. Изменения электрической сопротивляемости тканей определенной части тела обуславливаются изменением объема этой части тела в связи с притоком артериальной крови и оттоком венозной крови и лимфы. Результаты измерения фиксируются на графопостроителе или в памяти ЭВМ через аналогово-цифровой преобразователь. На полученных кривых измеряют ряд показателей (5 временных в секундах и 4 амплитудных в омах). Оцифрованные параметры вводят в компьютер и обрабатывают по алгоритму "скрытых фаз" с использованием геометрических и тригонометрических правил. Способ позволяет рассчитать объемные скоростные характеристики и динамические сопротивления для артериального притока, артериальной рекурренции, оттока в вены и оттока лимфы в разных частях тела, в частности в любом отделе конечности - на стопе, на голени, на бедре.

Однако данный метод не позволяет оценить параметры лимфотока в микроциркуляторном русле.

Известен способ оценки состояния лимфотока методом радионуклидной лимфосцинтиграфии (И.В.Ярема, М.М.Алиев, В.И.Сипратов. Хроническая лимфовенозная недостаточность нижних конечностей и лимфосцинтиграфия. // Лечащий врач, №4, 1999, www.osp.ru/doctore/1999/04/61). Метод функциональной радионуклидной лимфосцинтиграфии основан на способности меченых коллоидных частиц после их подкожного введения в ткани поступать в лимфатические сосуды и узлы, которые являются региональными для зон инъекции радиофармакологического препарата. Исследования проводят в гамма-камере. При положении больного лежа на спине радиофармакологический препарат (например, лимфоцис, меченый ^99mTc (фирмы "Sorin", Франция) в количестве 185 МБк в объеме 0,2-0,5 мл) вводят подкожно в первые межпальцевые промежутки стоп. В течение 5 мин после введения препарата больной находится в состоянии мышечного покоя. В это время наблюдают прохождение препарата по лимфатической системе голеней. Через 5 мин проводят трехминутную нагрузку (сгибание-разгибание стоп). После достижения препаратом уровня паховых складок пациенту предлагают походить в течение 40 мин, после чего делают статические снимки области голеней, бедер, таза, печени. При анализе результатов функциональной радионуклидной сцинтиграфии авторы используют показатель "скорости" движения радиофармакологического препарата, который оценивают как время прохождения радиофармпрепаратом лимфатических путей голеней по всей длине. Среднее (принятое за норму) значение "скорости" составляет 10-15 мин, ускоренным движением препарата считают 3-6 мин, замедленной скоростью движения препарата - 20 мин и более.

Изотопный метод является функциональным (косвенным) методом оценки сосудистой проницаемости, в частности проницаемости лимфатических сосудов и транскапиллярного обмена, и обладает большой точностью количественной оценки этих параметров. Однако такие недостатки изотопного метода, как инвазивность, нестандартность реактивов, сложность и высокая стоимость измерительной аппаратуры, ограниченное время активности изотопа, возможная денатурация белка при связывании с изотопом во время метки (в связи с чем могут изменяться свойства белка и его способность проходить через стенку капилляра) приводят к необходимости разрабатывать новые количественные методы оценки проницаемости лимфатических сосудов и транскапиллярного обмена, основанные, в частности, на принципе денситометрии.

В качестве прототипа был принят метод непрямой лимфорентгенографии (М.Г.Привес. Рентгенография лимфатической системы (лимфорентгенография). - Изд. ин-та: Ленинград, 1948. - с.129; Н.Partsch, С.Stoberi, A.Urbanek, BI. Wenzel-Hora. Clinical use of indirect lymphography in different forms of leg edema. // Lymphology 1988 Sep; 21(3):152-60). Способ заключается в том, что лимфотропный рентгеноконтрастный препарат (РКП) вводят в подкожную клетчатку. РКП, резорбируясь лимфатическими капиллярами, с током лимфы распространяется проксимально по лимфатической системе конечности. Рентгенологически контролируют его распространение по лимфатическим сосудам, время и степень проникновения в лимфатические узлы и в зависимости от того, распространяется или нет препарат по лимфатическим сосудам, в какой мере распространяется, контрастирует или нет лимфатические узлы, в какой мере контрастирует, делают заключение о морфофункциональном состоянии лимфатической системы конечности.

Способ позволяет оценить анатомию лимфатической системы, качественно оценить проходимость лимфатических сосудов и узлов, проницаемость стенок лимфатических сосудов. Однако известный способ не позволяет количественно оценить состояние лимфатического русла в пораженном регионе.

Раскрытие предлагаемого способа.

