Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОЦЕНКИ МЕТОДОМ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДИАГНОСТИКИ СООТВЕТСТВИЯ РАЗМЕРОВ СЕЛЕЗЕНКИ НОРМЕ ИЛИ ОТКЛОНЕНИЮ ОТ НЕЕ У ДЕТЕЙ ОТ 3 ДО 15 ЛЕТ

Изобретение относится к области медицинской диагностики, в частности ультразвуковой, и может быть использовано для оценки размера селезенки у детей (норма, патология), отражающего функциональное состояние органа. Причем предлагаемый способ может быть использован для всех детей, независимо от их антропометрических особенностей, например, с дефицитом или избытком веса, с ростовыми показателями, отличающимися от нормы и т.п.

Изобретение может быть широко использовано как в специализированных клиниках при обследовании пациентов, так и в обычных учреждениях здравоохранения. Результаты указанного обследования необходимы для разработки индивидуальных программ диагностики, наблюдения и лечения установленного заболевания, повлекшего изменение размеров селезенки.

Следует пояснить, что селезенка относится к системе органов кроветворения и иммунной защиты. Ввиду своей многофункциональности этот орган является индикатором многих патологических состояний, обусловленных как гематологическими, так и негематологическими заболеваниями.

В первую очередь селезенка обеспечивает иммунную защиту, захватывая и обезвреживая вредные вещества, очищает кровь от различных чужеродных агентов (бактерий, вирусов), распознает чужеродные антигены и синтезирует специфические антитела (иммуноглобулины), участвует в регуляции деятельности макрофагов. Поэтому зачастую увеличение селезенки является следствием инфекционных и аутоиммунных заболеваний, что связано с ретикулоэндотелиальной и лимфоидной гиперплазией на фоне увеличения лимфоидных фолликулов белой пульпы и числа плазматических клеток и макрофагов вокруг артериол красной пульпы и ее тяжей.

Учитывая, что в этом органе происходит удаление из кровотока и разрушение старых поврежденных эритроцитов и тромбоцитов (аутофагоцитоз), рост размеров селезенки может быть обусловлен скоплением аномальных клеток красной крови в синусах и тяжах пульпы.

Наиболее частыми причинами увеличения селезенки у детей являются нарушения иммунного статуса на фоне хронических инфекций и интоксикации. Иммунологические нарушения нередко возникают в условиях воздействия техногенных химических факторов. Некоторые патологические состояния длительное время протекают без клинической симптоматики, и потому особенно важно иметь дополнительные маркерные показатели нарушения здоровья.

Для выявления изменения размеров селезенки у детей актуальным является определение нормативных показателей размера органа, который является отражением его функционального состояния.

Наиболее простым способом определения увеличения размеров селезенки является пальпация, но она обладает низкой чувствительностью. Селезенка может быть пальпирована у 10% здоровых детей, и лишь при увеличении в 2-3 раза этот орган удается пальпировать у большинства пациентов [1].

Наиболее информативным, широкодоступным, неинвазивным и безопасным методом оценки размеров селезенки у детей является ультразвуковое исследование. Эхография позволяет получить наиболее точные данные о размерах органа и его структуре, но до настоящего времени вопрос об ультразвуковых размерах селезенки у детей остается дискутабельным.

По данным М.И. Пыкова и К.В. Ватолина [2], максимальная длина селезенки у новорожденного ребенка составляет 45 мм, и каждый год она увеличивается на 7 мм, достигая к 12-летнему возрасту максимального размера - 130 мм. Эта формула удобна для использования, но не отражает антропометрические особенности ребенка и учитывает лишь один линейный размер органа - длину.

И.В. Дворяковский и соавторы [3] предлагают оценивать норматив селезенки по линейным размерам селезенки, в зависимости от роста ребенка (Таблица 1).

Недостатком этого способа является сложность в применении, так как предложено большое количество нормативных линейных параметров селезенки (длина, толщина, ширина) и отсутствует связь этих размеров между собой. Следует пояснить, что селезенка варьирует по своей форме - она может быть удлиненной и иметь небольшую толщину и ширину. Эту взаимосвязь линейных размеров трудно отразить в конкретном значении и оценить применительно к росту ребенка.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ оценки соответствия размеров селезенки норме или отклонению от нее у детей методом ультразвуковой диагностики [4], при котором измеряют длину и толщину селезенки, подставляют эти значения в формулу, вычисляют массу органа и рассчитывают критериальный показатель - коэффициент массы селезенки. В этом способе присутствует взаимосвязь линейных размеров органа с индивидуальными антропометрическими данными ребенка - массой тела. Способ точен, прост в реализации и интерпретации полученного результата.

