СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ФИБРОЗА ПАРЕНХИМЫ ПЕЧЕНИ У ДЕТЕЙ

Изобретение относится к медицине, а именно к гепатологии и лучевой диагностике.

Изобретение может быть использовано в клинической практике для диагностики и оценки прогрессирования фиброза паренхимы печени у детей с хроническими заболеваниями печени.

В клинической практике известным способом диагностики фиброза печени является пункционная биопсия печени, для чего в области девятого межреберья справа пункционной иглой по среднеподмышечной линии делают прокол и извлекают столбик печеночной ткани и проводят морфологическое исследование биоптата.

В гепатобиоптатах определяют индекс гистологической активности (ИГА) по Knodell R.G (Knodell R.G. et al. Formulation and application of a numerical scoring system for assessing histological activity in asymptomatic chronic active hepatitis // Hepatology. - 1981. -Vol.1. - P. 431-435), а также степень фиброза с использованием гистологического индекса склероза (ГИС) по Desmet J. V (Desmet V.J., Roskams Т. Cirrhosis reversal: A duel between dogma and myth // J.Hepatol. - 2004. - Vol.40. - P. 860-867).

На результат биопсии влияет длина образца печеночной ткани, а также профессиональные знания специалиста, интерпретирующего результаты.

Известен способ диагностики фиброза и цирроза при HBV и HCV инфекциях, при котором проводят комплексное ультразвуковое исследование ткани печени и селезенки. Дополнительно проводят дуплексное сканирование с цветным допплеровским картированием сосудов порто-печеночного региона и определяют количественные показатели гемодинамики скорости кровотока в сосудах, в том числе в селезеночной вене (патент РФ №2422091).

Известен способ диагностики степени выраженности фиброза печени у больных хроническим вирусным гепатитом, при котором диагностику степени выраженности фиброза печени у больных хроническим вирусным гепатитом осуществляют на основании показателей спонтанной и индуцированной адреналином и коллагеном агрегации тромбоцитов, активности тромбоцитоспецифических пептидов β-тромбоглобулина и тромбоцитарного фактора 4 в плазме. Использование предлагаемого способа позволяет оценить степень фиброза печени при любой этиологической форме вирусного гепатита, не прибегая к пункционной биопсии печени (патент РФ №2261441).

Недостаток способа заключается в том, что он косвенно оценивает признаки фиброза в паренхиме печени, требует постоянных заборов крови для динамического наблюдения, что неприемлемо в педиатрии.

Известен способ диагностики фиброзного процесса в печени при хроническом вирусном гепатите, согласно которому диагностику фиброзного процесса в печени при хроническом вирусном гепатите в сыворотке крови проводят по показателями уровня супероксиддисмутазы и активности фосфолипазы Д (патент РФ №2270451).

Известен способ дифференциальной диагностики заболеваний печени, согласно которому проводят ультразвуковую эластометрию по трем программам в зависимости от характера диффузного или очагового процесса в печени. При подозрении на диффузный процесс проводят эластометрию из четырех зон различных сегментов печени с получением средних данных и при получении средних данных эластометрии от 6,5 до 10,2 кПа судят о наличии диффузного хронического процесса без цирроза. При подозрении на микронодулярный или смешанный цирроз проводят эластометрию из четырех зон печени: двух участков с наибольшей и наименьшей эхоплотностью, а также в перифокальных участках этих зон на расстоянии не далее 60 мм и не ближе 10 мм от границ самих участков, при получении средних данных эластометрии от 15 до 35 кПа в зонах наибольшей и наименьшей плотности и в пределах от 10 до 28 кПа в перифокальных зонах судят о наличии макронодуллярного цирроза. При подозрении на метастатический характер очага проводят эластометрию из трех зон: центра очага и двух различных по расположению перифокальных участков, расположенных на расстоянии не далее 60 мм и не ближе 10 мм от границы очага, при получении средних данных эластометрии от 15 до 75 кПа в очаге и от 3,4 до 5,9 кПа в перифокальных зонах судят о наличии метастатического процесса (патент РФ №2406434).

У детей исследуемый участок ограничен одной зоной и область исследования по межреберью составляет всего 6 см³, а в условиях жировой инфильтрации печени невозможна оценка степени выраженности фиброза. При эластометрии участки берутся произвольно.

