Автореферат и диссертация по медицине (14.00.35) на тему:Характеристика кровоснабжения почек и реконструктивно-восстановительные операции при урологических заболеваниях у детей

//г о

уЗ

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РСФСР Московский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт педиатрии и детской хирургии

На правах рукописи

ТИХИЛОВА МАЯ ИВАНОВНА

УДК 616.61. — 053. 2 — 089

ХАРАКТЕРИСТИКА КРОВОСНАБЖЕНИЯ ПОЧЕК И РЕКОНСТРУКТИВНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ ПРИ УРОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ У ДЕТЕЙ.

(14.00.35—Детская хирургия) Автореферат диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских паук

Москва—1989 год

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте педиатрии и детской хирургии Министерства здравоохранения РСФСР и в Северо-Осетинском государственном медицинском институте

Научный консультант: Заслуженный деятель науки РСФСР, доктор медицинских наук, профессор Державин В. М.

Официальные оппоненты: Лауреат Государственной премии СССР, доктор медицинских наук Бурков И. В. доктор медицинских наук Казанская И. В. доктор медицинских наук, профессор Цуман В. Г.

Ведущее учреждение: Научно-исследовательский институт педиатрии АМН СССР

Защита диссертации состоится «_»-19 г.

н 13 часов на заседании специализированного совета Д-084.15.01 при Московском ордена Трудового Красного Знамени НИИ педиатрии и детской хирургии Министерства здравоохранения РСФСР (127412 г. Москва, Талдомская улица, дом 2).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «_» _ 19 г.

Ученый 'секретарь спецсовета кандидат медицинских наук

3. К. Землянская

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

В настоящее время доказано, что в патогенезе многих урологических заболеваний решающую .роль играет нарушение почечного кровоснабжения. Изучение гемодинамики при заболеваниях почек—органа все функции которого тесно связаны с характером внутриорганного кровообращения, является важным вопросом.

Основным методом диагностики нарушений кровоснабжения почек в настоящее время является ренангиография, которая получила широкое распространение. (Н. А. Лопаткин — 1961, С. Я. Долецкий, 10. П. Терехов — 1967, А. Я. Пытель, А. В. Иванов—1973, А. М. Некрасов с соавт.—1973. И. X. Раб-кин — 1977, А. С. Бронина — 1981, П. М. Котляров — 1983, Ю. А. Водолазов - 1984, С. А. ЖА&*. И/. &&&4?'

у,!/. у £). . _ '

/Г - г?-??, * 7.6«^-

Знание анатомической ангиоархитектоники ее вариантов в рентгеновском изображении — необходимое условие оценки патологического состояния органа. Если прежде знание вариантов того или иного сссуда имело лишь теоретический интерес, то в настоящее время оно необходимо как для точной диагностики заболевания, так и для выполнения соответствующего оперативного вмешательства. ХН. А. Лопаткин — 1961, М. Д. Джавад-Заде с соавт. — 1977, В. М. Державин — 1978, П. К-Яцык ^ .1979 В. В. Борисов — 1983 А. Л. Ческис с соавт. — 1983,^/^^ -Х /. О-е*^ & ^ъе^оу -/&3, ¿. РеАг- /У*2 и с]Р,)

Сложности визуальной оценки трактовки ангиографнческих данных потребовали разработки объективных методов, позво-

ляющих выразить состояние почечного кровоснабжения и количественных показателях. К ним относятся рентгеноденсисто-метрия (Г. Г. Николаев, Б. М. Слободзян — 1982, М. И. Тихи-лова - 1986, 1989, Я Г.

киноденситометрия //Г / у./С. У-с/н >

видеоденситометрия ^

¿я«*-* ~

Однако эти методьг интерпретации ренангиограмм не позволяют получить углубленные сведения о патологии почечного кровоснабжения при урологических заболеваниях.

В последние годы возникло повое научное направление — иконика, основным содержанием которого является исследование и обработка изображения, независимо от путей их получения и максимальное извлечение дополнительной информации, лежащей за пределами зрительного восприятия (М. М. Мнрошников с соавт.—1987). В основе методов иконики лежит математическая модель, отражающая законы зрительного восприятия изображения, алгоритм его преобразования и воспроизведения в заданном направлении.

Повышенные требования к точности в решении задач обработки медицинских изображений приводит к необходимости использования раличных технических средств, среди которых ведущее место занимают универсальные и специализированные аналоговые цифровые машины (ЦВМ), снабженные оптико—электронным устройством, системами ввода-вывода и автоматизированной обработки изображений (АСОИз), т.е. вычислительная техника, ориентированная на работу с изображениями (М. А. Кронрод—1980, Т. П. Беликова—1981).

Вопросы создания автоматизированных систем обработки изображении нашли свое отражение, по, автоматизации научных исследований в целевой комплексной программе НИР 02 027, утвержденной Госкомитетом по науке и технике^при Совете Министров СССР, Госпланом СССР и Академии наук СССР на период до 1990 год.

Применение иконики в медицине, в частности, при урологических заболеваниях у детей, должно способствовать раскрытию некоторых скрытых механизмов формирования патологического процесса, объективизировать их трактовку в спорных или недостаточно ясных клинических ситуациях, повыысить

^ффекпшность лечебных мероприяIпи. Эшми мо-.нчь^мп определяется актуальность предпринятого научного исследования.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Выявить закономерности формирования нарушений кровоснабжения в почках у детей при урологических заболеваниях с разработкой критериев их выраженности путем автоматизированной обработки ренангиографических изображений для объективизации выбора методов хирургической лечебной тактики.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ

1. Разработать параметры алгоритма для обработки на ЭВМ рентгеноангиографических изображений, имеющих прямую причинно-следственную связь между рентгеноанатомической характеристикой почки и ее ангиоархитектоникей.

2. Определить клиническое значение нарушений кровоснабжения почек и их выраженности при урологических заболеваниях у детей ¡и механизмы их формирования.