Однако указанный известный способ может не обеспечивать точность в тех ситуациях, когда ультразвуковое исследование проводится ребенку с дефицитом или избытком массы тела.

Кроме того, известным способом практически невозможно устанавливать отклонения или норму селезенки в динамике, т.е. широко охватить прошлые периоды, т.к. для этого обязательно надо знать, наряду с длиной и толщиной селезенки, массу ребенка за все возрастные прошлые периоды, которая не входит в обязательный стандарт обследования.

Технический результат, достигаемый заявляемым способом, заключается в создании точного, информативного, безопасного и широкодоступного способа ультразвуковой оценки соответствия размера селезенки норме или отклонению от нее у детей, в том числе с отклонениями антропометрических показателей от нормы, например, с дефицитом или избытком массы тела, при одновременном обеспечении возможности установления нормальных или патологических размеров селезенки в динамике с широким охватом прошлых периодов.

Указанный технический результат достигается предлагаемым способом оценки методом ультразвуковой диагностики соответствия размеров селезенки норме или отклонению от нее у детей от 3 до 15 лет, включающим проведение ультразвукового исследования УЗИ селезенки с определением ее длины и толщины, и установление критериального показателя, по которому судят о норме или патологии селезенки, при этом новым является то, что в качестве критериального показателя используют площадь максимального продольного сечения селезенки, которую рассчитывают, используя параметры длины и толщины селезенки, полученные при УЗИ, по формуле:

S=0,8×l×h+0,5,

где S - площадь максимального продольного сечения селезенки, см²;

l - длина селезенки, см;

h - толщина селезенки, см,

и по полученной величине оценивают соответствие размеров селезенки норме или отклонению от нее, в зависимости от возраста и пола ребенка, исходя из следующих нормативных показателей: для детей 3-4 лет площадь максимального продольного сечения селезенки в пределах 13,3-23,9 см² соответствует норме; для детей 5-6 лет - указанная площадь в пределах 14,3-27,8 см² соответствует норме; для детей 7-8 лет - указанная площадь в пределах 16,3-32,4 см² соответствует норме; для детей 9-10 лет - указанная площадь в пределах 17,8-36,8 см² соответствует норме; для детей 11 лет - указанная площадь в пределах 21,6-38,9 см² соответствует норме; для детей 12-14 лет и для девочек 15 лет - указанная площадь в пределах 23,3-44,8 см² соответствует норме; для мальчиков 15 лет - указанная площадь 32,2-50,0 см² соответствует норме.

Ультразвуковое исследование проводят с использованием конвексного мультичастотного датчика 3-6 МГц.

Достижение поставленного технического результата обусловлено следующим.

Использование при реализации нового способа совокупности предлагаемых операций, их последовательности и оценка полученных значений площади максимального продольного сечения селезенки в связи с возрастом и полом детей от 3 до 15 лет позволяют с высокой точностью судить о нормативных или патологических размерах органа.

Критерием корректного ультразвукового среза является визуализация ворот органа и наибольший размер селезенки от верхнего до нижнего полюса. Для иллюстрации на рис. 1 приведено изображение максимального продольного сечения селезенки на уровне ворот и последующая трассировка изображения с получением значения площади.

Новизна предлагаемого способа заключается в следующем:

- использование нового и неочевидного критерия - площадь максимального продольного сечения селезенки, в качестве нормативного показателя селезенки для детей от 3 до 15 лет;

- особая математическая формула для расчета этого критерия, с использованием особых коэффициентов и стандартных показателей длины и толщины селезенки;

- новые и неочевидные количественные показатели площади максимального продольного сечения селезенки для каждой возрастной категории детей, характеризующие с высокой точностью норму или патологию селезенки.

Для обоснования неочевидности заявляемого решения следует пояснить, в результате каких экспериментальных исследований были получены нормативные значения площади максимального продольного сечения селезенки в зависимости от возраста и пола, а также новая форма определения этого критерия.

У 838 детей в возрасте от 3 до 15 лет, не имеющих лимфопролиферативных, наследственных заболеваний, патологии сердечно-сосудистой системы и печени, методом случайной выборки был измерен УЗИ показатель площади максимального продольного сечения селезенки. Следует пояснить, что при проведении стандартного ультразвукового исследования и получении ультразвукового среза максимального продольного размера селезенки с помощью прибора УЗИ можно проводить трассировку полученного скана и осуществлять вычисление указанной площади органа автоматически этим же прибором УЗИ. Возрастной анализ полученных значений прибором УЗИ площади максимального продольного сечения селезенки представлен в таблице 2.

