Автореферат и диссертация по медицине (14.00.19) на тему:Мультиспиральная компьютерная томография с применением цифровой денситометрии и цветового картирования плотности в комплексной диагностике хронической обструктивной болезни легких

0034В

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВА Наталья Юрьевна

МУЛЬТИСПИРАЛЬНАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ ТОМОГРАФИЯ С.ПРИМЕНЕНИЕМ ЦИФРОВОЙ ДЕНСИТОМЕТРИИ И ЦВЕТОВОГО КАРТИРОВАНИЯ ПЛОТНОСТИ В КОМПЛЕКСНОЙ ДИАГНОСТИКЕ ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНИ ЛЕГКИХ

14.00.19 - лучевая диагностика, лучевая терапия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

1 О О о-,

Санкт-Петербург 2009

003461969

Работа выполнена в ФГОУ «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» МО РФ Научный руководитель:

доктор медицинских наук профессор Труфанов Геннадий Евгеньевич Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук профессор Амосов Виктор Иванович доктор медицинских наук профессор Карлова Наталия Александровна

Ведущая организация: Российский научный Центр радиологии и хирургически технологий Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи -

Защита диссертации состоится « 25 » марта 2009 года в 12 часов

на'заседании диссертационного совета Д 215.002.11 в Военно-медицинской ака

демии им. С.М. Кирова (194044, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, 6).

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Военно медицинской академии им. С.М. Кирова

О

Автореферат диссертации разослан «___» февраля 2009 г.

Ученый секретарь совета

доктор медицинских наук профессор

Ищенко Борис Ионовиг

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Лучевая диагностика и дифференциальная диагностика хронической обструктивиой болезни легких (ХОБЛ) - одна из сложных задач клинической медицины. Возрастающий интерес к этому заболеванию обусловлен как увеличением числа таких больных, так и расширением возможное™ его диагностики за счет широкого внедрения в клиническую практику компьютерной томографии.

В настоящее время ХОБЛ занимает 4-е место среди причин смертности и по прогнозам «Исследований глобального ущерба от заболеваний» по этому показателю выйдет к 2020 г. на 3-е место (Кокосов А. Н., 2002; Чучалин А.Г., 2006; Lopez A.D. et al., 2006). Лишь в 25% случаев заболевание диагностируется своевременно. Больные обращаются за медицинской помощью на поздних стадиях заболевания, когда уже невозможно остановить неуклонное прогрессиро-вание заболевания (Чучалин А.Г., 2007; Van den Boom G et al., 1998).

Своевременно обнаружить вентиляционные нарушения у больных ХОБЛ с помощью общепринятых клинических, инструментальных и традиционных рентгенологически?: методов не всегда представляется возможным, так как их информативность на ранних стадиях заболевания невысока, неспецифична и не дает существенной информации для установления диагноза ХОБЛ.

В настоящее время применяемые в клинической практике спирометрические исследования являются «золотым стандартом» для установления диагноза и мониторирования прогрессирования ХОБЛ, однако они не заменяют клиническую оценку тяжести заболевания у конкретного пациента и не способны отразить разностороннюю картину тяжести болезни (Pawels R., Buist S., CalverleyP. et al., 2001).

Рентгенография органов грудной полости, являющаяся обязательным исследованием при постановке диагноза ХОБЛ, дает возможность выявить

признаки эмфиземы и бронхиальной обструкции лишь на поздних стадиях заболевания, когда выраженные морфологические изменения легочной ткани уже являются необратимыми.

В настоящее время KT является одним из ведущих диагностических методов при распознавании морфофункдиональных изменений легких при ХОБЛ (Тюрин И.Е.. 2003; Амосов В.И. и соавт., 2007; Голимбиевская Т.А. и соавт, 2007; Тришина H.H., Витько Н.К., 2007; Müller N., Coxson Н., 2002; Webb W., Higgins С., 2005; Maffesanti M. et al., 2006; Sverzellati N. et al., 2007).

В то же время обнаруживаются определенные методологические сложности при распознавании механизмов и уровня формирования вентиляционных нарушений при ХОБЛ. Именно поэтому внимание клиницистов й лучевых диагностов привлекают рентгенофункциональные методы, позволяющие выявить вентиляционные нарушения и причины их формирования вплоть до субсегментарного уровня (Тюрин И.Е., 2003; Vesselle Н., 2001; Hunsaker А. et al., 2002; Webb W., 2006; Shaker S. et al., 2007; Hatayama O. et al., 2007).

Несмотря на проводимые исследования по изучению морфофункдиональных изменений при ХОБЛ, не всегда удается заподозрить уровень локализации патологического процесса - в дистальной части бронхиального'дерева и в легочной паренхиме; определить значение уровня этих нарушений в прогресси-ровании заболевания, их влияния на динамику вентиляционных нарушений и обратимость броихообструктивного синдрома в результате проводимого лечения. Решить этот вопрос, опираясь на клинические проявления без привлечения комплекса исследований: компьютерно-томографических, рештенофункцио-нальных, радионуклидных, клинико-лабораторных и тестов, определяющих функцию внешнего дыхания, крайне сложно.

В связи с этим, актуальным оказывается применение денситометриче-ских программ и цветового картирования плотности легких на различных фазах дыхания, что позволяет максимально приблизиться к выявлению причин, уровня и механизмов формирования морфологических изменений и вентиляционных нарушений в легочной ткани у больных ХОБЛ на различных стадн-

ях заболевания, а использование денситометрии дает возможность максимально объективно подойти к вопросу стадирования и мониторирования течения заболевания.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: изучить роль функциональной КТ с применением цифровой денситометрии и цветового картирования в комплексной лучевой диагностике и стадировании ХОБЛ.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Изучить диагностические возможности функциональной КТ в распознавании ХОБЛ на различных стадиях заболевания. Обобщить КТ-семиотику основных типов эмфиземы, возникающих у этих больных.

