СПОСОБ ВИЗУАЛИЗАЦИИ СОСУДИСТОГО РУСЛА ПЛАЦЕНТЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МУЛЬТИСПИРАЛЬНОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ-АНГИОГРАФИИ

Изобретение относится к области медицины, а именно к акушерству и рентгенологии и может быть использовано для оценки внутриплацентарного кровотока после родоразрешения пациентки с применением компьютерной томографии.

Проблема исследования плацентарного сосудистого русла приобретает особое значение в связи с появлением новых малоизученных позиций гестационного периода и как следствие досрочное родоразрешение и возникновение осложнений перинатального периода. Прицельное исследование и забор конкретного участка плаценты возможно при прослеживании архитектоники сосудистого русла. С этой целью необходимо разработать наглядные и достоверные методы визуализации и оценки внутриплацентарного кровотока [1, 2].

Нормальное развитие плода, течение беременности в значительной степени зависят от адекватного плацентарного кровообращения.

Структурная анатомия сосудистого русла плаценты представлена двумя зависимыми друг от друга, но не сообщающимися между собой системами кровообращения - плодового и материнского.

Как только пуповина достигает плаценты, ее артерии делятся радиально в хориальной пластине на магистральные сосуды по числу долек, повторяя при этом ангиоархитектонику пуповины. Пенетрируя хориальную пластинку и проходя в стволовую ворсину, они дают начало артериальной системе второго и третьего порядка (периферические сосуды). Дальнейшим делением артериальной системы в конечных ворсинах создается сеть капилляров, кровь из которых собирается в венозную систему.

К системе материнских сосудов в плаценте относят артериальные и венозные сосуды децидульной оболочки, а также межворсинчатое пространство.

Развитие плода зависит от адекватного обмена питательными веществами между плодной и материнской системами кровообращения, что требует оптимального распределения кровеносных сосудов для обеспечения перфузии всего объема плаценты главным образом на уровне капилляров.

В плаценте различают два типа ветвления артерий. Магистральный, когда от магистрального сосуда артерии отходят последовательно в разные стороны, и дихотомический, когда основной артериальный ствол делится на две одинаковые по диаметру артериальные ветви. Отношение диаметра «материнских» и отходящих от них «дочерних» артерий в зависимости от типа разветвления сосудистой сети отражает их роль в распределении эмбриональной крови в плаценте, как следствие этого адекватное ее функционирование. Соответственно, сочетание дихотомической и монопольной бифуркации в нормальной хорионической пластине обеспечивает однородную перфузию крови плаценты [3, 4].

Стандартная процедура гистологического исследования плаценты заключается в том, что материал берется на границе здоровой и больной ткани. Затем происходит фиксация, обезвоживание, уплотнение материала для приготовления гистосрезов с последующим его окрашиванием и интерпретацией полученных результатов. Но далеко не всегда можно определить макроскопически эту границу.

Аналоги:

1. С целью оценки кровообращения в плаценте используется радиоизотопная сцинтиграфия. Для осуществления данной методики используют альбумин сыворотки человека, меченный технецием (^99mТс), который вводится внутривенно в объеме 0,5-0,7 мл беременной пациентке в сроке гестации 28-40 недель. Через 5-10 минут после введения радиофармпрепарата проводится сканирование женщины в гамма-камере в прямой и боковой проекциях. При обработке плацентограммы рассматривают временные показатели, отражающие поступление радиофармпрепарата по крупным маточным сосудам и заполнение им межворсинчатого пространства, а также показатели, характеризующие объем маточно-плацентарного бассейна в целом и в его различных отделах, величины индекса кровотока и плацентарного индекса, отражающие скорость кровотока в маточно-плацентарном бассейне и межворсинчатом пространстве. Динамическая сцинтиграфия позволяет выявить различные клинико-патогенетические формы нарушения маточно-плацентарного кровотока. Эти формы отражают разную сохранность функциональных резервов в зоне крупных маточных сосудов и межворсинчатого пространства в различных сочетаниях [5].