3. Выявить в случаях сложной патологии дифференциально-диагностические признаки наиболее характерных нарушений почечной ангиоархитектоники.

4. Приметить систему преобразования ренангногграмм на ЭВМ для получения дополнительной инфомарции, находящейся за пределами визуального восприятия.

5. Установить эффективность реконструктивно-восстаповитель-ных оперативных вмешательств на мочевых путях в зависимости от выраженности кровоснабжения почек.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Автоматизированная обработка с помощью ЭВМ рентгеноангиографических изображении почек при урологических заболеваниях у детей позволила впервые определить и оценить :тепень нарушения васкуляризации почек в количественны:; показателях, извлечь из ренаигиограмм дополнительный объ-гм информации, лежащий за пределами визуального восприятия изображения.

Полученная новай информация позволила вскрыть некоторые закономерности при формировании нарушений кровоснабжения почек при мегауретере, гипоплазии и нефроптозе, ставит вопрсс о пересмотре, установившихся представлений о состоянии контрлатеральной почки. Разработанные количественные показатели могут использоваться в качестве объективных дифференциально-диагностических критериев при ряде наиболее сложных видов урологической патологии (мегауретере, гипоплазии и диаплазии почек), позволяют обосновать вопрос о необходимости изменения хирургической тактики при мегауретере в сочетании с гипоплазией и дисплазией почек, при нефроптозе и ограничения антирефлюксных операций при гипоплазии почек. Результаты выполненной работы свидетельствуют о перспективности дальнейших научных исследований в области автоматизированной обработки изображений, полученных на рентгенограммах любого хирургического профиля.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

Применение цифрового анализа ренангиограмм с помошыо автоматизированной системы обработки изображений позволяет определить объективные критерии тяжести сосудистых нарушений при урологической патологии, среди которых наиболее информативными являются процентные соотношения васку-ляризацип почки и ее коркового слоя.

Разработанные критерии оценки кровоснабжения почек позволяют 'диагностировать до операции диоплазию почечной ткани у больных с гидронефрозом и мегауретером, определить тактику лечения больных гипоплазией с учетом состояния контрлатеральной почки, выявить птопласгнчсскпн п дпепла -стический варианты кровоснабжения почек у больных с дву-сюронним мегауретером, которым проводимые реконсгруктив-но пластические операции противопоказаны.

Установлено, что увеличение длины почечной артерии при ее натяжении при нефроптозе в 1,5 раза свидетельствует об уменьшении васкуляризации коркового слоя почки на 15%, утрата кровоснабжения почки более 50% ставит под сомнение эффективность применение пластических операций.

Разработан способ диагностики нефрогенной артериальной гипертензии (Авторское свидетельство № 1277948 от 24.4.1985г.) ............4

АПРОБАЦИЯ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Результаты выполненной работы внедрены в клиническую практику отделения урологии детской городской клинической больницы № 9 им. Ф. Э. Дзержинского г. Москвы; в научно-исследовательскую работу кафедры медицинской и биологической кибернетики 2-го МОЛМИ им. Н. И. Пирогова; включены в лекционные курсы для студентов 5, 6 курсов педиатрического и лечебного факультетов и на факультете усовершенствования врачей Северо-Осетинского государственного медицинсксго института в г. Орджоникидзе.

Основные положения диссертации доложены на Республиканских научных обществах хирургов (27.3.1985 г.), радиологов-рентгенологов (26.5. 1986 г.), педиатров и детских хирургов (2.11.1989 г.). На пленарном XIII заседании проблемной комиссии «Физиология кровообращения и лимфообращение» научного Совета АН СССР по физиологи« висцеральных систем (16.9.1986 г); на научно-практической конференции детских хирургов РСФСР в г. Барнауле (26.9.1987 г.); на межобластном семинаре детских урологов РСФСР в г. Орджоникидзе (16.5.1988 г.); на Всесоюзной школе передового опыта по актуальным вопросам детской хирургии (ВДНХ—1987 г.).

Работа была выполнена в отделе урологии и хирургической нефрологии Московского НИИ педиатрии и детской хирургии МЗ РСФСР на базе детской городской клинической больницы № 9 им. Ф. Э. Дзержинского г. Москвы.

Автоматизированная обработка ренангиограмм с помощью ЭВМ была проведена в институте Проблем передачи информации АН СССР г. Москвы (директор—доктор технических наук И. А. Овсеевич) в лаборатории цифровой оптики (зав.—доктор физико-математических наук Л. П. Ярославский). При выполнении этого раздела работы большая помощь была оказана старшим научным сотрудником лаборатории канд. технических наук И. М. Бокштейном).

Статистическая обработка, полученных результатов была проведена на кафедре медицинской и биологической кибернетики 2-го МОЛМИ им. Н. И. Пирогсва (зав. кафедрой—доктор медицинских наук, проф. С. А. Гаспорян).

б

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы; изложена на страницах машинописного текста, иллюстрирована таблицами и рисунками. Указатель литературы содержит отечественных и иностранных источников.

ХАРАКТЕРИСТИКА КЛИНИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В основу работы положены результаты обследования и лечения 185 детей з возрасте от 1 года до 14 лет с урологическими заболеваниями, которым производилась почечная ангиография: при гипоплазии почек (40) мегауретере (30), патологической подвижности (25), дисплазии почек (12), гидронефрозе (28). Для определения нормативных показателей оценки почетной ангиоар-хитектоники в работу включены данные о состоянии контрлатеральных почек у детей, у которых отсутствовали изменения при односторонней травме почек (11), с односторонней патологической подвижностью почек (25) и в случаях, когда в результате обследования урологическая патология была полностью исключена (14). Наибольшую группу (75%) составили дети школьного возраста. У 115 больных имелись односторонняя, у 70 двусторонняя патология мочевых путей.