2. Уточнить КТ-семиотику ХОБЛ на различных стадиях заболевания при нативном сканировании и с использованием цифровой денситометрии и цветового картирования на различных фазах дыхания.

3. Провести функционально-лучевые сопоставления (ФВД и КТ), и на этой основе уточнить значимость КТ-признаков и результатов цифровой денситометрии и цветового картирования в стадировании ХОБЛ.

4. На основе функциональной КТ с применением цифровой денситометрии и цветового картирования разработать рациональную методику оценки цифровых показателей при различных стадиях ХОБЛ.

5. Оценить роль и значение КТ с применением цифровой денситометрии и цветового картирования на различных фазах дыхания в комплексе диагностических методов при обследовании больных ХОБЛ на различных стадиях заболевания.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Проведен научный анализ результатов КТ-исследований больных с ХОБЛ легких различных степеней тяжести. Уточнена и систематизирована КТ-семиотика патологических нарушений в легочной ткани.

Усовершенствована методика мультиспиральной КТ на различных фазах дыхания путем проведения трехэтапного исследования. Впервые разработана методика функциональной КТ с применением цифровой денситометрии и цветового

картирования и доказана их высокая информативность. Изучены варианты цветовых компьютерно-томографических изображений легких и данные цифровой денситометрии при ХОБЛ на различных стадиях заболевания в различные фазы дыхания.

С помощью цифровой денситометрии и цветового картирования плотности легочной ткани уточнена лучевая семиотика ХОБЛ, в результате чего существенно повысилась ее роль в дифференциальной диагностике.

Проведены сопоставления показателей внешнего дыхания и цифровой денситометрии на различных фазах дыхания с системным анализом полученных результатов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

Комплексное компыотерно-томографическое исследование с применением цифровой денситометрии и цветового картирования на различных фазах дыхания позволило детально уточнить КТ-семиотику различных степеней тяжести ХОБЛ.

Разработана и внедрена в клиническую практику методика цифровой денситометрии и цветового картирования плотности легких на различных фазах дыхания.

Выявленные в работе значения денситометрических показателей для ХОБЛ различной степени тяжести могут быть использованы в качестве дополнительных критериев для определения степени тяжести заболевания.

Применение предложенных методик у больных ХОБЛ позволяет устранить операторозависимый компонент оценки легочной ткани, делая постановку диагноза более объективным процессом, проводить динамическое наблюдение и, в последующем, дифференциальную диагностику с другими бронхолегочными заболеваниями, а также облегчить определение показаний к оперативным вмешательствам по уменьшению объема легких и/или бул-лэктомии.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. В диагностике функциональных и морфологических изменений,, характерных для ХОБЛ, основным методом лучевой диагностики является мультиспи-ральная КТ с применением цифровой денсигомелрии и цветового картирования плотности легких на различных фазах дыхания, которые позволяют выявлять и достоверно оценивать нарушение воздухоналолнешш лёгких на максимальном выдохе при отсутст вии изменений на нативных компьютерных томограммах.

2. Наиболее отличительными КТ-признаками, характеризующими конкретную стадию заболевания ХОБЛ, являются: наличие эмфиземы различной степени выраженности, участков «мозаичной» плотности и клапанного вздутия на экспираторных КТ, изменения толщины стенок и просвета крупных бронхов, изменения на уровне мелких бронхов.

3. Сравнительный аналнз КТ-семиотики, цифровой денситометрии на различных стадиях заболевания и результатов ФВД позволяет с высокой вероятностью высказаться о преобладании бронхиальной обструкции или эмфизематозной перестройки легочной ткани у конкретного больного ХОБЛ.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные результаты работы доложены и обсуждены на: научно-практических конференциях кафедры рентгенологии и радиологии Военно-медицинской академии (Санкт-Петербург, 2005, 2006); научно-практической конференции «Высокотехнологичная специализированная медицинская помощь» (Москва, 2006); международной научно-практической конференции «Ведущий многопрофильный госпиталь страны: основные функции, достижения и направления развития» (Москва, 2007); невском радиологическом форуме (Санкт-Петербург, 2007).

По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 3 публикации в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация представлена в одном томе, состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, состоящего из 235 источников (95 отечественных и 140 зарубежных авторов). Работа изложена на 186 листах машинописного текста, содержит 26 таблиц, 54 отпечатка с компьютерных томограмм и томограмм цветового картирования плотности легких.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Работа основана на результатах клинико-рентгенологического исследования пациентов, находившихся на обследовании и лечении в клиниках Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова и в 32-й городской больнице.

Обследовано 139 пациентов с подозрением на ХОБЛ, среди которых диагноз верифицирован у 127 пациентов. У 12 больных диагноз ХОБЛ был отвергнут.

Мистификаторами ХОБЛ были: бронхиальная астма (4), внегоспиталь-ная пневмония (2), рак легкого (2), хронический необструктивный бронхит (1), хронический необструктивный бронхит в сочетании с миокардиодистро-фией токсического генеза (1), туберкулезный инфильтрат (1), поражение легких при атопическом дерматите в сочетании с впервые возникшей бронхиальной астмой (1). После проведенного комплексного лучевого обследования у двух больных ХОБЛ крайне тяжелой степени диагноз «ХОБЛ» из основных был перемещен в сопутствующий: у одного больного был выявлен спонтанный пневмоторакс, у другой больной — наряду с типичными признаками ХОБЛ в легких при КТ были выявлены изменения, характерные для поражений легких при ревматоидном артрите.

Диагностика осуществлялась с помощью клинико-функциональных методов исследования (жалобы, анамнез, физикальные данные, исследования функции внешнего дыхания) и рентгенографии и КТ.

У 11 пациентов выявлена ХОБЛ легкой степени, у 31 больного - средней степени, 48 - тяжелой и 37 - крайне тяжелой степени. Во всех четырех группах

преобладали мужчины (98); наибольшее число больных было в возрасте от 50 лет и старше.