2. В клинической практике широко применяется метод ультразвуковой диагностики (ультразвуковая допплерография и допплерометрия) патологии фетоплацентарного комплекса. С помощью ультразвуковой аппаратуры можно во время беременности оценить количественно и качественно маточно-плацентарный кровоток, кровоток в сосудах пуповины и магистральных сосудах плода, а также определить объем плаценты и ее толщину, срок гестации по размерам плода [6].

3. Известен способ ретроспективной оценки фетоплацентарного кровообращения при изготовлении отливок из последов путем инъекции зубного полимера, смешанного с цветными чернилами и последующей коррозии. Полученные слепки после обработки 60% раствором гидроксида калия разрушали от плацентарной ткани, получая твердые отливки сосудистой системы последа. В первую очередь эта методика разрабатывалась с целью изучения архитектоники сосудистой сети плацент и определения типа ветвления сосудов, от которого, как показали авторы данного метода, зависят в дальнейшем морфометрические показатели новорожденных детей [7].

Несмотря на все достоинства, вышеприведенные методы имеют следующие недостатки:

- Радиоизотопная сцинтиграфия плаценты в матке является методом in vivo и связана с применением радиофармпрепарата у беременных, что является недопустимым на современном этапе. К тому же данный метод не позволяет визуализировать сосуды непосредственно, оцениваются лишь показатель объемного кровотока. Является ограниченно доступным методом, так как оборудование для ее проведения мало распространено, а также связано с применением радиофарм препаратов, которые требуют специального режима хранения и использования.

- Ультразвуковой метод (ультразвуковая допплерография и допплерометрия), также является методом in vivo. Недостатки метода - невозможность визуализации сосудов малого калибра, сложность визуализации при «неудачном» расположении плаценты (например, задняя стенка, плацента «закрыта» плодом), значительная зависимость от практических навыков и опыта врача.

- Способ изготовления отливок последов путем инъекции зубного полимера, смешанного с цветными чернилами и последующей коррозии. Способ позволяет лишь ориентировочно оценить характер сосудистого русла. Возможна лишь оценка пространственной ориентации сосудов плаценты, без уточнения диаметров исследуемых сосудов и вариантов развития сосудов мельче 3-го порядка.

Ближайшим аналогом изобретения является метод изучения сосудистого русла плаценты при использовании компьютерной томографии-ангиографии (КТ-ангиографии), с помощью которого возможно визуализировать сосуды мелкого порядка в последе. Данная методика была предложена A.S. Rasmussen et al. (2010) [8]. В этой статье автор сравнивает два метода: КТ-ангиографии и магнито-резонансной ангиографии МР-ангиографии (МРТ сосудистого русла плаценты).

Метод заключается в изготовлении контрастного вещества для введения в свежую плаценту, находящуюся в подогретой до 37°С водной среде, с закатетеризированными кровеносными сосудами. Для обоих методов использовали контрастное вещество, приготовленное двумя разными способами.

Способ 1. К смеси подогретого до 60°С физиологического раствора, смешанного с желатином до концентрации 0,05 г/мл; поэтапно добавляли сульфат бария для получения раствора с концентрацией 0,43 ммоль/л, затем гадотериновую кислоту, чтобы в итоге получился раствор с концентрацией 2,5 ммоль/л. Введение контрастного вещества проводилось только в свежую плаценту, потому что фиксация формалином делает сосуды проницаемыми и введенная смесь попадает в интерстициальное пространство, делая данную методику неинформативной.