Клиническая характеристика больных включала определение начала заболевания, время появления его первых симптомов, наиболее частые клинические симптомы, оценку функционального состояния почек н тяжести уродинамических нарушений. Начало заболевания у 63 детей было связано с абдоминальным синдромом, у 25—с фебрильной температурой и рвотой. У 29 детей наблюдались симптомы нарушения функции мочевого пузыря-дизурия, задержка мочи, энурез. У 68 больных с аномалиями почек и мочезых путей имелась выраженная лейкоцитурия.

Оценка состояния почек с помощью радиоизотопных методов исследования и пробы Зимницкого показала, что в большинстве наблюдений имелись значительные, а в 34 случаев тяжелые нарушения очистительной функции с признаками недостаточности.

Нарушения уродинамики имелись у всех детей, исключение составляли больные с патологической подвижностью почек. Наиболее тяжелые расстройства встречались у больных двусторон-

ними поражениями мочевых путей, особенно при их сочетании с патологией мочевого пузыря и уретры.

Наличие пузырно-мочеточникового рефлюкса при гипоплазии почек в сочетании с нейромышечной дисплазией мочеточника приводило к умеренным нарушениям уродинамики.

Из 185 больных 109 были выполнены операции, характер которых представлен в таблице 1.

Таблица 1.

Харакер оперативных вмешательств при различных пороках развития

почек и мочевых путей (человек).

патология

Виды операций гипоплазия мегауре-тер гидронефроз 1 толог. подвижн. всего

!. Реимплантация мочеточн. с антирефлюксиои зашитой 16 16

2. Пластика прнлоханочного отдела мочеточника 12 19 31

3. Геминефрэктомия, нефр-эктомия. 16 10 11 37

}. Нефростомия, пиелостомия 5 5

5. Нефропексия, биопсия 20 20

Итого: 32 27 30 20 109

Основным методом исследования в работе была ренангиогра-фия по Сельдингеру. В зависимости от цели исследования производилась аортография (31), односторонняя (40) и двусторонняя (56) селективная ангиография, сочетание аортографии и селективной ангиографии (58). Ангиография производилась под общим обезболиванием и реже под местной анестезией. Для ангиографии использовали 60—75% растворы уротраста и верографина в дозировке 1 мл на 1.кг веса ребенка.

Все исследования производились на рентгенаппарате «ХИ-РАДУР» (Чехословакия) с сериографической и приставкой

фирмы V-^wa ¿е-л&Уъ Контрастные вещества вводились с помощью автоматического шприца с ЭВМ блокомГ Использовались катеторы фирмы «/f/'J^a» (Швеция) и фирмы « ô/-icj » (США). 7

Для повышения достоверности результатов исследования были стандартизированы виды контрастных веществ, их количество и скорость введения, начало и частота производства рентгенограмм, диаметры катеторов, расстояние между почками и рентген трубкой.

При визуальной интерпретации результатов реновазогра-фических исследований обращалось вимание на количество, ход, уровень отхожд'ения почечных сосудов, их диаметр, место впадения в почку, а также характер и степень их ветвления в почке. Внутрипочечное сосудистое русло оценивалось визуально по степени развитости сети его терминальных отделов, по гомогенности распределения контрастного вещества в нефро-графической фазе.

При анализе рентгенанатомии почечных сосудов у детей с врожденными заболеваниями почек, пользовались рабочей классификацией, которая выделяет 3 степени тяжести их нарушений: 1-я умеренные изменения сосудов III—IV порядка, основная и сегментарные артерии не изменены, нефрографиче-ский эффект хорошо выражен. 2-я степень — сегментарный характер строения сосудов сохраняется, но отмечается неравномерное .обеднение его общего рисунка, .сужение диаметра внутриорганных сосудов, их извитость, нефрографическнй эффект выражен, но не всегда равномерно, 3-я — тяжелая степень — выраженное обеднение внутриорганной ангиоархитек-тоннки, сегментарные артерии удлинены, истончение их диаметра и деформация, редукция, извитость более мелких артерий. Почечная артерия на всем протяжении частично сужена, нефрографическая фа,за мало выражена, подчеркивает неровность контуров органа, нередко выявляет его дольчатое строение.

Визуальный анализ ренангиограмм показал, что у 113 из 185 больных с пороками почек и мочевых путей имелись сосудистые поражения II и III степени тяжести.

(Кроме визуальной интерпретации ренангиограмм были подвергнуты цифровой автоматизированной обработке на ЭВМ. (методом, разработанным нами совместно с научным сотруд-

пиком института Проблем передачи информации АН СССР канд. к'.чн. наук II. М. БскшIейпом).

Автоматизированная обработка снимков состояла из следующих этапов: 1. ввода снимков в ЭВМ, их ди,скрнтнзацня и квантования; 2. устранение шумов зернистости пленки и муара;

3. выравнивание фона и устранение крупных объектов;

4. выделение сосудистой сети почки.

Для ввода рентгеновского снимка в ЭВМ использовали сканирующий микроденситометр барабанного типа. Изображение, зафиксированное на рентгеновской пленке, разбивалось им на квадратные области небольшого размера, на так называемые элементы разложения. В пределах каждог эле_>рнта.( I ^ ) измерялась их средняя оптическая плотность ¿V ^ (логарифм отношения интенсивности света, прошедшего через пленку, к интенсивности падающего света). Результаты измерений подвергались равномерному квантованию на определенное число^обыуно—256) уровней, т.е. вычислялись значения функции // ( ¿V у' )• которые вводились в память ЭВМ.

Для улучшения качества снимков производилась фильтра-, ция шума зернистости и муара с помощью фильтра ннжннх пространственных частот.

Поскольку конечной целью обработки рентгеновских снимков на ЭВМ являлось выделение сосудистой сети почки п оценка параметров, характеризующих состояние почки и ее сосудов, то следующий этап работы включал фильтрацию объ-октов, заслоняющих н искажающих изображения. Для этого использовали различия в размерах между корковым слоем почки и подлежащими фильтрации объектами (скопление газов, наслоение ребер на почки и т.д.) с помощью сЬнльгров верхних пространственных частот.