МЕТОДИКА КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ

Компьютерно-томографическое исследование проводили на 4х-срезовом спиральном компьютерном томографе SOMATOM VOLUME ZOOM (Siemens, Германия).

КТ-исследование проводили в три этапа. Первый этап включал сканирование в спиральном режиме, синхронизированном с дыханием пациента. Синхронизацию осуществляли с помощью портативного спирометра с целью стандартизации условий исследования. Параметры сканирования были следующими: коллимация 4x1 мм, смещение стола 6 мм, напряжение на трубке 140 кВ, экспозиция (в условном перерасчете на 1 срез) 100 мАс, инкремент реконструкции 3 и 1 мм. Для получения компьютерных томограмм высокого разрешения проводили постпроцессорную реконструкцию изображений. Толщина реконструируемого среза составляла 1 мм, использовали высокоразрешающий (костный) фильтр реконструкции В70.

Вторым этапом исследования было проведение КТ на максимальном вдохе, третьим - на максимальном выдохе. Они выполнялись с целью объективизации морфологических проявлений ХОБЛ и денситометрической картины в различные фазы дыхания.

Компьютерно-томографическое исследование на высоте максимальных вдоха и выдоха ограничивали зоной, располагавшейся на уровне 5 см выше и ниже бифуркации трахеи; параметры сканирования были следующими: коллимация - 4x2,5 мм, смещение стола - 15 мм, напряжение на трубке - 140 кВ, экспозиция - с технологией модуляции силы тока на аноде рентгеновской трубки (использование функции «Саге dose»), инкремент реконструкции - 3 мм, алгоритм реконструкции - В 40. Вне границ исследования проводили пошаговое сканирование с коллимацией - 2,5 мм, шагом стола - 10 мм, напряжением на трубке - 140 кВ, экспозицией - 140 мАс. Проведение КТ по

указанным параметрам позволило снизить лучевую нагрузку на пациента и сократить время исследования.

Сравнительный анализ изменений в легких по денситометрической программе проводили в стандартном и расширенном режимах по трем выбранным срезам: на уровне бифуркации трахеи, на 5 см выше и ниже неё.

В математических расчетах были использованы функции денситометрической программы: «Subranges» («Поддиапазоны»), «Comparison with reference data» («Сравнение с контрольными данными») и «Summary evaluation results» («Обобщенные оценочные результаты»),

С использованием функции «Subranges» («Поддиапазоны» - количественная характеристика по шкале Хаунсфилда нормальной и патологически измененной легочной ткани) определяли в процентном отношении объем неизмененной легочной ткани (от -849 до -700 HU), эмфизему (от -1000 до -910 HU), гинервоздушность (от -909 до -850 HU), гиповоздушность (от -699 до -600 HU), уплотненные участки (фиброз) (от -599 до -200 HU) на различных фазах дыхания.

Полученные результаты сравнивали с показателями эталонной половозрастной нормой и определяли, во сколько раз эти значения превышали расчетные программные данных или были ниже их.

С помощью функции «Comparison with reference data» («Сравнение с контрольными данными») проводили сравнение усредненной плотности обоих легких обследуемого пациента со средними значениями плотности легочной ткани здорового человека аналогичного возраста, не имеющего каких-либо патологических изменений со стороны легких (коэффициент Z-Score).

Количественную характеристику усредненных значений плотности каждого легкого в единицах HU с вычислением стандартных отклонений этих значений и расчетом объема каждого легкого высотой 10,5 см между сечениями на 5 см выше и 5 см ниже бифуркации трахеи проводили с использованием функции «Summary evaluation results» («Обобщенные оценочные результаты»).

Цветовое картирование КТ-изображений легких осуществляли для каждого уровня в правом и левом легком в диапазоне плотностей от -1000 до -400 HU, с шагом 150 HU с целью выбора оптимального количества цветов, отражавшего патологические изменения в легких, во избежание пестрой мозаики на экране. Эмфизема и гипервентиляция были объединены в единую по плотности зону - от -1000 до -851 HU (красный цвет), плотностные показатели неизмененной легочной ткани определялись в пределах от -850 до -701 HU (зеленый цвет). Пониженная воздушность легочной ткани (гиповоз-душность) и частично уплотненные участки легочной ткани определяли в пределах от -700 до -551 HU (синий цвет), а изолированные уплотненные участки легочной ткани - от -550 до -401 HU (бордовый цвет).

Представленные характеристики определяли для всех трех этапов КТ-исследования. Расчеты проводили для столба легких высотой в 10,5 см. В ходе проведения анализа данных полученные расчетные величины сопоставляли с показателями функциональных легочных тестов.

Визуальную оценку КТ-изображений патологических изменений осуществляли при изучении высокоразрешающих компьютерных томограмм на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ. Определяли характер выявленных изменений и их распространенность. В постнроцессорной обработке использовали различные трехмерные преобразования: объемный рендеринг (VRT), построение муль-типланарных реконструкций (MPR).

Таким образом, нами разработана трехэтапная методика КТ-исследовання легких с применением цифровой денСитометрии и цветового картирования у больных ХОБЛ или с подозрением на неё, позволившая оценить в различные фазы дыхания морфологические и функциональные изменения на в зависимости от стадии заболевания.

РЕЗУЛЬТАТЫ КТ В ДИАГНОСТИКЕ ХОБЛ ЛЕГКОЙ СТЕПЕНИ

При проведении КТ с цифровой денситометрией и цветовым картированием в различные фазы дыхания выявлены следующие признаки ХОБЛ легкой степени. У 75% больных обнаружены различные типы эмфиземы по .