Этот способ выбран нами в качестве прототипа.

Задачей заявляемого изобретения является разработка неинвазивного ультразвукового способа оценки степени выраженности фиброза печени с целью повышения диагностических возможностей.

Техническим результатом является обеспечение объективности результатов структурной оценки стадии фиброза.

Сущность способа заключается в том, что проводят ультразвуковое обследование с помощью ультразвукового диагностического аппарата Toshiba Aplio XG V4 с использованием методики структурной оценки паренхимы печени и степени выраженности фиброза ASQ, для чего сначала проводят качественную оценку паренхимы: цветовое окрашивание ткани печени, при котором фиброзная ткань паренхимы окрашивается в красный цвет на фоне зеленого цвета нормальной паренхимы печени, выделенные красным цветом фиброзные участки ткани печени определяют зоны интереса для следующего этапа диагностики, после чего устанавливают метку в зоне интереса паренхимы печени и проводят построение гистограммы для предварительного диагноза: чем гомогеннее ткань, тем меньше вариаций на кривой, чем больше вариаций, тем более выражен фиброз, затем проводят сравнительный анализ в зоне интереса паренхимы с построением графика функции плотности вероятности и расчетом индекса плотности, и в случае, если горизонтальное распределение гистограммы по оси абсцисс >250 ед., амплитуда вариаций графика функции плотности вероятности по оси ординат ≥1,0 ед., индекс плотности 1,29-1,79, диагностируют минимально выраженный фиброз, если горизонтальное распределение гистограммы по оси абсцисс ≥300 ед., амплитуда вариаций графика функции плотности вероятности по оси ординат >1.2 ед., индекс плотности 1,80-2,7, диагностируют выраженный фиброз, а если горизонтальное распределение гистограммы по оси абсцисс ≥350 ед., амплитуда вариаций графика функции плотности вероятности по оси ординат ≥1.5 ед., индекс плотности 2,71-4,90, диагностируют цирроз печени.

Способ осуществляют следующим образом.

Проводят ультразвуковое исследование печени с помощью аппарата Toshiba Aplio XG V4 с использованием конвексного датчика с частотами 6,0-8,0 МГц и линейного датчика с частотами 10,0-14,0 МГц с применением функции количественной оценки структуры -Acoustic Structure Quantification (ASQ).

При исследовании используя методику ASQ, выполняют три вида анализа: цветовое окрашивание ткани печени, построение гистограммы однородности ткани, сравнительный анализ. Сначала проводят качественную оценку паренхимы - цветовое окрашивание ткани печени, которое наглядно высвечивает фиброзную ткань, окрашивая ее в красный цвет на фоне зеленого цвета, характерного для нормальной паренхимы печени. Выделенные красным цветом фиброзные участки ткани печени определяют зоны интереса для следующего этапа диагностики. После чего проводят построение гистограммы. Устанавливают метку на зону интереса паренхимы. Метка может перемещаться по всей паренхиме. Автоматически включается функция построения гистограммы. Гистограмма графически отражает однородность структуры: чем гомогеннее ткань, тем меньше вариаций на кривой. По гистограмме делают предварительный вывод о стадии фиброза. Количество вариаций на кривой гистограммы пропорционально стадии фиброза: чем больше вариаций, тем более выражен фиброз. Затем, в зоне интереса проводят сравнительный анализ с построением графика функции плотности вероятности (Probability density function - PDF). График функции плотности вероятности (кривая Рэлея) - это кривая желтого цвета с фиксированными параметрами нормальной ткани печени. Если исследуемая область имеет однородную структуру, без признаков фиброза, график функции плотности вероятности с исследуемого участка паренхимы не выходит за пределы кривой Рэлея. При неоднородности ткани печени отмечают множество вариаций, выходящих за пределы фиксированных параметров нормальной ткани печени, амплитуда которых указывает на степень выраженности фиброза: чем выше амплитуда вариаций, тем более выражен фиброз. Основная статистика данных в пределах исследуемой области заложена в аппарате и выводится на эхограмме в виде числа Ratio, что соответствует численному значению индекса плотности данной исследуемой области.