В процессе проведения исследований было установлено:

- что площадь максимального продольного сечения селезенки может характеризовать соответствие селезенки норме или отклонению от нее;

- выявлена закономерность связи указанной площади с линейными размерами органа и установлена зависимость в виде математического уравнения. Эта формула позволяет рассчитать площадь сечения селезенки по наличию двух известных, всегда измеряемых в рамках стандартного ультразвукового исследования, размеров селезенки (длины и толщины), а также по установленным экспериментальным путем коэффициентам.

Для описания зави симости исследуемых данных используется линейная регрессионная модель следующего вида: y=□·x+b. Для вычисления параметров □ и b регрессионной модели, использован метод наименьших квадратов. В ходе анализа данных, в количестве 838 записей, были получены следующие значения коэффициентов: □=0,78 и b=0,539. Доля дисперсии зависимой переменной, объясняемая рассматриваемой моделью при данных коэффициентах, составила: R²=0,845.

Итоговое уравнение с учетом математического округления значений зависимости имеет вид:

S=0,8×l×h+0,5,

где S - площадь максимального продольного сечения селезенки, см²;

l - длина селезенки, см;

h - толщина селезенки, см;

0,8 и 0,5 - коэффициенты.

Для доказательства правомерности и достоверности оценки селезенки нормативным показателям по указанной площади максимального продольного сечения, определяемым по приведенной формуле, был проведен ретроспективный анализ, и вышеуказанная формула применена для определения указанной площади сечения селезенки 4001 ребенку в возрасте от 3 до 15 лет, обследованным амбулаторно и в условиях стационара. Возрастной анализ полученных результатов представлен в таблице 3.

В таблице 4 приведены сопоставительные данные по площади максимального продольного сечения селезенки, полученные по предлагаемому способу, и данные по площади максимального продольного сечения селезенки, полученные прибором УЗИ.

Как показывают данные, приведенные в таблице 4, в процессе определения указанной площади по предлагаемому способу полученные результаты не имеют достоверных различий с измеренными прибором УЗИ данными (р>0,05), т.е. это доказывает, что использование вышеуказанной формулы для расчета площади максимального продольного сечения является правомочным, а метод оценки размеров селезенки с использованием формулы - объективным.

Учитывая то, что селезенка является самым крупным органом периферической иммунной системы, быстро реагирующим на влияние факторов внешней среды, на острые инфекции, на прививки адаптивным изменением ее размеров, необходимо было исключить из исследуемого массива детей с отклонением размеров селезенки от нормы. В качестве такого нормативного показателя для указанных целей был применен известный метод по патенту РФ №2502471, в котором критерием определения нормальных размеров органа служил коэффициент массы селезенки, находящийся в диапазоне значений 2-4. Для получения нормативных показателей площади максимального продольного сечения селезенки из исследуемого массива были исключены дети, коэффициент массы селезенки которых не соответствует значению 2-4. После такого отсева были получены данные, приведенные в таблице 5.

Учитывая значимость определения объективного нормативного диапазона значений площади максимального продольного сечения селезенки по предлагаемому способу и исключения возможных ошибок, для сравнения и подтверждения был проведен дополнительный анализ расчетов на основе метода перцентилей. Перцентиль - это 100-тая доля измеренной в совокупности значений, которой соответствует определенное значение от антропометрического признака. Площадь, ограниченная кривой нормального распределения значений признака, делится на 100 равных частей, или перцентилей, каждый из которых имеет свой порядковый номер. Так, 5-й перцентиль ограничивает слева на кривой нормального распределения 5% численности детей с наименьшими значениями признака, 95-й перцентиль - 5% справа - численность детей с наибольшим значением признака, а 50-й соответствует среднему арифметическому значению признака М. Числовые значения антропометрического признака, соответствующие верхней или нижней его границе, называются пороговыми. Систему перцентилей используют для определения необходимых границ, минимальных и максимальных значений антропометрических признаков.

Учитывая, что размеры селезенки зависят от антропометрических данных и физическое развитие мальчиков и девочек происходит неравномерно, был проведен анализ значений площади максимального продольного сечения селезенки, рассчитанный по методу перцентилей, у мальчиков и девочек с учетом возраста. Данные этого исследования представлены в таблице 6.