В результате все не относящиеся к области почек получают близкие друг к другу значения оптической плотности. То же происходило и с элементами сосудисто сети, т. е. они становились белыми, а элементы, не относящиеся к ним, черными.

Вторая часть процесса обработки ангиограмм почек заключалась в оценке степени изменений сосудов почки, в определении их количественных параметров. При этом выполнялся ряд операций, которые с трудом поддавались формализации: выделение

контуров почек из окружающих тканей, крупных сосудов и других элементов. Поэтому в выполнении второй части обработка ренангиограмм принимал участи врач. Взаимодействие врача с ЭВМ происходило в диалоговом режиме путем наблюдения па экране дисплея за ходом обработки и ¡выбора параметров каждой из ее операций: после выделения контура почки происходил подсчет се общей площади, площади сосудов и процента васкуля-ризации. Затем производилось выделение контура коркового слоя почки, подсчет его общей площади, площади сосудов и вычисление процента васкуляризации.

Вычисление общей площади почки сводится к подсчету числа элементов изображения (Lt J ), находящихся внутри выделенного контура.

Одновременно определялась площадь сосудов почки.

На заключительном этапе диалоговой обработки определялись диаметры крупных сосудов и их>ветвей. Для этого метку-курсор поочередно наводилась на края сосуда, а ЭВМ определяла его диаметр.

В результате полного цикла ЭВМ обработки ренангиограмм возникла возможность количественной оценки основных параметров изображения почек, что позволило объектизировать и повысить качество и точность диагностического процесса, по сравнению с визуальной их трактовкой.

Всего на ЭВМ нами обработано 470 ангиограмм 118 больных в возрасте от 5 до 14 лет.

Полученные данные количественных оценок почечных параметров были подвергнуты статистической обработке на ЭВМ «ИСКРА 226». При этом использовались критерии Стьюдента для определения принадлежности исследуемых совокупностей и выборки генеральной совокупности; корреляционный анализ для выявления статистической достоверности связей между параметрами ангиограмм: дисперсионный анализ для оценки, достоверности отличий в исследуемых группах между собой; регрессивный анализ для оценки зависимых параметров.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ

Проведенное исследование показало, что ведущими параметрами, характеризующими оценку почечного кровоснабжения являются площадь сосудов почки, площадь сосудов коркового слоя, процент васкуляризации почки и коркового слоя. Для определения нормативных цифровых значений, указанных парамет-

ров мы использовали результаты ангиогрифичееких исследовании (И здоровых ночек (контрлатеральпая почка при односто: роннен травме—11 детей, при патологической подвижности—25 детей и у 14 детей после обследования урологической патологии не обнаружено—28 почек).

Нормативные количественные показатели кровоснабжения почек по результатам реп ггепоапгпографнн у детей, представлено в таблице 2

Таблица 2

Нормативные количественные показатели кровоснабжения почек по результатам реитгеноангиографии у детей.

Почечные параметры I фазы исследования

артериальная нефрография

Общая площадь почки (кв. см) 49,7+2,3 49,7±2.2

Общая площадь сосудов почки (кв. см.) 21,9+1,0 28,8±4,5

Процент васкуляризации (%, %) 46,0+0,9 55,3+1,1

Площадь коркового слоя (кв. см) 9,2+0,8 11,0+0,6

Общая площадь сосудов коркового слоя (кв. см) 5,7+0,5 7,8±0,6

Процент васкуляризации коркового слоя '(%%) 62,2+3,8 68,1 ±3,5

Диаметр почечной артерии (мм) 5,5±0,2

При определении информативных признаков использовался корреляционный анализ количественных показателей, который выявил тесную взаимосвязь между общей площадью почки и общей площадью ее сосудов (коэффициент корреляции 0,87), а также общей площадью коркового слоя почки и общей площадью его сосудов (коэффициент корреляции 0,91) в обеих фазах транспорта контрастного вещества.

Количественные показатели васкуляризации почки и ее коркового слоя в процентах имели самостоятельное значение, не корре-лиревали с другими параметрами кровоснабжения Однако их использование в оценке патологических процессов позволяло дать

количественную характеристику степени утраты васкуляризации в почке в делом.

Значимость полученных данных определяется тем, что сравнение показателей общей площади и сосудистой коркового слол с нормативными позволяло судить о состоянии его капиллярного русла.

В нефрографическон фазе исследовании все показатели кровоснабжения значимо возрастали.

Определение критериев тяжести сосудистых нарушений в почках показало, что при важнейших урологических заболеваниях у детей—гипоплазия и днсплазия почек, гидронефроз, мегауре-тер и нефроптоз, нарушения кровоснабжения почки имеют характерные различия и разную выраженность. Эги различия могут быть использованы в качестве дифференциалыю-диагности-ческих критериев.

Для характеристики почечного кровоснабжения и тяжести сосудистых поражений проведена обработка на ЭВМ ангиограмм 93 больных с гипоплазией и дисплазией почек, мегауретером, гидронефрозом и нефроптозом. (Таблица 3).

Полученные результаты позволили определить особенности кровоснабжения почек при указанных патологических состояниях и их критерии. Установлено, что при гипоплазии почки значительное уменьшение общей площади самой почки и ее сосудистого русла характеризуется столь же выраженным уменьшением общей площади коркового слоя и ее сосудов. Однако процент васкуля-ризации гипоплазированной почки заметно превышает нормативный показатель (соответственно 54% и 46%). Считается также, что характер кровоснабжения гипоплазированной почки зависит от диаметра почечной артерии. Наше исследование установило отсутствие такой закономерности, так как показатели процента ее васкуляризации общей площади сосудов почки при корреляционном анализе имели низкие значения (0,52 и 0,09).