Сущность предлагаемого способа оценки функционального состояния лимфатической системы состоит в том, что вводят лимфотропный водорастворимый РКП в ткань исследуемой части организма, например в ткань стопы, и выполняют рентгеновские снимки через заданные промежутки времени от момента введения РКП, после чего с помощью программы компьютерной денситометрии и полученных графиков определяют время и скорость резорбции РКП из ткани.

Преимущества предлагаемого способа по сравнению с прототипом:

- позволяет рассчитать скорость и время резорбции контрастного препарата и количественно оценить функциональное состояние микроциркуляторного и периферического русла лимфатической системы;

- использованы безопасные водорастворимые рентгеноконтрастные препараты омнипак и ультравист. Данные препараты не связываются с белками, не подвергаются биотрансформации в организме. В прототипе использовались: колларгол (только на животных ввиду его токсичности) и торотраст, который на длительное время задерживался в тканях организма человека, вызывая различные осложнения. Общее время рентгенологического наблюдения благодаря водорастворимым РКП в предлагаемом способе меньше, чем в прототипе.

В основу предлагаемого способа оценки положен метод компьютерной денситометрии - измерения изменяющейся во времени оптической плотности "депо контраста", соответствующего введенному в ткань организма болюсу рентгеноконтрастного лимфотропного препарата (Маркварде М.М., Белодед Л.В. Способ определения оптической плотности костной структуры зубочелюстной системы // Радиология в медицинской диагностике [современные технологии]. Материалы международного межуниверситетского семинара по диагностической и терапевтической радиологии, Минск, 20-21 октября 2003 г. С.104-106).

Согласно этому методу яркость изображения объекта на рентгенограмме измеряется как его оптическая плотность. Программа компьютерной денситометрии (в частности, X-Ray Looker) вычисляет значения относительной оптической плотности в исследуемых участках по рентгенограммам, сделанным через определенные промежутки времени от момента введения РКП. Относительная оптическая плотность исследуемого участка представляет собой отношение оптической плотности данного участка (С) к оптической плотности "эталонного" (реперного) участка (R).

Поскольку абсолютная плотность эталонного участка на всех снимках остается неизменной при соблюдении единых технических условий съемки, то становится возможным оценить изменение плотности исследуемого участка в динамике.

На основе полученных значений относительной оптической плотности программа позволяет построить графики (линии тренда) зависимости относительной оптической плотности от времени наблюдения и вывести их уравнения. Данная зависимость является экспоненциальной [Известно, что скорость и время удаления внутрикожно введенных изотопов зависит от ряда причин: природы веществ (низкомолекулярные резорбируются системой кровеносных капилляров, а высокомолекулярные - системой лимфатических капилляров), от скорости диффузии или фильтрации, величины резорбирующей поверхности, скорости кровотока, от величины гидростатического и коллоидно-осмотического давления и состояния проницаемости кровеносных и лимфатических капилляров. Скорость и время полуудаления, полурезорбции изотопов, введенных подкожно, внутрикожно, внутримышечно, в ткань органа, вычисляют по полулогарифмическому графику, отражающему экспоненциальную зависимость резорбции от времени (Чернух А.М., Александров П.Н., Алексеев О.В. Микроциркуляция. - 2-е изд. стереотипн. /АМН СССР - М.: Медицина, 1984, с.87)].

В полученных уравнениях резорбции y=ae^-bx, описывающих линии тренда (где у - относительная оптическая плотность, а х - время от начала введения РКП в минутах), коэффициент при показателе экспоненты (b) характеризует скорость резорбции, а обратная ему величина (1/b) - время резорбции контрастного препарата в тканях.

Уменьшение во времени относительной оптической плотности первоначального "депо контраста" объясняется диффузией водорастворимого препарата в тканевой жидкости и эвакуацией его из тканей стопы. Эвакуация водорастворимого РКП из ткани, вероятнее всего, осуществляется за счет резорбции в лимфатическом звене микроциркуляторного русла и лимфатических капиллярах, поскольку омнипак и ультравист являются лимфотропными препаратами малой молекулярной массы (В.Я.Лаптев, Г.Г.Вольвич. Опыт применения омнипака при исследовании лимфатической системы в эксперименте // Тез. докл. науч.-практ. конф. ГОКБ "Новые методы диагностики, лечения заболеваний и управления в медицине". - Новосибирск, 1999. - С.273). Поэтому изменение оптической плотности "депо контраста" на снимках, сделанных через заданные промежутки времени от момента ведения РКП в стандартных условиях, позволяет объективно оценить функциональную активность лимфатического русла.

Скорость резорбции водорастворимого РКП из "депо" непостоянна - она прямо пропорциональна его концентрации в плазме. Поэтому наряду со скоростью резорбции определяли характерное время резорбции (Т_е ) - время, за которое концентрация препарата в ткани уменьшается в "е" раз (т.е. в 2,713 раз).

