Способ количественной оценки объема нарушений перфузии легких

Изобретение относится к медицине, а именно к клинической кардиологии, и может быть использовано для количественной оценки нарушений перфузии легких по данным однофотонно-эмиссионной и рентгеновской компьютерной томографии (ОЭКТ/КТ).

Радионуклидные методы играют важнейшую роль в диагностическом алгоритме у пациентов, в том числе с легочной гипертензией (ЛГ) различной этиологии. Вентиляционно-перфузионная сцинтиграфия и однофотонно-эмиссионная томография (ОЭКТ) легких является методом выбора для скрининга пациентов с ЛГ на предмет выявления хронического тромбоэмболического поражения легких (ХТЛГ).

(Galie N., Humbert М., Vachiery J.L., et al. 2015 ESC/ERS Guidelines for the diagnosis and treatment of pulmonary hypertension: The Joint Task Force for the Diagnosis and Treatment of Pulmonary Hypertension of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Respiratory Society (ERS): Endorsed by: Association for European Paediatric and Congenital Cardiology (AEPC), International Society for Heart and Lung Transplantation (ISHLT). Eur Heart J. 2016. 37(1): 67-119.)

В основе метода перфузионной сцинтиграфии легких лежит временная эмболизация артериолярно-капиллярного русла легких после внутривенного введения радиофармпрепарата (РФП) на основе меченых макроагрегатов или микросфер, чаще всего альбумина человеческой сыворотки, меченных технецием-99m (^99mTc-МАА). Чем больше капилляров подвергается эмболизации, тем интенсивнее визуализируемое включение РФП в этой области легких. Наличие зон отсутствия или снижения накопления РФП свидетельствует о нарушении в них кровотока (перфузии).

Характерным для ХТЛГ является наличие дефектов перфузии, повторяющих контуры соответствующей единицы сегментации легких (субсегментарный, сегментарный, долевой дефект, аперфузия легкого). При легочной гипертензии (ЛГ) распределение РФП чаще диффузно неравномерное (мозаичное), что указывает на распространенные нарушения перфузии легких на уровне микроциркуляции.

Известен также способ количественной оценки нарушений перфузии легких, включающий ингаляцию радиофармпрепарата и проведение последующей перфузионной сцинтиграфии легких с оценкой накопления радиофармпрепарата в легком.

(патент РФ №2391910, опубл. 20.06.2010 г.)

Основным недостатком данных методик на сегодняшний день является отсутствие количественной оценки объема визуализируемых нарушений перфузии. При планарной сцинтиграфии легких стандартным является определение относительной перфузии каждого легкого по зонам Веста, однако эти измерения неточны вследствие эффекта суммации. Количественная оценка нарушений перфузии легких по данным ОЭКТ не стандартизирована, что препятствует использованию метода для динамического наблюдения пациентов.

Задачей изобретения является разработка эффективного, точного и более чувствительного способа количественной оценки объема нарушений перфузии легких, в том числе для наблюдения пациентов в динамике при проведении терапии.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности, чувствительности и точности количественной оценки нарушений перфузии легких.

Это достигается тем, что в заявляемом способе количественной оценки нарушений перфузии легких, согласно изобретению, выполняют однофотонно-эмиссионную компьютерную томографию (ОЭКТ) и низкодозовую рентгеновскую компьютерную томографию (КТ) грудной клетки, полученные КТ-данные используют для расчета анатомического объема легких, а ОЭКТ-данные используют для вычисления объема перфузируемой части легких, при этом объем дефекта перфузии легких, выраженный в процентах от общего объема легких, вычисляют по формуле

где V%_d - объем дефекта перфузии легких, V_lCT - объем легких по данным КТ, V_lSPECT - объем перфузируемой части легких по данным ОЭКТ. При значениях V%_d от 0 до 10% результат исследования трактуют как норму, при 11%<V%_d<20% результат исследования трактуют как умеренные нарушения перфузии легких, при значениях V%_d>21% - выраженные нарушения перфузии легких.

Способ осуществляется следующим образом.

Для количественной оценки объема нарушений перфузии легких пациенту проводят однофотонную эмиссионную и компьютерную томографию (ОЭКТ/КТ).

Параметры записи КТ-данных: низкодозовый протокол, напряжение на трубке - 120 кВ, сила тока - 5 мА, время оборота трубки - 60 с, разрешение - 2 мм.