Установленный факт повышенной васкуляризации почки при гипоплазии свидетельствует, что указанный порок развития не сопровождается, как это считалось ранее, пропорциональным уменьшением размеров почки, количества чашек, сосудов и диаметра почечной артерии. Возможно, что повышенная васкуляри-зация почки у этих больных отражает врожденный компенсаторный процесс, динамика коюрого во многом зависит от последующих вторичных изменений в почечной ткани. - - ' 12

Таблица 3

Количественные показатели состояния кровоснабжения почек у детей в норме и при урологических заболеваниях по оценке рентгноангиограмм.

©I

Параметры

Норма

Г ипоплазия почек

Диспла-зия

( I Патологическая Мсгауре- Гидро([еф _ подв._„оче*_

теР '_I гориз-ное1верт-ное

со

о.

о,

<

Общая площадь поочкн

(кв. см) Общая площадь сосудов почки (кв. см) Процент васкулярнзации почки (%%)

Общая площадь коркового слоя почки (кв. см) Общая площадь сосудов коркового слоя почки (кв. см) Процент васкулярнзации коркового слоя (% %) Диаметр почечной артерии (мм)

к

со X 1 и

<и {

я!

-е-

°|

о.' •&•

и

Общая площадь почки (кв. см) Общая площадь сосудов почки (кв. см)

Процент васкуляризации почки %%)

Общая площадь коркового слоя (кв. см)

Общая площадь сосудов коркового слоя (кв. см) Процент васкуляризации коркового слоя (%%)

49,7±2,3 17,6±4,6 30,9±7,7 1з8,8±6,3 62,6±10,4! 49,3±3,1 49,0+2,2

21,9±1,0 8,5±2,2 13,5±2.9 16,8±2,9 24,01 ±5,5 23,0±1,3 21,0±1.4

46,0±0,9 52,1 ±2,1 42.4±2,4 50,4±3,4 38,3±4,3 48,9±1.7 44,0±2.0

9,2±0,8 5,1 ± I,! 6,6±1,3 6,7±1,3 Ю,3±2,6 9,7±1,2 ^±1.6

5,7±0,5 3,3±1,0 3,7±0,8 4,0±0,52 5,2±1,28 6,7±1,0 6,4±1,6

62.2±3,8 66,8±3,5 50,5±7,5 65,5±6,9 46,0±5,2 60,2±4,6 53,7±3,5

5,5±0,2 3,09±0,3 3,8±0,4 5,7±0,71 4,6±0,6 5,5±0,4 4,9±0,1

49,9±2,3 17,6±4,6 30,9±6,7 38,8±6,33 61,0±10,0 49,0±2,2 49.0±2,1

28,8±4,5 9,5±2,8 16,6±3,2 18,2±3,5 25,4±5,2 26.8±1,7 26,0±1,3

55,3±1,1 55.4±1,9 49,0±3.6 I 52,7±2,8 42,9±4,0 56,3±1,8 56,4±1,6

11,0±0,6 5,0±1,3 6,4±1,6 7,1±1,42 11,8±2,5 11,4± 1,3 11,64=0,9

7,8±0,6 4,0±0,8 4,8±1,0 5,1 ±0,81 5,0±1,41 8,2±1,1 8,3±1,0

68.1±3,5 65,0±6,9 1 62,0± 10,0 60,5±10 2 48,3±7,3 68,0±4,4 70,4±3,8

Одновременно снижение показателей площади гипоплази-ронанпой почки и васкуляризации ее коркового слоя свидетельствует о возникновсшш декомпенсации и тяжелых нарушениях кровоснабжения. В зависимости от количественных показателен кровоснабжения гипоплазированной почки нами выделено 2 степени тяжести сосудиотых изменений: 1-ая, при которой площадь составляет 14—21 кв. см, а процент ее васкуляризации—50—54%, 2-ая, тяжелая степень (декомпенсированная), когда общая площадь почки составляет 12 кв. см и ниже, а процент ее васкуля-ризации—менее 45%.

Одной из мало изученных проблем в детской уронефрологии является дисплазия почек, диагностика которой представляет значительные трудности и основывается на морфологических критериях и таких косвенных визуальных рентгенологических признаках, как эмбриональный тип очертаний контуров почки, хаотичность и извитость се сосудов III—IV порядка.

Количественные параметры оценки кровоснабжения почек, полученных в работе позволили определить объективные диагностические критерии дисплазин почечной ткани. Установлено, что при дисплазии все параметры кровоснабжения и площади почки уменьшены, но отличаются от аналогичных изменений при гипоплазии (с доверительной вероятностью—0,99). Так, при дисплазии показатель общей площади почки составляет 30,9±7,7 кв. см, ее сосудов—13,5±2,9 кв. см, сосудов коркового слоя—3,7±0.8 кв. см. Среднее значение снижения диаметра почечной артерии при дисплазии приближается к таковому при гипоплазии почки со значительным снижением кровоснабжения коркового слоя, особенно на капиллярном уровне, с высоким коэффициентом корреляции (0,74). Среднее значение процента васкуляризации почки при дисплазии составляло—42,4±2,4%, т. е. в отличии от гипоплазии оно ниже нормативного.

У больных с мегауретером кровоснабжение почек характеризуются значительными изменениями. Средние значения показателей общей площади почек, коркового слоя и сосудов органа, значительно снижены по сравнению с нормой (соответственно— 38,8±6,3; 6,7±1,3; и 16,8±2,9 кв. см). Средние значения диаметра почечной артерии практически совпадали с нормой. При этом имелась высокая корреляционная связь между площадью поч-чи и площадью ее сосудов. Процент васкуляризации достигал— 50,4±3,43, т. е. превышал нормативный показатель, хотя и незначительно.