Количественная оценка результатов непрямых лимфографий проводилась по рассчитанным таким способом скорости и времени резорбции "депо" контраста.

Перечень иллюстративного материала

Фиг.1. Рентгенограмма стоп больной М. до введения РКП. Разметка областей измерения плотности: П - правая стопа; Л - левая стопа; R - реперный эталонный участок (геометрическая середина основной фаланги 1-го пальца стопы); С - исследуемый участок (участок определения оптической плотности "депо контраста", куда было введено РКП).

Фиг.2. Рентгенограмма стоп больной М. через 5 мин после введения РКП. Относительная оптическая плотность исследуемых участков: 2,974 - на правой (пораженной) стопе; 2,978 - на левой (здоровой) стопе.

Фиг.3. Рентгенограмма стоп больной М. через 20 мин после введения РКП. Указаны значения относительной оптической плотности в исследуемых участках.

Фиг.4. Рентгенограмма стоп больной М. через 90 мин после введения РКП. Указаны значения относительной оптической плотности в исследуемых участках.

Фиг.5. График экспоненциальной зависимости изменения относительной оптической плотности "депо контраста" от времени наблюдения. По оси абсцисс отложено время наблюдения в минутах, по оси ординат - значения относительной оптической плотности "депо контраста". Черными прямоугольниками с цифрами отмечены значения относительной оптической плотности "депо контраста" на пораженной стопе через 5, 20 и 90 минут от момента введения РКП и начала наблюдения, черными ромбами - соответствующие показатели на условно здоровой стопе. Пунктирная линия отражает линию тренда (график резорбции) на пораженной стопе, над ней размещено уравнение данного графика. Сплошная линия отражает линию графика резорбции на условно здоровой стопе, под ней размещено уравнение данного графика.

Осуществление способа

В рентгеноперационной в асептических условиях под местной анестезией (0,5 мл 0,25%-ного раствора новокаина) после обработки зоны предстоящей инъекции 0,05%-ным спиртовым раствором хлоргексидина в межплюсневые промежутки пораженной и здоровой стоп симметрично одновременно вводят водорастворимый РКП "Омнипак-350" или "Ультравист" в количестве 2-5 мл (в тканях создают "депо контраста"). После введения препарата накладывают асептическую повязку. Выполняют одиночные рентгеновские снимки обеих стоп в прямой проекции через заданные промежутки времени, например через 5, 20 и 90 минут от момента введения рентгеноконтрастного препарата.

Рентгенографические исследования выполняют на рентгенографическом аппарате, например на цифровом комплексе "ДИАГНОСТ 94" фирмы Philips, и загружают их в базу программы компьютерной денситометрии (например, программы X-Ray Looker).

В качестве эталонного участка (R) была избрана геометрическая середина основной фаланги большого пальца стопы. В качестве исследуемого (С) был выбран участок диаметром 15 рад на дистальной границе "депо контраста", прослеживающийся на всех снимках, находящийся вне теней костных структур. На фиг.1 отмечены эталонный и исследуемые участки измерения оптической плотности больной М., а на фигурах 2, 3, 4 указаны полученные значения относительной плотности исследуемых участков данной больной.

По полученным у пациента трем значениям (через 5, 20 и 90 минут) относительной оптической плотности "депо контраста" (по каждой стопе) с помощью программы построения графиков, например Microsoft Excel, получают графики экспоненциальной зависимости изменения оптической плотности во времени для пораженной и здоровой ноги (фиг.5).

Уравнение резорбции для здоровой ноги больной М. имеет следующий вид: y=3,1123e ^-0,00548x. Отсюда, скорость резорбции на здоровой стопе у больной М. равняется 0,00548 мин^-1, а время резорбции Т=1/0,00548=183,5 мин. Уравнение резорбции для больной ноги данной пациентки имеет вид: у=3,0442е ^-0,0081x. Скорость резорбции на больной ноге составляет 0,0081 мин^-1, а время резорбции - Т=1/0,0081=123,5 мин.

Предлагаемый способ применен в диагностике состояния лимфатической системы стоп у 20 пациентов с синдромом диабетической стопы (СДС) и у 10 человек, не страдающих сахарным диабетом. По результатам обследования последних (среди них - 5 здоровых человек и 5 человек - с гнойными процессами на стопах без диабета) были рассчитаны контрольные показатели состояния лимфотока (скорости и время резорбции). У здоровых людей (n=5) скорость резорбции контраста составила 0,01009±0,001371 мин ^-1, а время резорбции 89,9±14,9 мин. У больных без сахарного диабета с гнойными процессами на стопах (n=5) скорость резорбции была ниже на пораженной стопе и составляла 0,00743±0,00177 мин^-1, а время резорбции соответственно 142,2±28,8 мин (р<0,01).

