Способ дифференциальной диагностики панкреонекроза

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ПАНКРЕОНЕКРОЗА(71) Заявитель Государственное учреждение Республиканский научнопрактический центр радиационной медицины и экологии человека(72) Авторы Литвин Андрей Антонович Ковалев Василий Алексеевич Анасович Дмитрий Викторович Юргель Андрей Владимирович Сурунович Артур Валерьевич Филюстин Андрей Евгеньевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение Республиканский научно-практический центр радиационной медицины и экологии человека(57) Способ дифференциальной диагностики панкреонекроза, заключающийся в том, что выполняют компьютерную томографию (КТ) поджелудочной железы с введением контрастного вещества или нативную, причем определяют для ткани поджелудочной железы направление ориентации анизотропии градиента яркости, среднее значение градиента яркости, среднеквадратичное отклонение градиента яркости, интегральный коэффициент анизотропии 2, представляющий собой среднеквадратичное отклонение значений частот распределения векторов градиентов яркости по 12 направлениям величиной 30 градусов каждое, и коэффициент пространственной анизотропии 3, представляющий собой среднеквадратичное отклонение значений частот распределения векторов градиентов яркости по тем же 12 направлениям, измеряемое по отношению к соседним направлениям, и при наличии однонаправленной ориентации анизотропии градиента яркости ткани поджелудочной железы при среднем значении градиента яркости 6,49 при КТ с введением контрастного вещества или 6,89 при нативной КТ, среднеквадратичном отклонении градиента яркости 3,93 при КТ с введением контрастного вещества или 4,27 при нативной КТ, коэффициенте анизотропии 2 1,46 при КТ с введением контрастного вещества или 1,37 при нативной КТ, коэффициенте пространственной анизотропии 3 2,51 при КТ с введением контрастного вещества или 3,18 при нативной КТ диагностируют стерильный панкреонекроз, а при наличии многонаправленной ориентации анизотропии градиента яркости ткани поджелудочной железы при среднем значении градиента яркости 20,86 при КТ с введением контрастного вещества или 14,66 при нативной КТ, среднеквадратичном отклонении градиента яркости 21,92 при КТ с введением контрастного вещества или 9,79 при нативной КТ, коэффициенте анизотропии 2 1,72 при КТ с введением контрастного вещества или 2,14 при нативной КТ, коэффициенте пространственной анизотропии 3 14881 1 2011.10.30 5,64 при КТ с введением контрастного вещества или 4,55 при нативной КТ - инфицированный панкреонекроз. Изобретение относится к области медицины, а именно к хирургии, и может быть использовано для диагностики и определения формы панкреонекроза. Существует способ диагностики инфицированного панкреонекроза В.С.Савельева с соавт., заключающийся в определении концентрации прокальцитонина (ГЖТ) плазмы крови иммунолюминометрическим и иммуноферментным методами. В основе способа лежит реакция двух моноклональных антител с двумя позициями молекулы ПКТ (кальцитонином и катакальцитонином). Тест выполняется в течение двух часов с конечным счетом на полуавтоматическом анализаторе -, . Иммуноферментный метод позволяет проводить диагностику в течение 30-45 минут, показывая при этом приблизительный уровень содержания ПКТ (в пределах 0,5 нг/мл, от 0,5 до 2 нг/мл, от 2 до 10 нг/мл,10 нг/мл). Увеличение концентрации ПКТ в крови более 1,8 нг/мл в двух последовательных исследованиях является лабораторным маркером бактериального инфицирования очагов панкреонекроза с чувствительностью и специфичностью этого теста 95 и 88 соответственно 1. Способ позволяет избежать недостатков диагностической пункции, однако требует дорогостоящих реагентов, что резко ограничивает возможность его использования в хирургических отделениях общего профиля. Известен способ диагностики инфицированного панкреонекроза авторов Тепляковой О.В. и др., при котором всем больным с подозрением на острый деструктивный панкреатит при поступлении проводят комплексное клиническое, лабораторное и инструментальное обследование, дополнительно оценивают уровень перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной активности плазмы кровиметодом люминолзависимой железоиндуцированной хемилюминесценции на биохемилюминометре БХЛ-06 М. В измерительную кювету вносят ОД мл плазмы крови, 0,4 мл фосфатного буфера, 0,4 мл сульфата железа и 0,2 мл люминола. Инициирование реакции осуществляют введением 0,2 мл 1 перекиси водорода. Время регистрации показателей ПОЛ исоставляет 30-60 секунд. При оценке кинетики хемилюминесценции оценивают следующие показатели интенсивность свечения ( ), светосуммуи коэффициент К (/), и при значениименьше 30 мВ, а коэффициента К меньше 0,056 у.