Способ неинвазивной диагностики патологии печени у детей с функционально единственным желудочком сердца

Изобретение относится к медицине, в частности к гепатологии, и может быть использовано в кардиологии и кардиохирургии в качестве метода неинвазивного определения функционального состояния печени у детей с функционально единственным желудочком сердца после операции тотального кавопульмонального анастомоза.

Врожденные пороки сердца составляют 0,8% от общего количества новорожденных детей [1]. Отдельной категорией изучения являются пороки сердца с функционально единственным желудочком (ФЕЖС). Выполнение радикальной, двужелудочковой коррекции у данной категории больных невозможно, оптимальные результаты обеспечиваются применением этапной гемодинамической коррекции. Первый этап - при повышенном легочном кровотоке - суживание легочной артерии, либо при пониженном легочном кровотоке наложение системно-легочного анастомоза (модифицированный Блелок-Тауссиг шунт (МБТШ)). Второй этап - наложение двунаправленного кавопульмонального анастомоза (ДКПА). Третий этап - операция тотального кавопульмонального анастомоза (ТКПС) в варианте экстракардиального кондуита с фенестрацией, с последующим закрытием последней через 6-12 месяцев после операции ТКПС.

Доказано, что у пациентов с циркуляцией Фонтена центральное венозное давление выше нормы, соответственно компенсаторно происходит повышение давления в печеночных венах и портальной системе, что в конечном счете приводит к изменениям в паренхиме печени. Фиброзные изменения печени являются серьезным осложнением послеоперационного ТКПС в отдаленном периоде и становятся одной из причин летальности. Ранее считалось, что такие осложнения возникают не ранее чем через 5 лет после выполнения тотального кавопульмонального анастомоза. Однако паталогоанатомические исследования печени у больных разной возрастной категории и в разные временные периоды после проведенной операции ТКПС показали, что осложнения в виде фиброзных изменений печени могут встречаться и в раннем послеоперационном периоде (до 1 мес), не исключается, что такие изменения печени возможны еще и до проведения операции ТКПС.

Портальная гипертензия - это повышение давления в системе воротной вены. Нормальным давлением в системе воротной вены считается 5-7 мм рт.ст. Давление выше 10-20 мм рт.ст. приводит к расширению воротной вены. Высокое портальное давление с замедленным кровотоком приводит к развитию спленомегалии и гиперспленизму, варикозному расширению вен пищевода и желудка, расширению вен передней брюшной стенки, геморроидальных вен, асциту. Главным фактором, вызывающим развитие портальной гипертензии, является нарастающее сопротивление печеночному кровотоку, вследствие чего происходит расширение коллатеральных вен и формирование портокавальных шунтов, что в свою очередь еще больше усугубляет течение процесса, приводя к уменьшению сосудистого сопротивления и хронизации портальной гипертензии.

Известным способом оценки наличия фиброзных изменений печени является биопсия. Она является «золотым стандартом» постановки фиброзных и цирротических изменений печени.

Этот способ имеет ряд недостатков: инвазивность и болезненность процедуры, высокий риск осложнений, трудность оценивания в динамике.

Известны другие неинвазивные способы, позволяющие наравне с биопсией оценивать наличие фиброзных изменений на ранних этапах развития процесса: фиброэластография - разновидность ультразвуковой технологии, использующая низкоамплитудные ультразвуковые сигналы [2]. Тест простой в использовании, занимает менее 5 минут, не требует предварительной подготовки. Однако существуют различия в толщине печени среди девочек и мальчиков. У мужчин этот показатель гораздо выше, чем у женщин. Все это связано с различием в фиброгенезе, так как женские половые гормоны препятствуют развитию фиброзных изменений в печени.

Недостатком этого способа является то, что он малоинформативен в определении ранних фиброзных изменений печени, помимо этого является дорогостоящим и имеет трудности в оценке параметров печени в динамике.