Таким образом, кровоснабжение почек при гипоплазии, дисплазии и мегауретере характеризуется значительным объедне-

пнем, которое по значениям своей васкулярнзации близки друг к другу в малом диапозоие колебании. Однако автоматизированная обработка на ЭВМ ренангиограмм позволила нам впервые выявить объективные дифференциально-диагностические критерии, которыми для гипоплазии, дисплазии и мегауретера являлись показатели процента васкуляризации почки в сопоставлении с диаметром почечной артерии при их сравнении с нормой:

колич. показат. Виды патологии почек Гипоплазия Дисплазия Мегауретер

Процент васкулярнзации почки гиперваскул. гиповаскуд. гиповаскул.

Диаметр почечной арт. меньше в 1,5 раза меньше в 1,5 раза нормальный

Из приведенных данных следует, что гипоплазия и диспазия почек, которые характеризуются наиболее выраженным уменьшением размеров органа и в равной степени диаметра почечной артерии, принципиально отличаются степенью своего кровоснабжения по отношению к норме (соответственно гипер и гиповаску-лярнзацией). С другой стороны патогенетический механизм утраты почечной ткани и гиперваскуляризации, отличаются от обоих предшествующих патологических состояний нормальным диаметром почечной артерии.

ЭВМ обработка ангиограмм больных гипоплазией почки вскрыла также ¡возможность с помощью оценки процента васкуляризации определять до операции состояния, когда гипоплазия сочетается с дисплазией ее почечной ткани. Так, у 5 больных процент васкуляризации почки составлял от 37,2% до 42,4%, что соответствовало показателю дисплаэии и позволяло заподозрить ее наличие как сочетанной патологии при гипоплазии. Двум из детей была проведена нефрэктомия и у обоих морфологически была выявлена тяжелая степень дисплазии ткани гипоплазиро-ванпой почки. Это согласуется с результатами морфологически исследованных удаленных гнпоплазированных почек у больных, не вошедших в нашу работу. Так, за период1980—83 г в клинике было удалено 41 гнпоплазированных почек. Из них в 21 случаях морфологически было выявлено сочетание основной патологии с ткацевсй дисплазией.

При мегауретере была произведена обработка 24 почек у 15 больных, из которых у 9 патология—двусторонняя. Эти больные клинические представляли наиболее тяжелый контингент, которые неоднократно поступали в клинику для лечения. Более чем у половины из них имелась хроническая почечная недостаточность со значительным снижением концентрационной функции; у 8 периодически повышались показатели остаточного азота и мочевины крови.

Анализ параметров кровоснабжения почек больных мегау-ретером показал высокую корреляционную зависимость между площадью почки и площадью ее сосудов, а также между площадью коркового слоя и площадью его сосудов. Это свидетельствует, что процесс гибели почечной ткани при мегауретере сопровождается пропорциональной и равномерной утратой ее сосудов.

Кроме того, в группе больных с двусторонним мегаурете-ром установлено, что в артериальной фазе исследования процент васкуляризации коркового слоя почки составил — 65%: а в нефрографической он снижался до 60%, что не наблюдалось при других аномалиях мочевой системы. Мы допускаем возможность, что это связано с частичным сбросом крови из артериальной сети в венозную в результате наличия мелких ар-терио-венозного шунтирования.

-Полученные количественные показатели при мегауретере позволили также выделить некоторые особенности кровоснабжения почек, охарактеризовать причину уменьшения их размеров и улучшить некоторые стороны хирургического лечения этой тяжелой группы больных.

Установлено, что при мегауретере наблюдается три варианта кровоснабжения почек — первый (60%) характеризовался снижением всех показателей: общей площади почки от 43 кв. см. до 25 кв. см, ее сосудов — от 15 кв. см до 10 кв. см процент васкуляризации не превышал 46%; во втором варианте (23%) все параметры кровоснабжения почки были аналогичны таковым при гипоплазии и дисплазии: общая площадь почки от 22 кв. см до 9.1 кв. см, сосудов от 8 кв. см до 5 кв. см, процент васкуляризации коркового слоя колебался в широких пределах от 76% до 40%. При третьем варианте — нормальное кровоснабжение почки наблюдалось в 17% случаев и встретилось при двусторонней патологии.

16 _

Среди этих больных наблюдались гипопластическнй и дис-пласттический варианты кровоснабжения почек.

Полученные данные позволили более четко определить показания к хирургическому лечению больных с двусторонним мегауретером. Так, в зависимости от установленных критериев тяжести поражения сосудистой системы, сформулированы противопоказания к многоэтапным реконструктивно-пластиче-ским операциям у боль-ных с первым и вторым вариантами кровоснабжения, которые свидетельствуют о наличии гипоплазии и днсплазии почечной ткани. В таких случаях ограничиваться различными вариантами отведения мочи, которое выполнено у 8 больных. Отдаленные результаты после многоэтапных реконструкгивно-пластических операций у 7 больных с указанными вариантами кровоснабжения показали, что устранение обструкции не повлекло у них улучшения функции печек; 2 детей умерли от прогрессирующей почечной недостаточнее, у 5 функция почек продолжала ухудшаться.

Кроме того, результаты исследований позволили считать, что в случаях двустороннего мегауретера показания к нефр-эктомни одной из почек необходимо ставить с большой осторожностью. учитывать состояние кровоснабжения контрлатеральной. В таких случаях более целесообразно нефростомия в белее пораженной почке с дальнейшим динамическим наблюдением за состоянием контрлатеральной. С другой стороны, у больных с односторонним мегауретером с выраженным , расширением мочевых путей, тяжелыми нарушениями уродинами-кп и кровоснабжения при нормальных показателях ангиоархи-тектоники конгрлатераль'нои почки, более целесобразно выполнить нефрэктомию.

Цифровая обработка ренагиограмм детей с гидронефрозом дала возможность выделить степени тяжести сосудистых поражении, диагностировать в дооперационном периоде дисплазию почечной ткани и уточнить показания к нефэктомии. Обработке были подвергнуты ренагиограммы 16 больных с врожденным гидронефрозом различной степени тяжести, у 4 заболевание было двусторонним. В большинстве наблюдений имелась легкая и средне-тяжелая степень нарушений функционального состояния почек. Тяжелая степень нарушения функции или се отсутствие имелось у 5 детей.