е. диагностируют инфицированный панкреонекроз 2. Недостатком способа является трудоемкость выполнения исследования, он требует приобретения специального лабораторного оборудования и реактивов, обладает низкой степенью достоверности результатов. Известен способ дифференциальной диагностики стерильного и инфицированного панкреонекроза, основанный на микроскопическом и микробиологическом исследовании материала, взятого во время диагностической пункции под контролем ультразвуковой сонографии или компьютерной томографии (КТ) 3. Данный способ имеет следующие недостатки инвазивность и риск вторичного нозокомиального инфицирования, длительность, обусловленная методологией бактериологического исследования. Задачей предлагаемого изобретения является разработка достоверного, неинвазивного способа дифференциальной диагностики стерильного и инфицированного панкреонекроза. Поставленную задачу решают за счет того, что способ дифференциальной диагностики стерильного и инфицированного панкреонекроза заключается в том, что выполняют компьютерную томографию (КТ) поджелудочной железы с введением контрастного вещества или нативную, причем определяют для ткани поджелудочной железы направление ориентации анизотропии градиента яркости, среднее значение градиента яркости, средне 2 14881 1 2011.10.30 квадратичное отклонение градиента яркости, интегральный коэффициент анизотропии 2,представляющий собой среднеквадратичное отклонение значений частот распределения векторов градиентов яркости по 12 направлениям величиной 30 градусов каждое, и коэффициент пространственной анизотропии 3, представляющий собой среднеквадратичное отклонение значений частот распределения векторов градиентов яркости по тем же 12 направлениям, измеряемое по отношению к соседним направлениям, и при наличии однонаправленной ориентации анизотропии градиента яркости ткани поджелудочной железы при среднем значении градиента яркости 6,49 при КТ с введением контрастного вещества или 6,89 при нативной КТ, среднеквадратичном отклонении градиента яркости 3,93 при КТ с введением контрастного вещества или 4,27 при нативной КТ, коэффициенте анизотропии 2 1,46 при КТ с введением контрастного вещества или 1,37 при нативной КТ, коэффициенте пространственной анизотропии 3 2,51 при КТ с введением контрастного вещества или 3,18 при нативной КТ диагностируют стерильный панкреонекроз, а при наличии многонаправленной ориентации анизотропии градиента яркости ткани поджелудочной железы при среднем значении градиента яркости 20,86 при КТ с введением контрастного вещества или 14,66 при нативной КТ, среднеквадратичном отклонении градиента яркости 21,92 при КТ с введением контрастного вещества или 9,79 при нативной КТ, коэффициенте анизотропии 2 1,72 при КТ с введением контрастного вещества или 2,14 при нативной КТ, коэффициенте пространственной анизотропии 3 5,64 при КТ с введением контрастного вещества или 4,55 при нативной КТ - инфицированный панкреонекроз. Определение анизотропии и связанных с ней параметров градиента яркости по данным КТ выполняется в два этапа. На первом этапе для анализируемого КТ изображения поджелудочной железы пациента вычисляется градиент яркости в окрестности каждого пиксела. Размер окрестности составляет 339 пикселов. Величина градиента яркости выражает степень изменения яркости (уменьшения или увеличения) в пределах рассматриваемой окрестности. Для вычисления конкретного значения градиента используется соответствующая маска весовых коэффициентов, предложенная Цукером и Хуммелем и подробно описанная в работе 4. На заключительной (диагностической) стадии вычисленные значения описанных четырех параметров сравниваются со значениями, типичными для инфицированного и стерильного панкреонекрозов, и принимается решение об отнесении рассматриваемого случая к одной из указанных форм тяжелого острого панкреатита. Типичные значения параметров градиента яркости и параметров анизотропии для стерильного и инфицированного панкреонекроза, а также для случая КТ исследования с использованием контрастирующих веществ и нативного КТ исследования приведены в табл. 1. Таблица 1 Отличия параметров анизотропии и градиента яркости патологических участков инфицированного и стерильного панкреонекроза по данным КТ изображений Коэфф. разлиТип КТ исследоваИнфиц. пан- Стерильный чия инфиц. и Параметр ния креонекроз панкреонекроз стер. панкреонекроза,средний градиент 20,86 6,49 3,21 среднее квадратичное 21,92 3,93 5,57 отклонение КТ исследование интегральный коэфс применением фициент анизотро 