отдельности и в сочетаниях, с четкой идентификацией типа эмфиземы и отсутствия тенденции к их слиянию; занимавшие не более 5% от общего объема сканированных легких. В 55% случаев выявлены участки клапанного вздутия, занимавшие до 10% общего объема легких. Утолщение стенок главных и сегментарных бронхов отмечено у трети пациентов. Из пневмофибро-тических изменений характерным было выявление у 55% пациентов этой группы единичных фиброателектазов вторичных легочных долек, с преимущественной локализацией в субплевральных отделах. Обызвествление легочной ткани, лимфатических узлов, воздухоносных путей было выявлено у 27% больных.

Денситометрические расчеты на различных фазах дыхания позволили выявить повышение процента распространенности эмфиземы в диапазоне от -1000 до -910 HU и гипервоздушности (от -909 до -850 HU) на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ до 116% и 108% соответственно от эталонных значений. Снижение процента распространенности эмфиземы в диапазоне от -1000 до -910 HU на высоте максимального выдоха составило 30,15 ± 9,69%, а показатель приращения уплотненных участков (фиброза) на максимальном выдохе'в диапазоне от -599 до -200 HU составил 6,91 ± 1,7%. Показатели средней плотности легких на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ, средней плотности, приращения плотности легких и изменения объема столба легких высотой 10,5 см на высоте максимального выдоха наглядно отражали достаточно высокую способность легких к. повышению плотности легочной ткани и уменьшению объема на выдохе, составив -860,83 ± 35,68 HU, -770,99 ± 57,93 HU, 109,2 ± 41,77 HU и 1005,89 ± 8,7 см3 соответственно.

Однако, несмотря на эти результаты и отсутствие видимых изменений на КТ и ВРКТ, применение цветового картирования на максимальном выдохе позволило у 20% больных дополнительно выявить участки эмфизематозной перестройки легочной ткани малых размеров и ограниченные зоны, склонные к задержке воздуха. •

Наибольшие чувствительность, специфичность и точность в выявлении изменений, характерных для ХОБЛ легкой степени, были получены при проведении КТ с цифровой денситометрии и цветовым картированием на различных фазах дыхания и составили -91%, 75% и 87% соответственно.

РЕЗУЛЬТАТЫ КТ В ДИАГНОСТИКЕ ХОБЛ СРЕДНЕТЯЖЕЛОЙ СТЕПЕНИ

У больных ХОБЛ среднетяжелой степени при проведении КТ с цифровой денситометрией и цветовым картированием определена следующая семиотика. У 40% больных при ВРКТ выявлены признаки более протяженного и распространенного характера, чем при легкой степени. При этом у 50% больных отмечалось одновременное сочетание двух и более типов эмфиземы, протяженность которой, в сравнении с ХОБЛ легкой степени, увеличилась до 10-15% от общего объема сканированных легких.

Тенденции к слиянию и потере дифференцировки различных типов эмфиземы на этой стадии заболевания не отмечалось. «Воздушные ловушки» занимали более протяженные участки, до 20% объема сканированных легких, и выявлены у 75% больных. У трети больных наряду с утолщением стенок сегментарных и субсегментарных бронхов отмечалась дилатация их просвета, в 20% случаев - наличие единичных бронхоэктазов.

В отличие от ХОБЛ легкой степени у 58% больных были выявлены изменения на уровне мелких бронхиол в виде единичных бронхиолоэктазов, У-образных структур и центрилобулярных очагов, представлявшие собой заполненные секретом просветы бронхиол в субплевральных отделах.

В период обострения у трети больных выявлена пневмоническая инфильтрация; у 20% больных на этом фоне отмечалось утолщение межсегментного, междолькового и внутридолькового шггерстиция, что расценивалось, как проявление смешанного сосудистого полнокровия. Пневмофибро-тические изменения были выявлены у 100% больных, имели различную локализацию и протяженность; процент больных, у кого выявлены единичные фиброаталектазы, оказался несколько выше, чем при легкой степени ХОБЛ

(60%). Обызвествления в легочной ткани и лимфатических узлах обнаружены у 15% больных.

Денситометрические расчеты выявили незначительное повышение средней плотности легких на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ и на максимальном выдохе по сравнению с аналогичным показателем для ХОБЛ легкой степени (-847,46 ± 26,03 Ш и -767,35 ± 49,75 Ни, соответственно), обусловленное высоким процентом больных с воспалительной инфильтрацией. Этот факт подтверждало и перераспределение объемов легочной ткани с различной плотностью, приближавшееся по соотношению к эталонным расчетам. Однако снижение показателей приращения плотности легких на максимальном выдохе на 99,04 ± 22,46 Ни и изменения объема столба легких на 903,94 ± 15,72 см3 достоверно указывало на нарастание нарушений процессов возду-хонаполнения. Показатель снижения процента распространенности эмфиземы в диапазоне от -1000 до -910 Ни на высоте максимального выдоха на этой стадии заболевания составил 28,64 ± 12,6%. Показатель приращения процента распространенности уплотненных участков (фиброза) в диапазоне -599... -200 Ни на максимальном выдохе составил 6,42 ± 4,55% и оказался несколько ниже аналогичного значен™ при ХОБЛ легкой степени. Применение цветового картирования на различных фазах дыхания выявило не только более протяженные участки задержки воздуха, эмфизематозной перестройки легочной ткани, но и позволило дополнительно обнаружить у 10% больных подобные участки меньших размеров, не видимые на КТ и ВРКТ.

Сравнивая эффективность различных, методик в обнаружении признаков нарушении динамики воздухонаполнения на различных фазах дыхания, обусловленной бронхообструкцией и/гаи эмфизематозной перестройкой легочной ткани, следует отметить преимущество применения цифровой денси-тометрии и цветового картирования на различных фазах дыхания. Точность этого метода составила 88%; КТ, ВРКТ, функциональной КТ - 79%, результатов ФВД - 73%, и традиционного рентгенологического исследования органов грудной полости - 70%.