При гидронефрозе отмечалось значительное увеличение об-'

щей площади почек — 62.6 кв. см (норма—49.7 кв. см) и их сосудов—24,0 кв, см (норма —21.9 кв. см). В то же время процент васкуляризацни почек у них оказался значительно ниже нормативных показателей—38.3% (норма—46%).

Основным диагностическим критерием, характеризующим тяжесть сосудистых изменений является определение площади сосудо-в коркового слоя. На основании этого критерия было выделено две степени тяжести сосудистых- изменений: 1-я средне-тяжелая, которая характеризовалась уменьшением площади сосудов коркового слоя от 3.5 кв.см до 4.0 кв.см с утратой сосудов от 7% до 25%. При 2-й —тяжелой степени площадь сосудов корковоог слоя снижалась до 1.9 кв. см—3.3 кв. см, а процент их утраты до 35—60%.

Для врожденного гидронефроза характерна средне-тяжелая степень сосудистых изменений. Резкое снижение процента васкуляризацни коркового слоя до 50.5—дает возможность до операции диагностировать дис-плазию почечной ткани, подтвержденное морфологическими исследованиями. Применение в клинической практике разработанных критериев тяжести сосудистых изменений, позволяет более четкое определять показания к тактике хирургического лечения при гидронефрозе: уменьшение общей площади почки до 45 кв. см и сосудов до—15 кв. см; площади сосудов коркового слоя до 3.3 кв. см—1.9 кв. см; утрата васкуляризацни почки на 50 и более процентов, показана операция—нефрэктомия.

Наиболее разноречивые данные представлены в литературе по вопросу кровоснабжения почек нри нефроптозе у детей. Полученные показатели цифровой обработки ангиограмм 25 больных с патологической подвижностью почки' в горизонтальном и вертикальном положении ребенка и сравнение результатов с нормативными данными позволило установить, что нарушения кровоснабжения наблюдались у 11 детей (44%) в основном за счет снижения процента васкуляризацни коркового слоя в среднем от 37% до 55% (при норме — 62%).

Определение причин уменьшения васкуляризацни коркового слоя показало, что основное влияние на нее оказывает изменение длины и угла отхождения артерии: чем больше длина и меньше угол почечной артерии в вертикальном положении, тем меньше процент -васкуляризацни коркового слоя почки. Подобная закономерность имелась при, увеличении длины почечной артерии более чем в 1.5 раза,

Полученные данные позволили считать, что снижение вас-куляризацни коркового слоя более, чем на 15% может рассматриваться, как одно из показаний и операции нефропексии.

В работе впервые имелась возможность объективно оценить кровоснабжение контрлатеральных почек, у больных с гидронефрозом, мегау-ретером, гипоплазией и дисплазией, которая показала, что у них наблюдаются различные варианты изменений ее кровоснабжения и значительно реже оно является нормальным.

Так, у дете^ с гидронефрозом в половине случаев контрлатеральная почка сохраняла свою нормальную площадь и кровоснабжение. У остальных детей происходило уменьшение общей площади контрлатеральной почки и сосудов ее коркового слоя до 2.5 кв. см — 4.0 кв. см. Эти изменения не обнаруживались при экскреторной урографии и изотопных результатах исследований.

Таким образом, установлено1, что гидронефроз оказывает отрицательное воздействие на контрлатеральную почку и ее сосуды. *

При гипоплазии у 30% детей контрлатеральная почка сохраняет нормальное кровоснабжение или происходит ее гипертрофия с увеличением общей площади сосудов. Однако, несмотря на компенсаторную гипертрофию площадь сосудов ее коркового слоя уменьшалась до 4.0 — 4.9 кв. см (норма — 5.7+0.5 кв. см). У большинства больных с гипоплазией общая площадь контрлатеральной почки уменьшена в размерах до 23—43 кв. см (норма — 49 кв. см). Этому соответствует и значительное изменение кровоснабжения. Можно считать, что установленная закономерность характерна для данной патологии. В этой связи при решении вопроса о выборе метода хирургического лечения у детей с гипоплазией почки предпочтительным является реконструктивно-пластическая операция, за исключением случаев, осложенных гипертонией.

При одностороннем мегауретере показано, что общая площадь почки и васкуляризации ее коитрлатеральной почки не изменяются.

При проведении сравнительного анализа нормативных данных и с урологическими заболеваниями (гипоплазия,,, диспла-зия, мегауретер, гидронефроз и нефроптоз в горизонтальном и вертикальном положении) были использованы два подхода изучения возможности изменения метода дискриминантного анализа

для решения задачи отнесения больного с урологической патологией к одной из исследуемых групп. Для этих целей использован метод пошагового дискриминантшого анализа (пакета «Р7М») пакета стандартных статистических программ «СОМИ». В последующем была использована, программа попарного ди-скриминантнсго а н а л и а 'л^Ро€1о1разработанная в отделе математического моделирования ЦНИЛа 2-го МОЛМИ им. Н. И. Пирогова. 'Методом пошагового дискриминаптного анализа были выделены наиболее информативные признаки ренангао-грамм для дифференциальной диагностики всех исследуемых групп больных с урологическими заболеваниями .и группой здоровых детей.

ВЫВОД ы.

1. Использование принципов иконики и обработка стандартных ренангиографических изображений на ЭВМ позволяет выявить недоступную визуальному восприятию качественно новую диагностическую информацию о состоянии почек при урологических заболеваниях у детей, определить закономерности формирование нарушений их васкуляризации и изменить некоторые традиционные представления о их характере при гипоплазии, мегауретере и нефроптозе.

2. Выявление новой дополнительной информации при автоматизированной обработке ренангиограмм достигается с помощью алгоритмов признаков зрительного восприятия изображения, его преобразования и воспроизведения в заданном направлении.