Способ 2. Проводится обработка сосудистой сети последа 500 мл подогретого физиологического раствора с гепарином в разведении 5000 ЕД/1 л раствора. Введение контрастного вещества, состоящего из сульфата бария с концентрацией 0,43 ммоль/л, желатина с исходной концентрацией 0,05 г/мл, гадотериновой кислоты с конечной концентрацией в полученном растворе 2,5 ммоль/л, осуществляется при помощи сфингмоманометра с контролируемой подачей давления не более 60 мм рт ст. Затем плаценту фиксируют 4% раствором формалина и помещена в сканер. Трехмерный протокол компьютерной ангиографии показывает сосудистую конфигурацию, начиная с котиледонных артерий, разветвляющихся до сосудов первичного, вторичного и третичного порядка.

В результате проведенных исследований авторами установлено, что с помощью КТ-ангиографии, а также MP-ангиографии возможна визуализация основных стволов сосудов плаценты и их мелких разветвлений.

Недостатком данного метода исследования является трудоемкость и длительность выполнения, использование дополнительных материалов и оборудования, существенное увеличение материальных затрат.

Задачей изобретения является разработка способа мультиспиральной компьютерной томографии-ангиографии для визуализации сосудистого русла плаценты.

Технический результат: способ обеспечивает прицельную оценку типа ветвления артерий, создает условия для взятия необходимого для дальнейшего исследования участка на основе полученной картины архитектоники сосудистой сети.

Заявляется способ визуализации сосудистого русла плаценты с использованием мультиспиральной КТ-ангиографии, заключающийся в том, что после родоразрешения женщины инъекционной иглой с использованием отдельных шприцев последовательно проводят пункцию сосудов пуповины с последующим введением контрастного вещества «Ультравист» в дозе 60 мл при доношенной беременности и в дозе 20-40 мл при недоношенной беременности и через 10-15 минут после введения контрастного препарата выполняют мультиспиральную компьютерную томографию толщиной среза с 0,5 мм с последующим построением трехмерных и мультапланарных реконструкций сосудистого русла плаценты с оценкой пространственной конфигурации сосудов. Способ поясняется фигурами иллюстраций.

На Фиг. 1 представлена КТ-ангиография человеческой плаценты. 3D-реконструкция, выполненная с использованием программного обеспечения Osirix, с фетальной стороны плаценты, где: СА - хорионическая артерия, PSA - артериальный ствол первого порядка, SSA - артериальный ствол второго порядка, TSA - артериальный ствол третьего порядка [Rasmussen et al. // High-resolution ex vivo magnetic resonance angiography: a feasibility study on biological and medical tissues - BMC Physiology 2010. - p. 3-8.].

На Фиг. 2 представлена КТ-ангиография человеческой плаценты. Мультипланарная реконструкция с аксиальной плосткости. Отчетливо визуализируется: СА - хорионическая артерия, PSA - артериальный ствол первого порядка, SSA - артериальный ствол второго порядка, TS А - артериальный ствол третьего порядка.

На Фиг. 3 представлена КТ-ангиография человеческой плаценты. Мультпланарные реконструкции в коронарной плоскости. Отчетливо визуализируется ход стволов хориоидальной артерии третьего (TSA) и четвертого порядка (QSA).

На Фиг.4 представлена КТ-ангиография человеческой плаценты. Мультипланарная реконструкция с аксиальной плоскости. Отчетливо визуализируется: СА - хориоидальная артерия, PSA - артериальный ствол первого порядка, SSA - артериальный ствол второго порядка, TSA - артериальный ствол третьего порядка; UA - пупочная вена, PSV - венозный ствол первого порядка, SSV - венозный ствол второго порядка, TSV - венозный ствол третьего порядка. В сравнении с прототипом, дополнительное введение контрастного препарата в пупочную вену позволяет визуализировать венозное русло до стволов третьего порядка.

На Фиг. 5 представлена КТ-ангиография человеческой плаценты. Мультипланарная реконструкция с аксиальной плосткости. Отчетливо визуализируется: UA - пупочная вена, PSV - венозный ствол первого порядка, SSV - венозный ствол второго порядка, TSV - венозный ствол третьего порядка. В сравнении с прототипом, дополнительное введение контрастного препарата в пупочную вену позволяет визуализировать венозное русло до стволов третьего порядка.