Необходимым условием правильной интерпретации получаемых данных с использованием методики (ASQ) является знание нормы для отличия ее от патологии. Для определения нормы применяют метод ультразвуковой диагностики с использованием серой шкалы (Ультразвуковая анатомия здорового ребенка. Под ред. И.В.Дворяковского, 2009, с.384, Изд. СТРОМ),), которым было обследовано 50 здоровых детей. Дети контрольной группы были обследованы на аппарате Фиброскан ("FibroScan") по методике определения фиброза печени с помощью упругих волн. Ультразвуковые сигналы используются для измерения скорости распространения упругой волны в печени. На основании скорости определяется эластичность печени. Полученный результат выражается в килопаскалях (кПа) и позволяет четко распределять больных по стадиям заболевания от F0 до F4 по шкале Metavir. F0 - отсутствие фиброза, F1 - портальный фиброз без образования септ, F2 - портальный фиброз с единичными септами, F3 - множественные порто-центральные септы без цирроза, 4 - цирроз. По данным эластометрии скорость распространения волны в нормальной ткани печени составила 0.70-1.20 m/s, при этом эластичность соответствовала 1.50-3.00 kРа. (Павлов Ч.С., Глушенков Д.В., Золотаревский В.Б. и др. Диагностическая точность эластометрии у больных ХГС/ХГВ на разных стадиях фиброза печени. Рос. журн. гастроэнтерол. гепатол. колопроктол. 2007, Т. 17, №5, с.90).

При цветовом окрашивании паренхимы печени у здоровых детей соединительнотканные структуры красного цвета определялись только от капсулы печени и единичные по ходу крупных ветвей воротной вены на фоне нормальной ткани печени, окрашенной в зеленый тон. На гистограмме отсутствуют вариации, что указывает на однородность ткани печени. Горизонтальное распределение гистограммы (ось абсцисс) ≥150 ед. На графике функции плотности вероятности (кривая Рэлея) диапазон значений индекса плотности (ИП) в группе здоровых детей в среднем составил 0,99±0.11 - данные Ratio на эхограмме. Значение индекса плотности (ИП) может быть использовано для оценки структуры печени и выявления стадий фиброза у пациентов с хроническими заболеваниями печени.

Для объективности оценки структуры печени с использованием методики ASQ было обследовано 208 детей с хроническими заболеваниями печени, которым проведен сравнительный анализ ультразвуковых и морфологических данных с определением гистологического индекса склероза (ГИС) по Desmet.

У детей с минимально выраженным фиброзом по данным эластометрии скорость распространения волны в ткани печени была в пределах 1.20-1.60 m/s, эластичность - 3.00-6.50 kРа. По данным ASQ при цветовом окрашивании паренхимы печени соединительнотканные структуры красного цвета фиксируют по ходу портальных трактов. На гистограмме отмечают небольшое количество вариаций, горизонтальное распределение гистограммы по оси абсцисс ≥250 ед. На графике функции плотности вероятности (кривая Рэлея) вариации по оси ординат ≥1,0 ед., диапазон значений индекса плотности 1,29-1,79. По морфологическим данным гистологический индекс склероза (ГИС) составляет 1-2 балла, при этом отмечали фиброз портальных трактов.

У детей с выраженным фиброзом по данным эластометрии скорость распространения волны в паренхиме печени повышалась до 1.60-2.00 m/s, эластичность составила от 6.50 до 12 kРа. По данным ASQ при цветовом окрашивании преобладал красный тон. При выраженном фиброзе количество вариаций на гистограмме было значительным и горизонтальное распределение гистограммы по оси абсцисс ≥300 ед., амплитуда вариаций графика функции плотности вероятности по оси ординат ≥1.2 ед., диапазон значений индекса плотности (ИП) от 1,80 до 2,70. По морфологическим данным ГИС составляет 3 балла, определяли множественные порто-портальные и порто-центральные септы.

У детей с циррозом печени по данным эластометрии скорость распространения волны в паренхиме печени повышалась от 2.30 до 3.70 m/s, эластичность составила от 12.50 до 40.0 kРа. По данным ASQ при цветовом окрашивании паренхимы печени, помимо преобладания красного тона и множественных вариаций на гистограмме, горизонтальное распределение гистограммы по оси абсцисс ≥350 ед., амплитуда вариаций графика функции плотности вероятности по оси ординат ≥1.5 ед., диапазон значений индекса плотности в группе детей с циррозом печени от 2,71 до 4,90.