3. Выявленные закономерности и отдельные факторы формирования механизмов поражения сосудистой системы почек определяют ряд противопоказаний к реконструктивно-пласти-ческим операциям и нефрэктомин. К ним относятся гипопла-стические и диспластические изменения при двустороннем мегауретере; при одностороннем мегауретере эффективны лишь операции пс восстановлению нормального пассажа .мочи. Выполнение органосберегающих спераций при гипоплазии и других видах патологии почек возможно только при сохранении кровоснабжения в объеме более 50%.

4. Наибслее информативными для обработки ренангиогра-фического изображения явились показатели площади почки и •ее сосудов, площадь коркового слоя и его сосудов процент общей васкуляризации органа, нормальные величины которы> у детей не имеют возрастных различий.

20

5. При наиболее тяжелых урологических заболеваниях (гипоплазии, гидронефрозе, нефроптозе, дисплазии почек и мегауретере) нарушения кровоснабжения в почках имеют характерные различия по степени своей выраженности. В диагностически трудных случаях Эти различия служат в качестве дифференциально-диагностических критериев.

Мегауретер гипоплазия и дисплазия почек характеризуются уменьшением суммарной площади почки и зоны коркового слоя, их дифференциально-диагностическими Критериями являются: при мегауретере нормальный диаметр почечной артерии сочетается с повышенным процентом васкуляризации почки; при дисплазии уменьшение диаметра почечной артерии—с низким процентом васкуляризации почки; при гипоплазии малый диаметр артерии — с значительно повышенными показателями васкуляризации органа.

6. Обработка ренангнографических изображений достоверно повышает надежность дифференциальной диагностики вторичных изменений в почках при мегауретере и их сочетаний с гипоплазией или дисплазиен; при мегауретере и их сочетаний с гипоплазией, процент васкуляризации почек увеличивается, при сочетании с дисплазией он имеет низкие значения.

7. Состояние кровоснабжения почек при гидронефрозе имеет свои особенности и характеризуется увеличением относительных показателей площади почек, ее сосудов и коркового слоя. Уменьшение площади почки и сосудов, повышение процента васкуляризации коркового слоя характерно для диспла-стических форм врожденного гидронефроза.

8. Разработанный новый диагностический прием определения снижения кровоснабжения почек у больных с нефропто-зом, позволил установить его связь с величиной удлинения почечной артерии и уменьшения ее диаметра в зависимости от положения тела ребенка.

9. Кровоснабжение контрлатеральной почки при гидронефрозе и гипоплазии характеризуется уменьшением большинства показателей; при мегауретере контрлатеральная почка страдает только в случаях гипопластического варианта кровоснабжения.

10ь. Метод дискриминантного анализа ренангиограмм дает возможность выделить информативные признаки дифференциальной диагностики между урологическими заболевания и почками здоровых детей.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИЙ.

1. При цифровом анализе реиангиограмм с помощью автоматизированной системы обработки изображений для определения тяжести сосудистых нарушений при урологической патологии необходимо применять наиболее информативные параметры: площадь почки, ее коркового слоя, площадь сосудов почки и коркового слоя.

2. При определении тактики лечения больных с гипоплазией почки, целесообразно учитывать состояние коптрлатеральной, ее кровоснабжение и площадь. При уменьшении ее площади необходимо более осторожно ставить показания к нефрэктомии гипоплазированноп почки.

3. Применение разработанных критериев кровоснабжения почки в дооперационном периоде позволяет диагностировать дис-плазию почечной ткани у больных с гидронефрозом н мегаурете-ром.

4. Наличие у больных с двусторонним мегауретером гипопла-стического и диспластического вариантов кровоснабжения почек является противопоказанием к проведению многоэтапных рекснструктивно-пластических операций, более целесообразно применять отведение мочи одним из способов.

5. Для диагностики васкуляризацин коркового слоя при неф-роптозе можно пользоваться показателем длины почечной артерии—увеличение ее длины в 1,5 раза свидетельствует об уменьшении васкуляризацин коркового слоя на 15%.

6. Утрата кровоснабжения почки при гипоплазии более 50% ставит под сомнение эффективность применений пластических операций.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Методы объективной оценки ангиоархитектоники почек при урологической патологии у детей. // Современные проблемы хирургической помощи детям раннего возраста.». Тез. докладов Всесоюзной конференции.—М., 1981—с. 126—127 /соавт. С. Н. Страхов)

2. Новый метод оценки васкуляризацин почки при пузырно-мочеточнико-вом рефлюксе у детей. // Материалы III Всесоюзного съезда урологов.— Минск, 1984,—с. 136—137.

3. Артериальная почечная гипертекзия и гипоплазия ветвей почечкой артерии. //XXXI Всесоюзный съезд хирургов.—Ташкент., 1986,—с. 115, /соавт. С. Н, Страхов, Н. Б. Косарева/.

4. Возможности рентгеноденснтометрии в оценке кровоснабжения почек у детей. // Проблемы детской нефрологии. Тез. докладов IV симпозиума педиатров-нефрологов социалистических стран.—М., 1986.—с. 118—119.

5. Цифровая обработка на ЭВМ рснангиограмм при гипоплазии почек у детей и ее клиническое значение. //Материалы VI Всесоюзной конференции детских хирургов,—М,, 1988,—с. 197—198.

6. Ренттеноденснтомцтрическая оценка ренангиограмм у детей. // Актуальные вопросы детской хирургии, ортопедии и травматологии Тез. докладов.— Барнаул,—1989,—с. 50—51.

7. Способ диагностики нефрогенной артериальной гнпертензии. // Авторское свидетельство Л» 1277948, выданное 24.4.1985 г.

8. Способ определения показателей регионарной почечной гемодинамики при уроиефрологической патологии, // Рац. предложение № 348, выданное 18.4.1883 г. Московским НИИ педнатрпи и детской хирургии МЗ РСФСР.