РЕЗУЛЬТАТЫ КТ В ДИАГНОСТИКЕ ХОБЛ ТЯЖЕЛОЙ СТЕПЕНИ . КТ-семиотика ХОБЛ тяжелой степени с применением цифровой денси-тометрйи и цветового картирования характеризовалась следующими симптомами. Было отмечено наличие одновременно всех типов эмфиземы с тенденцией к потере их дифференцировки у 48% больных. Участки «мозаичной плотности», имевшие двухстороннюю локализацию и занимавшие до 40% объемов 3-5 сегментов, отмечены у 60% больных. Малая динамика в возду-хонаполнении легких на различных фазах дыхания (на высоте максимальных вдоха и выдоха), подтвержденные денситометрическими расчетами, выявлена у 65% больных. У трети пациентов отмечено наличие «воздушных лову-■шек». В 5% случаев на этой стадии заболевания выявлены участки «матового стекла».

Процент больных на этой стадии, у которых отмечено утолщение стенок бронхов, был выше, чем при среднетяжелой степени, составив 80%, при этом отмечалась картина симптомов «трамвайных рельсов» и кольцевидных теней при продольном и поперечном сканировании соответственно. Процент-больных с изменениями на уровне мелких бронхиол в виде бронхиолоэкта-зов, У-образных структур и центрилобулярных очагов оказался не намного выше, чем при ХОБЛ среднетяжелой степени, однако у 10% больных на этой стадии на фоне выраженных пневмофибротических изменений были обнаружены тракционные бронхоэкгазы и участки иррегулярной эмфиземы.

Пневмофибротические изменения различной локализации и протяженности выявлены у 100% больных ХОБЛ тяжелой степени. На этой стадии причина утолщения перибронхиального, периваскулярного интерстиция, межсегментных перегородок была иной, чем при ХОБЛ среднетяжелой степени, и была обусловлена пневмофибротическими изменениями. Процент больных на этой стадии заболевания, у которых были обнаружены посттуберкулезные изменения в легочной ткани и лимфатических узлах грудной полости, в отличие от более легких степеней оказался в среднем выше в 2 раза, чем при более легких стадиях ХОБЛ, составив 30%..

Цифровая денситометрия позволила выявить на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ перераспределение объемов легочной ткани с различной плотностью в сторону повышения процента распространенности эмфиземы в диапазоне от -1000 до -910 Ни до 158% от эталонных значений. Средняя плотность легких на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ и на максимальном выдохе на этой стадии заболевания оказалась ниже аналогичных показателей при более легких степенях ХОБЛ, составив -870,63 ± 27,17 Ни и -817,64 ± 37,36 Ш, соответственно. Также отмечалось дальнейшее снижение показателей приращения плотности легких и показателя изменения объема столба легких на высоте максимального выдоха, составившее 68,09 ± 14,82 Ни и 749,76 ± 15,60 см3 соответственно, что отчетливо демонстрировало прогрессирование вентиляционных нарушений в виде нарастания, в первую очередь, процессов бронхообструк-ции, а также эмфизематозной перестройки. Дополнительным подтверждением было снижение величины приращения процента распространенности уплотненных участков (фиброза) в диапазоне -599...-200 Ни на высоте максимального выдоха, составившее 3,51 ± 1,89%, что оказалось в 2 раза ниже по сравнению с более легкими стадиями ХОБЛ. Показатель снижения процента распространенности эмфиземы в диапазоне от -1000 до -910 Ни на высоте максимального выдоха на этой стадии заболевания составил 30,01 ± 1,02%.

При сравнении эффективности функциональных и лучевых методов исследования в диагностике ХОБЛ тяжелой степени также отмечено преимущество КТ с цифровой денситометрией и цветовым картированием (точность метода составила 96%).

Однако, оценивая в отдельности возможности цифровой денситомет-рии и цветового картирования, следует отметить., что цветовое картирование при ХОБЛ тяжелой степени менее информативно, чем при.легких степенях ХОБЛ. На наш взгляд, это обусловлено ограниченной способностью цветового картирования, при уже выявленных изменениях при КТ и ВРКТ, отражать обширные участки задержки воздуха на высоте выдоха и в зонах эмфизематозной перестройки легочной ткани. Начинад с тяжелой степени ХОБЛ,

наиболее информативной явилась цифровая денситометрия, наглядно отражавшая снижение способности легких повышать свою плотность на выдохе.

РЕЗУЛЬТАТЫ КТ В ДИАГНОСТИКЕ ХОБЛ КРАЙНЕ ТЯЖЕЛОЙ СТЕПЕНИ

В результате комплексного компьютерно-томографического обследования определена следующая КТ-семиотика ХОБЛ крайне тяжелой степени. Наличие недифференцируемой, смешанной, эмфиземы отмечено у 40% больных, занимавшей до 50-70% объема одной или нескольких долей легких.

Обширные участки «мозаичной плотности» в различных отделах легочной ткани выявлены у 50% больных. На этом фоне «воздушных ловушек», встречаемых на экспираторных КТ при более легких стадиях ХОБЛ выявить не удалось, в то время как отмечена минимальная динамика возду-хонаполнения легких на различных фазж дыхания.

Утолщение и деформация стенок бронхов, пневмофибротнческие изменения различной формы, локализации и протяженности выявлены у 100% больных. Подтверждением крайнего проявления пневмофибротических процессов на этой стадии заболевания было выявление у 85% больных утолщения межсегментного, междолькового, внутридолькового, перибронхиального и периваскулярного интерстиция.

Процент больных, у которых были выявлены изменения на уровне мелких бронхов в виде бронхиолоэктазов, У-образных структур и центрило-булярных очагов, оказался выше и составил 70% от общего количества больных ХОБЛ крайне тяжелой степени.

Наличие поеттуберкулезных изменений в легочной ткани и лимфатических узлах грудной полости в виде обызвествленных участков легочной ткани различной локализации, внутригрудных лимфатических узлов и воздухоносных путей выявлено у 65% больных.