По морфологическим данным гистологический индекс склероза (ГИС) составил 4 балла. В биоптатах определяли мелкие ложные дольки и очаги некроза.

Клинический пример 1.

Ребенок X., 9 лет поступил в ФГБУ «НЦЗД» РАМН в отделение гастроэнтерологии в тяжелом состоянии. При пальпировании нижняя граница печени выступает на 4 см от края реберной дуги, селезенка увеличена. В биохимическом анализе крови повышен уровень АЛТ 400 ед/л. По данным ЭГДС варикозное расширение вен пищевода 1 степени. Проведена эластометрия: скорость распространения волны в паренхиме печени повышалась 3.1 m/s, эластичность составила 19.8 kPa F4 по шкале Metavir. Диагноз: цирроз печени. По данным стандартного ультразвукового исследования (серая шкала) на фоне «тяжистости» печеночного рисунка определяли очаговые изменения в виде изоэхогенных узлов с четким контуром небольших размеров (от 5 до 16 мм), селезенка увеличена, расширены стволы воротной и селезеночной вены. По данным допплерографии увеличен объемный кровоток по сосудам портальной системы (воротная и селезеночная вены) и повышен индекс резистентности по сосудам чревного ствола (общая печеночная и селезеночная артерии).

Для уточнения УЗ диагноза, с целью объективной оценки степени выраженности фиброза, проведено ультразвуковое исследование с помощью аппарата Toshiba Aplio XG V4 с использованием конвексного датчика с частотами 6,0-8,0 МГц и линейного датчика с частотами 10,0-14,0 МГц с применением функции количественной оценки структуры -Acoustic Structure Quantification (ASQ). Цветовое окрашивание высветило большое количество красных соединительнотканных структур, на гистограмме - множество вариаций, горизонтальное распределение гистограммы по оси абсцисс>350 ед., на кривой вероятности плотности вариации выходят за пределы фиксированных параметров нормальной ткани печени, достигая по оси ординат более 1,5 ед. Индекс плотности (Ratio на эхограмме) равен 4.43. Ребенку поставлен диагноз: цирроз печени.

Была проведена пункционная биопсия печени с морфологическим исследованием биоптата. Определен гистологический индекс склероза по Desmet, который составил 4 балла (F4), что подтверждает диагноз цирроза печени.

Клинический пример 2.

Ребенок С, 4 года, поступил в ФГБУ «НЦЗД» РАМН в отделение гастроэнтерологии с направляющим диагнозом: «хронический вирусный гепатит В». В биохимическом анализе крови ACT/АЛТ до 76 ед/л. Проведена эластометрия: скорость распространения волны в паренхиме печени повышалась 1.3 m/s, эластичность составила 4.5 kPa, что соответствовало минимально выраженному фиброзу, F1 по шкале Metavir. По данным стандартного ультразвукового исследования (серая шкала) отмечены диффузные изменения паренхимы печени и вторичные изменения поджелудочной железы. Для уточнения УЗ диагноза с целью объективной оценки степени выраженности фиброза провели исследование с использованием методики ASQ. Цветовое окрашивание высветило умеренное количество красных соединительнотканных структур, на гистограмме - умеренное количество вариаций, горизонтальное распределение гистограммы по оси абсцисс ≥250 ед., на кривой вероятности плотности вариации выходят за пределы фиксированных параметров нормальной ткани печени, достигая по оси ординат до 1.0 ед. Индекс плотности (Ratio на эхограмме) равен 1.35. Ребенку поставлен диагноз: минимально выраженный фиброз.

Была проведена пункционная биопсия печени с морфологическим исследованием биоптата. Определен гистологический индекс склероза по Desmet, который составил 1-2 балла (F1), что подтверждает диагноз минимально выраженного фиброза.

Предлагаемый способ диагностики фиброзного процесса в печени у детей является объективным неинвазивным методом оценки структуры паренхимы печени.

Небольшая длительность исследования и отсутствие противопоказаний дают возможность использовать ASQ в широкой клинической практике как скрининг-тест оценки паренхимы печени при диспансерном наблюдении или в условиях поликлиники.

Сравнительный анализ ультразвуковых и морфологических данных показал высокую информативность и объективность результатов исследования с ASQ у детей с хроническими заболеваниями печени при наличии противопоказаний к проведению биопсии печени.