Проведение прямой манометрии воротной вены (давление заклинивания печеночных вен) и печеночных вен в условиях рентгенооперационной выполнять рутинно у детей невозможно, учитывая то, что данный способ является инвазивным и имеет высокую лучевую нагрузку [3].

МРТ и МСКТ печени являются дорогостоящими методами исследования, определение их рутинно затруднительно, а диагностическая ценность уступает УЗИ печени.

Самым распространенным и наиболее информативным методом диагностики печеночных изменений является УЗИ-ангиография печени [4]. Данная методика давно описана и активно используется для определения патологии печени и селезенки. Ультразвуковой метод позволяет проследить динамику нарастания проявлений портальной гипертензии на разных стадиях развития патологического процесса. Метод информативен, но при наличии выраженных фиброзных изменений в печени, на ранних стадиях развития процесса данные изменения обнаружить не удается.

Адекватного прототипа в исследуемой патентной и научно-медицинской литературе не обнаружено.

Задачей изобретения является создание неинвазивного способа диагностики ранних фиброзных изменений печеночной ткани у детей с функционально единственным желудочком сердца.

Поставленная задача решается применением количественной УЗ-денситометрии - метода определения состояния паренхимы печени по скорости прохождения ультразвуковых волн и их поглощения печеночной тканью. Производят трехкратное измерение печеночной паренхимы в 3 разных точках: бессосудистая зона (паренхима), сосудистая зона и капсула, для чего конвексный датчик устанавливают в область правого подреберья на уровне 7 и 8 сегментов печени; визуализация производится в В-режиме с частотой 5 МГц и глубиной 5-8 см, размер исследуемой области составляет 5×5 мм; при значении плотности печеночной ткани паренхиме печени более 17 дБ диагностируют наличие фиброзных изменений печени. Определение показателей плотности в капсуле печени и сосудистой зоне проводят с целью нивелирования погрешности измерения, а также возможности дальнейшей корректировки показателя истинной плотности печеночной ткани в зоне паренхимы печени, исходя из значений плотности первых двух зон.

Преимущество предлагаемого в качестве изобретения способа состоит в том, что он неинвазивен, не требует дополнительной подготовки, все исследование занимает не более 5 минут, а самое главное, возможно контролировать параметры печени в динамике.

Отличительные признаки проявили в заявляемой совокупности новые свойства, явным образом не вытекающие из уровня техники в данной области и неочевидны для специалиста.

Способ осуществляют следующим образом.

Способ выполняют на аппарате (ультразвуковой системе) IE-33 X-Matrix (Philips), используя конвексный датчик С5-1. Помимо стандартных измерений УЗ-показателей печени (КСР, ККР, кровоток в нижней полой вене, кровоток в воротной вене) использовалась и количественная оценка звукопоглощающей структуры печени (количественная УЗ-денситометрия (КУДМ)), позволяющая избежать наличия таких артефактов, как акустические (шумовые) тени, и исключающая из зоны интереса кровоток в печеночных сосудах.

При проведении количественной УЗ-денситометрии, регистрирующий датчик, смазанный контактным гипоаллергенным гелем, устанавливают в область правого подреберья (на уровне 7 и 8 сегментов печени), визуализация производится в В-режиме с частотой 5 МГц и глубиной 5-8 см, размер исследуемой области составляет 5×5 мм. С помощью денситометра производят регистрацию характеристик УЗ-волн с дальнейшей обработкой данных. Всю необходимую информацию о пациенте (возраст, пол, рост и вес) вносят в базу данных. Сохранение полученных данных производится в программе DICOM, что позволяет оценивать показатели плотности печеночной ткани каждого пациента в динамике.

Исследование проводят в 3 точках: капсула (самая плотная структура печени): сосудистая зона (наименее плотная структура) и бессосудистая зона (паренхима).