При применении цифровой денситометрии и цветового картирования на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ выявлено перераспределение объемов легочной

ткани с различной плотностью с повышением процента эмфиземы в диапазоне от -1000 до -910 Ни до 222% от эталонных значений.

При ХОБЛ крайне тяжелой степени, в сравнении с более легкими степенями, отмечены наиболее низкие значения показателей средней плотности легких на высоте вдоха в 50% ЖЕ Л, средней плотности легких, приращения плотности легких и изменений объема столба легких на максимальном выдохе, составившие -887,07 ± 20,13 Ш, -848,85 ± 29,13 Ш, 40,74 ± 9,89 НЛ, 563,07 ± 74,88 см3, соответственно. Показатель снижения процента распространенности эмфиземы в диапазоне от -1000 до -910 Ни на высоте максимального выдоха на этой стадии заболевания составил 26,36 ± 0,44%. Приращение процента распространенности уплотненных участков (фиброза) в диапазоне -599...-200 НЛ на высоте максимального выдоха оказалось минимальным и составило 1,67 ± 0,6%.

При оценке чувствительности, специфичности и точности ФВД на этой • стадии заболевания отмечалось, что во всех случаях проведения функциональных легочных тестов были выявлены признаки частично обратимой бронхиальной обструкции. Чувствительность и специфичность рентгенографии, КТ, ВРКТ, цифровой денситометрии и цветовом картировании приближались к 100%, что было обусловлено достаточно однородной выборкой, представленной лишь больными ХОБЛ крайне тяжелой степени.

ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

Диагностическая значимость цифровой денситометрии и цветового, картирования принципиально отличалась на различных стадиях заболевания. При ХОБЛ легкой и среднетяжелой степени наиболее информативным оказалось цветовое картирование, позволившее при отсутствии изменений на КТ, ВРКТ, экспираторных КТ достоверно выявить участки эмфизематозной перестройки и задержки воздуха на максимальном выдохе при их достаточно малых размерах.

Цифровая денситометрия на этих стадиях давала скудную информацию, отражая незначительную отрицательную динамику в показателях сред-

пей плотности на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ, средней плотности, ее приращения и изменения объема столба легких на максимальном выдохе. В это же время при ХОБЛ тяжелой и крайне тяжелой степеней цифровая денситомет-рия на фоне выявленных при КТ, ВРКТ и экспираторной КТ обширных участков задержки воздуха, обусловленной бронхообструкцией и эмфизематозной перестройкой легочной ткани, позволила количественно подтвердить снижение способности легких повышать свою плотность на выдохе при утяжелении стадии заболевания.

Однако ни цифровая денситометрия, ни цветовое картирование, вместе и по отдельности, без нативной КТ и ВРКТ в ряде случаев не позволили четко уловить разницу между повышением воздушности легких, обусловленной бронхообструкцией или эмфизематозной перестройкой легочной ткани.

При сопоставлении результатов цифровой денситометрии на различных фазах дыхания и функциональных легочных тестов, предварительно были вычислены 37 различных показателей (вариант, Уаг1 - Уаг37), характеризовавших особенности распределения плотности легочной ткани с различной рентгеновской плотностью, их изменения на вдохе и выдохе, отличия от половозрастной нормы, и «гибридные показатели». Для оценки денситометри-ческих расчетов проведен их корреляционный анализ с результатами функциональных легочных тестов.

Анализ результатов цифровой денситометрии на различных фазах дыхания и сопоставление их с показателями ФВД у больных ХОБЛ показали, что ни один денситометрический показатель, полученный на максимальном вдохе или на высоте вдоха в 50 % ЖЕЛ, не выявил надежной связи с последними. Из большого количества денситометрических показателей, полученных в различные фазы дыхания, лишь у восьми выявлена значимая связь с клиническими показателями тяжести ХОБЛ, при этом все они были получены с использованием денситометрии на максимальном выдохе, подтверждая тем самым факт необходимости проведения КТ на различных фазах дыхания - функциональной КТ.

Наиболее сильную корреляцию со степенью тяжести ХОБЛ (/r/~0,6+0,7, р<0,001) обнаружил показатель приращения плотности легких на максимальном выдохе, характеризовавший разность средних плотностей легких на выдохе и вдохе и отражавший способность легочной ткани к уменьшению наполнения воздухом при выдохе, позвол ив отнести его к физиологическим КТ-характеристикам функций внешнего дыхания.

На втором месте по тесноте связи со степенью тяжести ХОБЛ оказался показатель средней плотности легких на максимальном выдохе (/г/~0,5+0,7, р<0,001), характеризовавший степень сохранения воздушности легочной ткани после полного выдоха и нарушения способности к полному выдоху при ХОБЛ.

Следующими по информативности оказались два показателя, связанные с долей процента областей фиброза, отражавших процент участков легких с плотностью более -600 HU на максимальном выдохе и тот же показатель, отнесенный к половозрастной норме на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ. Величина /г/ для них составила -0,5+0,65 при р<0,001, что было выше для нормированного показателя и с высокой вероятностью подтверждало ведущую роль диффузно распределенных поверхностных или перибронхиальных элементов фиброза в легочной ткани, свидетельствуя в пользу его патогенетической роли в возникновении и развитии ХОБЛ. Данный факт наглядно объяснял причину и механизм формирования крайне выраженных вентиляционных нарушений, обусловленный ремоделированием стенок мелких бронхов вследствие их фибротической деформации при отсутствии явных признаков эмфизематозной деструкции легочной ткани на нативных КТ и ВРКТ.

Величина /г/ для пары показателей, характеризовавших процент областей гипервоздушности в диапазоне от -909 HU до -850 HU, составила около 0,5+0,6 при р<0,001, что оказалось несколько выше для нормированного показателя. Для процента распространенности области эмфиземы с плотностью ниже -910 HU /г/ значений составил около 0,45+0,5, р<0,01+0,001, что было чуть выше для нормированного показателя.