1,72 1,46 1,17 контрастирующих пии, 2 веществ коэффициент пространственной анизо 5,64 2,51 2,24 тропии 3 3 Параметр средний градиент среднее квадратичное отклонение интегральный коэффициент анизотропии, 2 коэффициент пространственной анизотропии 3 Примечание величинаобозначает коэффициент (степень) различия значений соответствующего параметра для инфицированного и стерильного панкреонекроза. Коэффициентвычисляется как отношение величины рассматриваемого параметра для инфицированного панкреонекроза к соответствующей величине для стерильного панкреонекроза и количественно выражает, во сколько раз это значение больше у инфицированного панкреонекроза по сравнению со стерильным. Среди обследованных были лица обоего пола в возрасте от 26 до 72 лет (табл. 2). Основными этиологическими факторами развития острого панкреатита явились желчнокаменная болезнь, алкоголь. Таблица 2 Характеристика групп больных Группы больных Показатель ИПН (20) СПН (45) Возраст, годы (медиана, ранг) 44 (27-78) 50(23-77) Пол мужской/женский 15/5 29/16- идиопатический 1 (5,0) 3 (6,7) Число оперированных больных (откры 20(100) 3 (6,7) тые операции),при поступлении, баллы 12,93,8 11,63,9 Примечание- достоверность различий между группами (0,05),-вес тела (кг)/рост (м)2. Диагноз тяжелого острого панкреатита устанавливали на основании данных анамнеза,клинической картины заболевания, лабораторного исследования, включавшего определение активности панкреатических ферментов в крови (амилаза, липаза), моче (амилаза),перитонеальном экссудате, динамики гомеостатических показателей (лейкоциты крови,лейкоцитарный индекс интоксикации, гематокрит, глюкоза, билирубин, мочевина, креатинин, общий белок, альбумин, активность аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы, лактатдегидрогеназы, содержание натрия, калия, кальция, хлора), УЗИ органов брюшной полости и забрюшинного пространства, эзофагогастродуоденоскопии,по показаниям экстренной диагностической лапароскопии, КТ. Верификация формы панкреонекроза проводилась на основании бактериологического исследования перитоне 4 14881 1 2011.10.30 ального экссудата и содержимого сальниковой сумки, полученных интраоперационно во время лапароскопии или лапаротомии, а также при тонкоигольной аспирации поджелудочной железы и/или парапанкреатической клетчатки под УЗ наведением. В соответствии с клиническими, морфологическими и бактериологическими данными выделены 2 группы больных. В 1-ю группу включены 20 больных (15 мужчин и 5 женщин) с инфицированным панкреонекрозом (ИПН). 2-ю группу составили 45 пациентов (29 мужчин и 16 женщин) со стерильным панкреонекрозом (СПН) (табл. 3). Таблица 3 Характеристика параметров анизотропии и градиента яркости патологических участков инфицированного и стерильного панкреонекроза по данным КТ изображений Группы больных Показатель ИПН (20) СПН (45) средний градиентсреднее квадра 20,8621,92 6,493,930,05 тичное отклонение интегральный коэффициент анизо 1,72 1,46 тропии, 2 средний градиентсреднее квадра 14,669,79 6,894,270,05 тичное отклонение интегральный коэффициент анизо 2,14 1,37 тропии, 2 Для всех пациентов дополнительно определяли коэффициент анизотропии по данным цифровых КТ изображений. У всех больных диагностированы распространенные формы деструктивного панкреатита (крупноочаговый, субтотальный панкреонекроз) с поражением забрюшинной клетчатки, при этом у 55 обследованных установлен стерильный панкреонекроз, у 45 инфицированный панкреонекроз. Средние сроки установления диагноза по традиционным клиническим, инструментальным и лабораторным методам составили у больных стерильным панкреонекрозом (СПН) 13,12,5 дней после госпитализации, у больных инфицированным панкреонекрозом (ИПН) - 15,53,1 дня. Спектр выделенных культур представлен преимущественно ассоциациями грамотрицательных микроорганизмов. Сравнение динамики показателей анизотропии и градиента яркости патологических участков инфицированного и стерильного панкреонекроза по даннымизображений выявило достоверно более высокие значения анизотропии у больных ИПН в течение всего времени исследования, что возможно связано с деструкцией локальной структуры ткани поджелудочной железы и парапанкреатической клетчатки в результате секвестрации и гнойного расплавления. Пример 1. Выписки из истории болезни 7886/02. Пациент И., 37 лет, поступил в ГОКБ через 3 суток от начала заболевания с жалобами на боли по всему животу, тошноту, многократную рвоту, слабость. При осмотре состояние больного тяжелое, бледность кожных покровов, пульс 90 уд./мин, АД 110/70 мм рт.