Характеристики УЗ-волны при прохождении ее через печень меняют в зависимости от состояния печеночной ткани. В норме эхо-сигнал с печеночной паренхимы гораздо меньше, чем длина волны стандартного УЗ-сигнала. При наличии фиброзных изменений в печени, эхо-сигнал становится визуально больше стандартной УЗ-волны. КУДМ учитывает два основных показателя: Т-индекс (результат сравнения плотности печеночной ткани пациента с эталонным показателем) и Z-индекс (результат сравнения плотности печеночной ткани пациента со средним показателем его возрастной группы). Проанализировано более 50 пациентов: нормовых, которых мы учитывали, как эталонный показатель; и пациентов с измененной печеночной тканью различной степени выраженности (от минимальных до выраженных (болезни накопления - гликогеноз)). Так как в детской практике Т-индекс не применяется, мы использовали Z-индекс, который в нашем исследовании был равен 17 дБ. Измерение показателей плотности в сосудистой зоне и капсуле печени проводят с целью нивелирования погрешностей измерения. Так как жидкости являются наименее плотными средами по данным КУДМ, значение показателя в сосудистой зоне должно быть равным 0-1 дБ (менее 2 дБ). Превышение нормативного показателя в сосудистой зоне расценивалось как погрешность измерения (завышение истинного показателя) и корректировалось путем уменьшения значения плотности паренхимы печени на кратное количество дБ, превышающих норму в сосудистой зоне. Капсула же печени, напротив, является самой плотной структурой и находится в пределах 35-45 дБ. Превышение показателя в 45 дБ расценивалось как погрешность измерения и приводило к корректировке показателя плотности в паренхиме печени.

Таким образом, в норме плотность паренхимы печени здорового человека, независимо от возраста и пола, должна находиться в пределах, равных или менее 15-17 дБ. При наличии фиброзных изменений, плотность паренхимы печени начинает превышать установленную границу.

Клинический пример 1. Больная Я., 7 лет. Диагноз: Врожденный порок сердца (функционально единственный желудочек). Гипоплазия правого желудочка. Дефект межжелудочковой перегородки. Дефект межпредсердной перегородки. Операция двунаправленного кавопульмонального анастомоза от 2009 г. НК I. ФК II. При поступлении у ребенка имелись признаки сердечной недостаточности (одышка при физической нагрузке; наличие «барабанных палочек», «часовых стекол»; SpO2 - 82%). По лабораторным данным - уровень печеночных трансаминаз, ГГТ, щелочной фосфатазы в пределах возрастных норм. По данным УЗИ - увеличение размеров печени, расширение печеночных вен, структура печени однородная. По данным денситометрии (до операции) - плотность печени в зоне паренхимы составила - 21 дБ, в капсуле - 39 дБ и сосудистой зоне - 1 дБ. Учитывая значения плотности печени в сосудистой зоне (менее 2 дБ) и капсуле печени (менее 45 дБ), коррекции значения плотности печеночной ткани в зоне паренхимы печени не проводилось. Значение плотности печени превышало 17 дБ (21 дБ), что говорит в пользу фиброзных изменений печени и наличию ранних проявлений портальной гинертензии. В послеоперационном периоде. На 8 сутки после операции были повторно проведены исследования по оценке функции печени: определение биохимических маркеров поражения печени, УЗИ печени с измерением печеночного кровотока, КУДМ. Лабораторные показатели печеночной недостаточности (печеночные транеаминазы. щелочная фосфатаза, билирубин (непрямой и прямой) не выходили за рамки возрастной нормы.

По данным УЗИ печени - без динамики. По данным КУДМ - плотность печени в области паренхимы сохранялась в пределах 21-22 дБ, что доказывает, что фиброзные изменения в печени у детей с гемодинамикой единственного желудочка сердца могут возникнуть не только в отдаленном периоде операции Фонтена, но и в раннем послеоперационном периоде. А данный пример позволяет заявить, что печеночные нарушения у такой категории детей могут возникнуть и до операции Фонтена.