Наиболее высокие коэффициенты корреляции областей фиброза и результатов ФВД подтвердили ведущую роль бронхиальных изменений на разных уровнях в патогенезе развития и в стадировании ХОБЛ. В свою очередь анализ показателей уменьшения процента распространенности эмфиземы в диапазоне от -1000 до -910 ГШ не выявил закономерности в его изменениях с утяжелением стадии заболевания.

При анализе динамика изменений объема столба легких на максимальном выдохе при различных стадиях заболевания отмечалась отчетливая тенденция к снижению этого показателя с утяжелением стадии заболевания. Однако сопоставления этих значений с результатами функциональных легочных тестов показали слабую взаимосвязь, хотя ожидалось, что эти значения окажутся рентгеновскими аналогами жизненной емкости легких и по информативности не уступят функциям внешнего дыхания. Это объясняется тем, что изменения объема легких при выраженной ХОБЛ происходят преимущественно за счет движения диафрагмы в направлении брюшной полости, и не коррелируют с изменением ограниченного по высоте объема легких в пределах грудной клетки.

До выполнения исследования не ставилась задача оцсиить возможности цифровой денситометрии и цветового картирования в дифференциальной диагностике между различными патологическими состояниями, сопровождавшимися вентиляционными нарушениями. Однако проведение цифровой денситометрии и цветового картирования позволили не только оценить степень нарушения динамики воздухонаполнения, с учетом КТ-семиотики оп-' ределить их граничные значения при различных степенях ХОБЛ, но и дать ответ на вопрос о причинах возникновения патологических состояний, сопровождающихся бронхообструкцией. Использование цветового картирования и объемного рендеринга в идентичных поддиапазонах плотности легочной ткани, в ряде случаев позволило определить, в каких объемах оперативное вмешательство по поводу уменьшения объема легких и буллэктомии будет наиболее органосохраняющим.

Таким образом, компьютерная томография с применением цифровой денситометрии и цветового картирования на различных фазах дыхания позволяет обнаружить не только морфологические изменения, но и оценить функциональные возможности легких у больных ХОБЛ на различных стадиях заболевания.

Мониторирование сенситометрических показателей в различные фазы дыхания и сопоставление их с эталонными расчетами дают возможность объективно оценить выявленные изменения и использовать их для оценки прогресси-рования или стабилизации заболевания на фоне проводимого лечения. Использование предложенных алгоритмов лучевого обследования у больных хронической обсгфуктивной болезнью легких позволяет повысить достоверность диагностики путем определения граничных значений показателей при ХОБЛ различных степеней тяжести.

21

ВЫВОДЫ

1. Мультиспиральная КТ с проведением функциональных проб позволяет достоверно выявлять и характеризовать патологические изменения в легочной ткани у больных ХОБЛ на различных фазах дыхания. Она является основным методом визуализации морфологических изменений при первичном обследовании больных ХОБЛ, а также методом контроля за течением патологического процесса.

2. Цифровая денситометрия и цветовое картирование являются ведущими методиками в оценке вентиляционных нарушений у больных ХОБЛ при отсутствии изменений на нативных компьютерных томограммах.

3. Преобладание бронхиальной обструкции или эмфизематозной перестройки легочной ткани на различных стадиях ХОБЛ достоверно определяется лишь при применении комплекса компьютерно-томографических методик (нативные срезы, высокоразрешающая компьютерная томография, функциональная КТ, цифровая денситометрия и цветовое картирование) и результатов функции внешнего дыхания.

4. Характерными КТ-признаками ХОБЛ легкой и среднетяжелой степеней являются: наличие единичных участков различных типов эмфиземы, с четкой идентификацией каждого типа и отсутствия тенденции к потере диф-ференцировки; участков клапанного вздутия, занимающих не более 20% объема легких. При применении цифровой денситометрии и цветового картирования отличительными признаками ХОБЛ легкой и среднетяжелой степеней являются: повышение процента распространенности эмфиземы на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ на 16% и 4% от эталонных значений, соответственно; средняя плотность легких на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ -860,83 ± 35,68 Ни и -847,47 ± 26,03 Ни, соответственно; приращение плотности легких на максимальном выдохе на 109,2 ± 41,77 и 99,04 ± 22,46 Ни, соответственно; увеличение процента распространенности участков фиброза в диапазоне -599... - 200 Ни на максимальном выдохе на 6,91 ± 1,7% и 6,42 ± 4,55%, соответственно.

Характерными КТ-признаками ХОБЛ тяжелой и крайне тяжелой степеней являются: тенденция к потере и потеря дифференцировки между различными типами эмфиземы, обширные участки «мозаичной плотности», отсутствие динамики в воздухонаполнепии, выраженная деформация крупных бронхов, появление тракционных бронхоэктазов и иррегулярной эмфиземы. Повышение процента распространенности эмфиземы на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ при ХОБЛ тяжелой и 1файне тяжелой степени в диапазоне от -1000 до -910 ГШ до 158% и 222% от эталонных значений, соответственно; средняя плотность легких на вдохе в 50% ЖЕЛ составляет -870,63 ± 27,17 Ни и -887,07 ± 20,13 Ни, соответственно; приращение плотности легких на максимальном выдохе на 68,09 ± 14,82 Ни и 40,74 ± 9,89 Ни, соответственно; увеличение процента распространенности уплотненных участков (фиброза) в диапазоне -599...-200 Ни на максимгшьном выдохе на 3,51 ± 1,89% и на 1,67 ± 0,6%, соответственно.

5. Денситометрические показатели: процент распространенности неизмененной и патологически измененной легочной ткани, средняя плотность легких на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ, приращение плотности легких, изменение объема столба легких и средняя плотность легких на максимальном выдохе являются операторонезависимыми показателями, объективно отражающими на всех стадиях ХОБЛ степень вентиляционных нарушений и эмфизематозной деструкции на всех стадиях ХОБЛ.