КТ-ангиография человеческой плаценты, представленные на Фиг. 2-Фиг. 5 получены в результате исследований, выполненных в ФГБУ «НИИ ОММ» Минздрава России г. Екатеринбурга на 32-х срезовом компьютерном томографе «Toshiba aquillion 32» (фирмы Toshiba) с использованием автоматических протоколов обработки данных, заложенных в рабочей станции врача-рентгенолога «GE Advantage Workstation)) фирмы «General Electric».

Способ осуществляют следующим образом: плаценту забирают немедленно после родоразрешения и помещают на стерильную непромокаемую салфетку плодовой поверхностью вверх. Пуповину отсекают на расстоянии 5 см от места прикрепления к последу, и перевязывается нитью выше места введения контрастного вещества, чтобы предотвратить вытекание вводимого раствора. Лишний участок пуповины удаляют. На верхний и левый края плаценты ставят специальные метки (металлические скобки), служащие вспомогательным ориентиром при описании в дальнейшем полученных компьютерных томограмм сосудистого русла плаценты. Для идентификации архитектоники сосудистой сети используют рентгеноконтрастное вещество - ультравист (международное непатентованное название йопромид), в составе которого содержится 370 мг йода в расчете на 1 мл данного препарата. Препарат представляет собой неионное, водорастворимое трийодированное рентгеноконтрастное средство, которое повышает контрастность изображения за счет поглощения рентгеновских лучей йодом, входящим в его состав. Перед введением препарат разводят физиологическим раствором в отношении 1:4. Исследование проводят на 10-15-ой минуте после введения контрастного препарата. Расправленную плаценту укладывают на стол для исследования на плотную поверхность плодовой поверхностью вверх. Исследование проводят на 32-х срезовом компьютерном томографе «Toshiba aquillion 32» (фирмы Toshiba) с использованием мультиспирального сканирования с толщиной среза 0,5 мм. Мультипланарные реконструкции и построение трехмерного изображения ткани и сосудов плаценты проводят с помощью автоматических протоколов обработки данных, заложенных в рабочей станции врача рентгенолога GE Advantage Workstation (фирмы General Electric), с последующим изучением сосудистого русла плаценты.

Для наполнения одной плаценты в сроке доношенной беременности берут контрастное вещество в объеме 60 мл. В случае недоношенной беременности объем вводимого препарата уменьшают до полного наполнения сосудистого русла (в среднем объем вводимого препарата составляет 20-40 мл).

В зависимости от выбора сосудов, в которые вводится контрастное вещество, методику подразделяют на 3 этапа:

1) введение только в артерии пуповины;

2) введение в вену пуповины;

3) ведение и в артерии и вену пуповины.

В зависимости от выбора одной из методик заливки плаценты инъекционной иглой последовательно проводят пункцию сосудов пуповины и заливают водным раствором контрастного вещества «Ультравист» сначала в самую узкую артерию, затем во вторую артерию, после в вену пупочные артерии вручную с использованием отдельных шприцев. Необходимо последовательное введение контрастного вещества.

Скорость инъекции составляет в среднем 30 мл в минуту до эффекта полного наполнения последа контрастным веществом. После инъекции пупочные сосуды вновь перевязывают ниже места введения контраста. Плаценты, заполненные контрастным веществом, по истечении 10-15 минутной экспозиции помещают в сканер компьютерного томографа. После КТ-ангиографии, полученные снимки подвергаются анализу. Исследуются трехмерные и мультапланарные реконструкции сосудистого русла плаценты, с оценкой пространственной конфигурации и диаметра плацентарных сосудов. На проведение дальнейших исследований проводят забор необходимых участков плацентарной ткани.