Клинический пример 2. Больной М. 11 лет. Диагноз: Врожденный порок сердца (функционально единственный желудочек). Несбалансированная форма атриовентрикулярной коммуникации. Двойное отхождение сосудов от правого желудочка. Операция Фонтена экстра-интракардиальным кондуитом от 29.09.2015 года. НК II. ФК III (NYHA). При поступлении у ребенка имелись признаки сердечной недостаточности (одышка при минимальной физической нагрузке; быструю утомляемость). По лабораторным данным уровень ГГТ выше нормы, уровень печеночных трансаминаз. щелочной фосфатазы в пределах возрастных норм. По данным УЗИ - увеличение размеров печени, расширение печеночных вен, структура печени однородная. По МСКТ - признаки гепатомегалии. По результатам фибросканирования печени методом транзиентной эластометрии показатель эластичности печени составил - 23,6 кПа, что с достоверностью более 95% соответствует стадии фиброза F4 (цирроз печени). При проведении прямой манометрии давление в воротной вене (заклинивание печеночных вен) - 14/14 (14) мм рт.ст. (при норме менее 5-7 мм рт.ст.). По данным денситометрии - плотность печени в сосудистой зоне - 0 дБ (менее 2 дБ), капсуле печени - 36 дБ (менее 45 дБ), паренхиме печени - 22 дБ. Учитывая оптимальные показатели плотности печени в сосудистой зоне и капсуле печени, корректировки значения плотности в паренхиме печени не проводилось. Показатель плотности паренхимы печени значимо превышает оптимальный показатель, что подтверждает наличие у пациента выраженных фиброзных изменений печени и начальных проявлений портальной гипертензии.

Клинический пример 3. Больная К. 17 лет. Здорова. По лабораторным данным - уровень печеночных трансаминаз, щелочной фосфатазы в пределах возрастных норм. По данным УЗИ - размеры печени не увеличены. По результатам фибросканирования печени методом транзиентной эластометрии показатель эластичности печени составил - 4,1 кПа, что с достоверностью более 95% соответствует стадии фиброза F0 (норма). По данным денситометрии - плотность печени в сосудистой зоне - 1 дБ (менее 2 дБ), в капсуле - 44 дБ (менее 45 дБ), в паренхиме печени 15 дБ. Учитывая оптимальные показатели плотности печени в сосудистой зоне и капсуле печени, корректировки значения плотности в паренхиме печени не проводилось. Значение плотности печени в паренхиме - 15 дБ подтверждает отсутствие фиброзных изменений печени и достоверную корреляцию показателей денситометрии с показателями фибросканирования печени.

Предлагаемый в качестве изобретения способ применен у 50 пациентов. Осложнений при использовании данного способа для диагностики изменений в печени не выявлено.

Применение предлагаемого способа позволяет диагностировать признаки фиброзных изменений на ранних этапах развития процесса у пациентов с функционально единственным желудочком сердца после операции тотального кавопульмонального соединения.

Список литературы

1. Chamaidi A, Gatzoulis MA. Heart disease and pregnancy Hellenic J Cardiol 2006; 47: 275-91.

2. Castera L., Vergniol J, Foucher J, Le Bail B, Haaser M et al. Prospective comparison of transient elastography. Fibrotest, APRI and liver biopsy for assessement of fibrosis in chronic hepatitis C. Gastroenterology 2005; 128: 343-350.

3. D Amico G, Garsio-Tsao G. Diagnosis of portal hypertension. How and when? In: de Franchis (Ed). Portal hypertension. Proceedings of the third Baveno International Consensus Workshop on definitions, Methodology and therapeutic Strategies. Oxford (UK): Blackwell Science; 2001; p 36-64.

4. Шипов О.Ю., Зубарев A.B., Гажонова B.E., Иваников И.О. Современная ультразвуковая диагностика обструкции воротной вены. Материалы научно-практической конференции, посвященной 400-летию Кремлевской медицины. М., 2000; С. 333-335.