Анализ исследуемых данных, приведенных в таблице 6, показал, что значимые для оценки гендерные различия в значении площади максимального сечения селезенки, наблюдаются лишь с 15-летнего возраста. Для установления нормативного диапазона площади максимального продольного сечения селезенки у детей и исключения риска определения ошибочного значения критериями включения в норму были границы заданного интервала, которые соответствуют 5%-ному и 95%-ному уровням репрезентативности.

В результате проведенных исследований был получен конечный результат для предлагаемого способа в виде таблицы нормативных значений площади максимального продольного сечения селезенки у детей в зависимости от возраста и пола (Таблица 7).

Таким образом, экспериментальными исследованием доказано, что площадь максимального продольного сечения селезенки является значимым показателем оценки нормального состояния размеров селезенки или патологического.

Заявляемый способ реализуется следующим образом.

Проводят ультразвуковое исследование селезенки у ребенка утром натощак с использованием, преимущественно, конвексного мультичастотного датчика 3-6 МГц (выбор частоты сканирования 3-6 МГц определяется возрастом ребенка и толщиной подкожно-жирового слоя, таким образом, чтобы обеспечить оптимальную визуализацию селезенки для дальнейшей морфометрии). Исследование проводится в горизонтальном положении ребенка на спине, при необходимости меняя положение (лежа на правом боку), осуществляется полипозиционное сканирование. Проводится оценка формы, контура, эхоструктуры, эхогенности органа, взаимоотношения с окружающими органами и тканями. Измеряется длина селезенки при сканировании по межреберьям между передней и средней подмышечными линиями при косом положении датчика (риска направлена вверх и дорзально). В скане на уровне ворот определяется максимальный размер органа от верхнего до нижнего полюса. Измеряется толщина селезенки. Далее по предлагаемому способу определяется площадь максимального продольного сечения селезенки по формуле:

S=0,8×l×h+0,5,

где S - площадь максимального продольного сечения селезенки, см²;

l - длина селезенки, см;

h - толщина селезенки, см.

Полученное по предлагаемому способу числовое значение площади максимального продольного сечения селезенки ребенка оценивается в соответствии со следующими нормативными показателями: для детей 3-4 лет площадь максимального продольного сечения селезенки в пределах 13,3-23,9 см² соответствует норме; для детей 5-6 лет - указанная площадь в пределах 14,3-27,8 см² соответствует норме; для детей 7-8 лет - указанная площадь в пределах 16,3-32,4 см² соответствует норме; для детей 9-10 лет - указанная площадь в пределах 17,8-36,8 см² соответствует норме; для детей 11 лет - указанная площадь в пределах 21,6-38,9 см² соответствует норме; для детей 12-14 лет и для девочек 15 лет - указанная площадь в пределах 23,3-44,8 см² соответствует норме; для мальчиков 15 лет - указанная площадь 32,2-50,0 см² соответствует норме.

В случае если значение показателя площади выше или ниже предложенной нормы, то это рассматривается как патология и разрабатывают индивидуальную программу обследования у ребенка иммунной и кроветворной систем, как основных систем, связанных с функциональным состоянием селезенки.

Таким образом, предлагаемый способ определения соответствия размеров селезенки у детей норме или патологии является точным и информативным, простым в применении, доступным для использования в амбулаторных и стационарных условиях.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет устанавливать нормальные или патологические размеры селезенки у ребенка в динамике с широким охватом прошлых периодов за счет того, что показатели длины и толщины селезенки, используемые в предлагаемом способе, относятся к стандартным, т.е. к обязательным для съема показателям, которые всегда будут присутствовать в прошлых результатах исследований УЗИ, в отличие от прототипа, где нужно знать массу ребенка.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Пациент Маша Г., 10 лет. Антропометрические данные соответствуют нормативным показателям для этого возраста (масса - 28,5 кг; рост 135 см). При УЗИ селезенки определена длина органа 9,3 см, толщина органа 3,0 см, площадь максимального продольного сечения селезенки, вычисленная аппаратом УЗИ, 23,40 см². Значение площади максимального продольного сечения селезенки, установленное по предлагаемому способу, составляло S=9,3×3,0×0,8+0,5=22,8 см². Оба значения площади максимального продольного сечения селезенки соответствуют норме для этого возраста (17,8-36,8 см²). Для подтверждения такого вывода было проведено дополнительное исследование пациента по установлению ряда иммунологических показателей: СD19+лимфоциты абс. - 0,36*10⁹/л; СD3+лимфоциты абс. - 1,72*10⁹/л; СD3+СВ8+лимфоциты абс. - 0,6*10⁹/л; CD16+56 абс. + лимфоциты - 0,23*10⁹/л, CD3+CD95 + лимфоциты абс. - 0,52*10⁹/л IgG - 8,5 г/дм³; IgM - 0,92 г/дм³; IgA - 1,54 г/дм³. Анализируя представленные данные, был сделан вывод, что изменения в иммунитете отсутствуют, а значит, результаты, полученные при реализации предлагаемого способа, являются достоверными.