ст., температура тела 36,9 . Язык сухой,обложен беловатым налетом. Живот вздут, напряжен и болезнен во всех отделах, симптомы раздражения брюшины отрицательные. В анализах периферической крови амилаза 47 гч/л, сахар - 6,2 ммоль/л, мочевина - 18,9 ммоль/л, лейкоциты - 12,6109/л. По данным УЗИ во всех отделах брюшной полости большое количество свободной жидкости, поджелудочная железа четко не визуализируется. По результатам КТ органов брюшной полости и забрюшинного пространства определили панкреатогенный инфильтрат размером до 11,312,512,4 см. Хвост ПЖ не дифференцируется, сливается с данным образованием. На основании цифровых данных этого 5 14881 1 2011.10.30 КТ исследования с введением контрастного вещества рассчитана анизотропия и связанные с ней параметры градиента яркости ткани ПЖ (средний градиент 20,86, среднее квадратичное отклонение 21,92, интегральный коэффициент анизотропии 21,72, коэффициент пространственной анизотропии 35,64), что характерно для инфицированного панкреонекроза. Это позволило своевременно включить в схему интенсивного лечения и предоперационной подготовки антибактериальные препараты групп цефалоспориновпоколения (цефепим) и фторхинолонов (пефлоксацин). В условиях нарастающей эндогенной интоксикации выполнена верхнесрединная лапаротомия. Парапанкреатическая и параколическая клетчатка слева серо-черного цвета, пропитана зловонным гнойным экссудатом, в сальниковой сумке до 200 мл гнойного экссудата, поджелудочная железа черного цвета, структура не дифференцируется. Произведена некрсеквестрэктомия, оментобурсостомия, санация и дренирование сальниковой сумки и свободной брюшной полости, назоинтестинальное дренирование. При бактериологическом исследовании экссудата идентифицированв количестве 106 КОЕ/мл и. в количестве 105 КОЕ/мл. В послеоперационном периоде на фоне проведения комплексной интенсивной инфузионной терапии, этапных некрсеквестрэктомии состояние больного улучшилось. В результате проведенного лечения спустя 56 дней от момента госпитализации больной выписан в удовлетворительном состоянии. Пример 2. Выписки из истории болезни 6871/02. Пациент К., 34 года, поступила в хирургическое отделение УГОКБ через 6 часов от момента появления боли в эпигастральной области,тошноты и многократной рвоты. При осмотре состояние средней степени тяжести, пульс 86 уд./мин, АД 130/80 мм рт.ст., температура тела 36,7 . Язык сухой, обложен белым налетом. Живот умеренно вздут, при пальпации напряжен, болезнен в эпигастральной области. Симптомы раздражения брюшины отрицательные. Лейкоциты - 11,7109/л, амилаза крови - 89,6 гч/л, сахар крови - 5,9 ммоль/л. Данные УЗИ признаки острого панкреатита. Через 20 часов с момента поступления при появлении симптомов панкреатогенного перитонита произведена лапароскопия, обнаружены признаки геморрагического панкреонекроза до двух литров темно-геморрагического экссудата, отек и гиперемия круглой связки печени, выраженная инъекция сосудов париетальной брюшины, вздутие передней стенки желудка, отек большого сальника, вялая перистальтика кишечника. Произведена аспирация экссудата, в подпеченочное пространство и в малый таз установлено 2 дренажа. При бактериологическом исследовании микрофлоры в экссудате не обнаружено. Дренажи из брюшной полости удалены на 4 сутки, больной продолжено комплексное консервативное лечение. На КТ органов брюшной полости и забрюшинного пространства с введением контрастного вещества анизотропия и связанные с ней параметры градиента яркости ткани поджелудочной железы имели следующие значения средний градиент 6,49, среднее квадратичное отклонение 3,93, интегральный коэффициент анизотропии 21,46, коэффициент пространственной анизотропии 32,51, что соответствовало показателям стерильного панкреонекроза. По результатам проведенного в динамике определения коэффициента анизотропии инфицированного панкреонекроза не было. Больная выписана спустя 28 дней от момента госпитализации в удовлетворительном состоянии. Таким образом, преимуществами предлагаемого способа диагностики являются точность, удобство, быстрота, отсутствие осложнений, что позволяет использовать его для динамической коррекции лечения. 14881 1 2011.10.30 Источники информации 1.Савельев В.С., Филимонов М.И., Гельфанд Б.Р., Бурневич С.З., Цыденжапов К.П.,Орлов Б.Б. Панкреонекроз - актуальные вопросы классификации, диагностики и лечения //. - 2000. - . 7. - С. 293-298. 2.2319150 1, 2008. 3. Гельфанд Е.Б., Гологорский В.А., Гельфанд Б.Р. Анестезиология и реаниматология. 2000. - . 3. - С. 29-33. 4. Ковалев В.А. Анализ текстуры трехмерных медицинских изображений. - Минск Белорус. наука, 2008. - С. 263. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7