Пример 1. Пациентка И., 37 лет, родоразрешилась в сроке 40 недель. Сразу после пересечения пуповины от новорожденного послед уложен на стерильную непромокаемую пеленку, произведена перевязка пуповины на расстоянии 5 см от места впадения в плаценту, после введено 30 мл водного раствора контрастного вещества сначала в артерию меньшего калибра, затем такой же объем раствора введен в артерию большего калибра со скоростью 30 мл/мин до полного наполнения сосудистого русла плаценты. Плацента отправлена на КТ-ангиографию, после чего прицельно помечены необходимые зоны, требующие дальнейшего исследования. На Фиг. 2 и Фиг. 3 представлены снимки сосудистого русла плаценты пациентки.

Пример 2. Пациентка С., 32 года, родоразрешилась в сроке 39-40 недель. Сразу после пересечения пуповины от новорожденного послед уложен на непромокаемую пеленку, произведена перевязка пуповины на расстоянии 5 см от места впадения в плаценту, после введено 30 мл водного раствора контрастного вещества сначала в артерию меньшего калибра, затем такой же объем раствора введен в артерию большего калибра, после введено 30 мл в вену со скоростью 30 мл/мин до полного наполнения сосудистого русла плаценты. Плацента отправлена на КТ-ангиографию, после чего прицельно помечены необходимые зоны, требующие дальнейшего исследования. На Фиг. 4 представлены снимки сосудистого русла плаценты пациентки.

Пример 3.

Пациентка У., 19 лет, родоразрешилась в сроке 39-40 недель. Сразу после пересечения пуповины от новорожденного послед уложен на стерильную непромокаемую пеленку, произведена перевязка пуповины на расстоянии 5 см от места впадения в плаценту, затем введено одномоментно 60 мл водного раствора контрастного вещества в пупочную вену со скоростью 30 мл/мин до полного наполнения сосудистого русла плаценты. Плацента отправлена на КТ-ангиографию, после чего прицельно помечены необходимые зоны, требующие дальнейшего исследования. На Фиг. 5 представлены снимки сосудистого русла плаценты пациентки.

Таким образом, предложенный нами способ исследования сосудистой сети плаценты, также, как и его прототип, позволяет изучить артерио-венозную архитектонику плаценты, включая артерии (до стволов 3-го порядка). В отличие от прототипа, способ позволяет:

- избежать длительной и трудоемкой подготовки плаценты перед исследованием,

- визуализировать артериальную и венозную составляющую сосудистого русла плаценты,

- выявить и прицельно исследовать кратчайшие сроки необходимые участки плаценты, избегая слепого метода анализа.

- возможно его использование в клинической практике.

Источники информации

1. Титченко Л.И., Пырсикова Ж.Ю., Чечнева М.А., Титченко И.П. Трехмерное ультразвуковое исследование для функциональной оценки внутриплацентарной сосудистой сети //Somo Асе International. - 2007. - №16. - С. 22-27.

2. Каптильный В.А., Беришвили М.В., Красильщиков И.М. Нарушения маточно-плацентарной перфузии как предиктор инфекционного осложнения беременности // Интерактивная наука. - 2016. - №1. - С. 33-41.

3. Избранные лекции по акушерству и гинекологии / Под ред. А.Н. Стрижакова, А.И. Давыдова, Л.Д. Белоцерковцевой. - Ростов на Дону: изд-во «Феникс», 2000. - 512 с.

4. Приходько В.Б. Гемодинамика системы мать-плацента-плод в норме и при респираторной инфекционной патологии // Бюл. физ. и пат. дых. 2003. №13. С. 81-87.

5. Савельева Г.М, и др. Плацентарная недостаточность. - М.: Медицина 1991, С. 158-163.

6. Савельева Г.М, и др. Плацентарная недостаточность. - М.: Медицина 1991, С. 163-169.

7. Gordon Z. et al. // Anthropometry of fetal vasculature in the chorionic plate - 2007. - Jornal of Anatomy - p. 20-28.

8. Rasmussen et al. // High-resolution ex vivo magnetic resonance angiography: a feasibility study on biological and medical tissues - BMC Physiology 2010. - p. 3-8.