Параметры записи ОЭКТ-данных: РФП - 99 mTc-МАА, активность - 4 мКи (148 МБк), запись изображений легких - через 5 мин после введения РФП, угол между детекторами ОЭК-томографа - 180°, фотопик - 140.5 КэВ, ширина окна дискриминатора - 20%, угол вращения детекторов - 180°, число проекций - 32 (16×2), матрица - 64×64 пикселов, увеличение - ×1.00, разрешение - 6.3 мм, время записи одной проекции - 30 секунд, число импульсов на одну проекцию - не менее 70 тыс.

Реконструкцию проекций с получением томографических срезов проводят с помощью итеративного алгоритма OSEM. Обработку КТ- и ОЭКТ-данных осуществляют в стандартном пакете КТ-приложений с созданием VOI (объемных зон интереса). Для КТ-данных VOI создается с предустановленным пограничным значением отсечки "воздух" (-400HU), с дальнейшим отсечением других содержащих воздух структур (желудка, трахеи, бронхов, окружающей среды). Для ОЭКТ-данных VOI создается по максимальному значению пиксела, не допуская выхода VOI за границы легких по данным КТ. Тогда объем дефекта перфузии легких, выраженный в процентах от общего объема легких, будет выражаться формулой:

где V%_d - объем дефекта перфузии легких, V_lCT - объем легких по данным КТ, V_lSPECT - объем перфузируемой части легких по данным ОЭКТ. При значениях V%_d от 0 до 10% результат исследования трактуется как норма, при 11%<V%_d<20% результат исследования трактуется как умеренные нарушения перфузии легких, при значениях V%_d>21% говорят о выраженных нарушениях перфузии легких.

Примеры осуществления способа представлены подробным описанием и сопутствующими графическими материалами.

Пример 1.

Пример измерения объема неперфузируемой части (объема дефекта перфузии) легких. Пациент из группы нормы.

Фиг. 1-а. Объем легких по данным КТ (а)=2139 см³.

Фиг. 1-б. Объем легких по данным ОЭКТ (б)=2137 см³.

Объем дефекта перфузии легких вычисляли по предложенной формуле:

V%_d=100%×(2139-2137)/2139=0.1%. Значение V%_d=0.1%, соответствует норме.

Пример 2.

Пациент с идиопатической легочной гипертензией (ИЛГ), СДЛА=52 мм рт.ст.

Фиг. 3-а. Объем легких по данным КТ (а)=2296 см³.

Фиг. 3-б. Объем легких по данным ОЭКТ (б)=1802 см³.

Рассчитали V%_d согласно предложенному способу:

Значение V%_d=21.5% является патологическим (выраженные нарушения перфузии легких).

В ретроспективное исследование, посвященное определению диагностических возможностей нового метода определения нарушений перфузии легких, было включено 48 пациентов, которым была выполнена перфузионная ОЭКТ/КТ легких по указанному протоколу записи и обработки. 36 пациентов составили группу больных с легочной гипертензией (СДЛА>35 мм рт.ст.), из них 18 пациентов с ХТЛГ и 18 пациентов с ИЛГ. Группу контроля составили 12 пациентов без сердечно-сосудистых и системных заболеваний.

Результаты исследования.

По данным Эхо-КГ, СДЛА в группе пациентов с ЛГ составило 51±14 мм рт.ст. По данным КТ очаговых образований в легких выявлено не было, характерным было расширение легочного ствола (24±4 мм против 16±3 мм в группе нормы, р<0.05).

При ОЭКТ у всех пациентов с ЛГ распределение РФП в легких было неравномерным, у пациентов с ХТЛГ отмечалось наличие краевых субсегментарных и сегментарных дефектов различной локализации, у пациентов с ИЛГ отмечалось диффузно неравномерная перфузия легких без четких очаговых изменений. V%_d в группе ЛГ в целом составило 21±9%, в частности, в группе ИЛГ V%_d составило 19±7%, в группе ХТЛГ - 24±9% (р=0.18). В группе нормы V%_d составило 3% (1-8) (р<0.005).

Таким образом, предложенный способ количественной оценки нарушений перфузии легких имеет следующие преимущества:

1. Получение количественных параметров объема нарушений перфузии легких полуавтоматическим и воспроизводимым способом, в том числе неочаговых (диффузных).

2. Использование указанных параметров позволяет сравнивать несколько исследований в динамике, в т.ч. оценивать эффект ЛАГ-специфической терапии.