Пример 2. Пациент Мария Д., 14 лет, страдает избытком веса (масса - 72 кг; рост - 156 см). При УЗИ селезенки определена длина органа 106 мм, толщина органа 36 мм, площадь максимального продольного сечения селезенки, вычисленная аппаратом УЗИ, 29,4 см². Значение площади максимального продольного сечения селезенки, установленное по предлагаемому способу, составляло S=10,6×3,6×0,8+0,5=31,03 см². Оба значения площади максимального продольного сечения селезенки соответствуют норме для этого возраста (16,3-32,4 см²). Для подтверждения такого вывода было проведено дополнительное исследование пациента по установлению ряда иммунологических показателей: СD19+лимфоциты абс. - 0,61*10⁹/л; СD3+лимфоциты абс. - 2,1*10⁹/л; СП3+СВ8+лимфоциты абс. - 1,02*10⁹/л; СD16+56+лимфоциты абс. - 0,16*10⁹/л, СD3+СD95+лимфоциты абс. - 0,54*10⁹/л, IgG - 8,7 г/дм³; IgM - 1,2 г/дм³; IgA - 12,4 г/дм³. Анализируя представленные данные, был сделан вывод, что изменения в иммунитете отсутствуют, а значит, результаты, полученные при реализации предлагаемого способа, являются достоверными даже для пациентов с антропометрическими отклонениями.

Для сравнения для этого же пациента из примера 2 было проведено определение соответствия норме селезенки по известному по прототипу способу по коэффициенту массы, который составил величину 1,9, т.е. показал отклонение от нормы у ребенка с избытком веса, что еще раз доказывает точность предлагаемого способа, в том числе и для детей с избытком или дефицитом массы тела.

Пример 3. Пациент Володя К, 6 лет. Антропометрические данные соответствуют нормативным показателям для этого возраста (масса - 18,6 кг; рост 115 см). При УЗИ селезенки определена длина органа 9,9 см, толщина органа 3,5 см, площадь максимального продольного сечения селезенки, вычисленная аппаратом УЗИ, 29,4 см². Значение площади максимального продольного сечения селезенки, установленное по предлагаемому способу, составляло S=9,9×3,5×0,8+0,5=28,2 см². Оба значения площади максимального продольного сечения селезенки превышают норму для этого возраста (14,3-27,8 см²). Ребенок болеет более 4 раз в году острыми простудными заболеваниями с последующими бактериальными осложнениями в виде синусита либо обструктивного бронхита, что является объективным критерием снижения иммунной защиты. Для подтверждения такого вывода было проведено дополнительное исследование пациента по установлению ряда иммунологических показателей: СD19+лимфоциты абс.- 0,31*10⁹/л; СD3+лимфоциты абс. - 0,64*10⁹/л (снижен - норма 0,69-2,54×10⁹/л); СD3+СD8+лимфоциты абс. - 0,72*10⁹/л; CD16+56 абс. + лимфоциты - 0,45*10⁹/л, CD3+CD95+лимфоциты абс. - 0,47*10⁹/л IgG - 9,3 г/дм³; IgM - 1,2 г/дм³; IgA - 0,54 г/дм³; снижен - норма 0,73-25 г/ дм³). Кроме изменения показателей иммунологического анализа у пациента - снижение общего количества лейкоцитов в периферической крови до 3,2 10⁹/куб.дм. Анализируя представленные данные, был сделан вывод, что изменения в иммунитете свидетельствуют о снижении иммунной защиты и резистентности организма ребенка к инфекциям, а значит, результаты, полученные при реализации предлагаемого способа, являются достоверными.

Источники информации

1. Mimouni F., Merlob P., Ashkenazi S. et al. Palpable spleens in newbom term infants // Clin. Pediatr. 1985. V.24. №4. P. 197-198.

2. Пыков М.И., Ватолин К.В. «Детская ультразвуковая диагностика». М.: Видар, 2001. 680 с.

3. Дворяковский И.В., Сугак А.Б., Дворяковская Г.М. и др. «Размеры и структура селезенки у здоровых детей по данным ультразвукового исследования» // Ультразвуковая и функциональная диагностика. 2007. №1. с.20-29.

4. Патент РФ №2502471.