Были определены средние значения скорости и времени резорбции контраста у пациентов с СДС. Оказалось, что на обеих конечностях при диабетической стопе скорость резорбции значительно снижена по сравнению с показателями здоровых людей и составляет на пораженной стопе 0,00664±0,0014 мин^-1, на "условно здоровой" - 0,00458±0,001758 мин^-1. Время резорбции на пораженной стопе составляет в среднем 158,6±43,0 мин, а на условно здоровой - 257,1±116,7 мин. При этом изменения скорости и времени резорбции коррелировали с тяжестью воспалительно-деструктивного процесса, выраженностью отечного синдрома и степенью хронической артериальной недостаточности. Качественно и количественно было подтверждено, что состояние лимфатического микроциркуляторного русла на пораженной и условно здоровой стопах у больных с СДС различается, и это различие превышает пределы физиологической асимметрии: у здоровых асимметрия скорости и времени резорбции не превышала 15%, у пациентов с гнойными процессами резорбция контраста на больной ноге была на 26% медленнее, чем на здоровой. У больных с СДС скорость резорбции на пораженной стопе была выше на 33% (а время соответственно меньше), чем на "условно здоровой" стопе.

Пример 1. У пациентки А., 56 лет, с нейроишемической формой СДС слева на 6-е сутки после операции (некрэктомия, ампутация 2п с резекцией головки 2-й плюсневой кости) выполнена оценка функционального состояния лимфатической системы по предлагаемому способу. Через 5 минут на рентгенограмме видны практически идентичные "депо контраста" на обеих стопах с относительной оптической плотностью 2,264 на пораженной стопе и 2,134 на условно здоровой. Через 20 минут на пораженной стопе "депо контраста" выглядит менее ярким по сравнению с другой стопой и по сравнению с первым снимком: относительная оптическая плотность соответственно составляет 1,631 на пораженной стопе и 2,002 - на условно здоровой. Через 90 минут на пораженной стопе "депо контраста" не определяется (оптическая плотность 1,029), на условно здоровой стопе видны его следы (оптическая плотность 1,557). На пораженной стопе скорость резорбции составила 0,00508 мин^-1, на условно здоровой стопе - 0,00296 мин^-1. Время резорбции на условно здоровой стопе составило 338 мин, на пораженной - 197 мин. Следовательно, у данной больной с нейроишемической формой СДС функция лимфатической системы была снижена на обеих стопах, но в меньшей степени на пораженной стопе с наличием послеоперационной раны.

Пример 2. У больной Д., 39 лет, с нейропатической формой СДС справа на 20-е сутки после остеонекрэктомии пяточной кости выполнена оценка функционального состояния лимфатической системы по предлагаемому способу. Через 5 минут на рентгенограмме видны практически идентичные "депо контраста" на обеих стопах с относительной оптической плотностью 3,318. Через 20 минут на обеих стопах "депо контраста" выглядят менее яркими по сравнению с первым снимком, но симметричными по отношению друг к другу (соответственно 2,740 и 3,012). Через 90 минут на пораженной стопе в мягких тканях определяется тень без четких границ с относительной оптической плотностью 1,548, на условно здоровой - пятно с четкими контурами меньшей плотности (2,532) и меньших размеров по сравнению с первым снимком. На пораженной стопе скорость резорбции составила 0,00816 мин ^-1, на условно здоровой стопе - 0,00248 мин ^-1. Время резорбции на пораженной стопе составило 123 мин, на здоровой - 403 мин. Следовательно, у данной больной с нейропатической формой СДС функция лимфатической системы была также снижена на обеих стопах, но в меньшей степени на пораженной стопе с наличием послеоперационной раны.

Пример 3. У больной К., 64 лет, с ишемической формой СДС слева на 6-е сутки после некрэктомии выполнена оценка функционального состояния лимфатической системы по предлагаемому способу. Через 5 минут на рентгенограмме видны практически идентичные "депо контраста" на обеих стопах с относительной оптической плотностью 1,660. Через 90 минут на обеих стопах еще видны следы контраста, более четкие на условно здоровой стопе (относительная оптическая плотность 0,985), на пораженной стопе относительная оптическая плотность - 0,757. На пораженной стопе скорость резорбции составила 0,00548 мин ^-1, на здоровой стопе - 0,00196 мин^-1 . Время резорбции у больной на пораженной стопе составило 182 мин, на здоровой - 510 мин. Следовательно, у данной больной с ишемической формой СДС функция лимфатической системы была снижена на обеих стопах, но в меньшей степени на пораженной стопе с наличием послеоперационной раны.

Предлагаемый способ легко выполним. Полученные данные способствуют дифференциальной диагностике формы СДС и назначению патогенетически обоснованного лечения.