6. Чувствительность, специфичность и точность цифровой денситомет-рии и цветового картирования при ХОБЛ легкой степени составляет 91%, 75% и 87%; среднетяжелой степени - 90%, 50% и 88%; тяжелой степени -98%, 83% и 96%; крайне тяжелой степени - более 90%.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Всем больным с подозрением на ХОБЛ целесообразно проводить функциональную КТ: на вдохе в 50% ЖЕЛ, а та;кже на максимальных вдохе и выдохе (так называемая трёхэтапная КТ).

2. При проведении спиральной КТ на различных фазах дыхания у больных ХОБЛ оптимальной толщиной среза на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ следует считать 5 мм, толщину реконструируемого слоя - 1 мм и применение высокоразрешающего фильтра реконструкции В70; на максимальных вдохе и выдохе толщина среза должна составлять 3 мм. Применение данных параметров позволяет без снижения качества изображения значительно снизить лучевую нагрузку.

3. Денситометрические расчеты в различные фазы дыхания у больных ХОБЛ целесообразно проводить при разбиении диапазона плотности легких для:

- эмфиземы от -1000 до -910 HU с шагом в 91 HU,

- гинервоздушности от -909 до -850 HU с шагом 60 HU,

- неизмененной легочной ткани от-849 до -700 HU с шагом в 150 HU,

- гиповоздушности от -699 до -600 HU с шагом 100 HU,

- уплотненных участков (фиброза) от -599 до -200 HU с шагом 400 HU.

4. Цветовое картирование в различные фазы дыхания у больных ХОБЛ целесообразно проводить в диапазоне плотности легких от -1000 HU до -400 HU с шагом в 150 HU.

5. При окончательном установлении степени тяжести ХОБЛ должны учитываться результаты цифровой денситометрии - процент распространенности неизмененной и патологически измененной легочной ткани, средней плотности легких на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ, средняя плотность легких, приращение плотности легких в единицах HU и изменение объема столба легких (высотой 10,5 см между сечением на 5 см выше и 5 см ниже бифуркации трахеи) в см3 на максимальном выдохе с целью мониторирования этих показателей от момента установления диагноза и в процессе лечения.

6. Результаты функциональной КТ с применением цифровой денситометрии и цветового картирования необходимо сравнивать с данными ФВД, что позволяет более объективно подходить к установлению степени тяжести

заболевания и причин гиперинфляции легочной ткани - преобладания брон-хообструкции или эмфизематозной перестройки.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кузнецова, Н.Ю. Роль компьютерной томографии в диагностике хронической обструктивной болезни лёгких / Н.Ю. Кузнецова, Г.Е. Труфа-нов, Г.М. Митусова, Е.П. Бурлаченко // Вестник морского врача. - Севастополь - 2005.-№ 1. - С. 185-186.

2. Кузнецова, Н.Ю. К вопросу применения высокоразрешающей компьютерной томографии и денситометрической программы Pulmo у больных хронической обструктивной болезнью лёгких / Н.Ю. Кузнецова // Научно-практическая конференция «Высокотехнологичная специализированная медицинская помощь»: Сборник тезисов. - М.: 2006. - С. 337-338.

3. Кузнецова, Н.Ю. Оценка распространённости эмфиземы с использованием программы «PULMO» у больных ХОБЛ / Н.Ю. Кузнецова // Международная научно-практическая конференция «Ведущий многопрофильный госпиталь страны: основные функции, достижения и направления развития»: Материалы конференции. -М.: 2007. - С. 100-101.

4. Кузнецова, Н.Ю. Цифровая денситометрия как объективный количественный метод в оценке распространённости эмфиземы у больных ХОБЛ / Н.Ю. Кузнецова // Вестник Российской Военно-медицинской академии. - СПб. - 2007. -№ 1(17). - С. 671-672.

5. Труфанов, Г.Е. Возможности функциональной высокоразрешающей компьютерной томографии в оценке патогенетических механизмов формирования эмфиземы при ХОБЛ / Г.Е. Труфанов, Н.Ю. Кузнецова // Вестник Российской Военно-медицинской академии. - СПб. - 2007. - № 1(17). - С. 672.

6. Труфанов, Г.Е. Корреляция степени легочной эмфиземы на высокоразрешающих компьютерных томограммах с функциональными легочными тестами у пациентов ХОБЛ / Г.Е. Труфанов, Н.Ю. Кузнецова // Невский радиологический форум «Новые горизонты». - СПб. -2007. - С. 279-280.

7. Кузнецова, Н.Ю. Применение объёмной компьютерной томографии на вдохе и выдохе при оценке распространённости у больных ХОБЛ / Н.Ю. Кузнецова // Невский радиологический форум «Новые горизонты». -СПб.-2007.-С. 280-281.

8. Кузнецова, Н. Ю. Высокоразрешающая компьютерная томография в диагностике легочной эмфиземы у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких / Кузнецова Н.Ю., Труфанов Г.Е., Шустов С.Б., Але-скерова Н.Г. // Вестник Российской Военно-медицинской академии. - СПб. -2008.-№2(22).-С. 29-32.

СОКРАЩЕНИЯ

ЖЕЛ - жизненная емкость, легких КТ - компьютерная томография

КТВР - компьютерная томография высокого разрешения

ФВД - функция внешнего дыхания

ХОБЛ - хроническая обструктивная болезнь легких

НИ - единица Хаунсфилда

Уаг - варианта

Подписано в печать 30.01.09

Объем 1 п.л. Тираж юо экз.

Формат 60x84/16 Заказ № 146

Типография BMA им. С.М. Кирова 194044, СПб., ул. Академика Лебедева, 6

Актуальность темы.

Хроническая обструктивная болезнь легких является одной из основных причин заболеваемости и смертности во всем мире. В настоящее время ХОБЛ занимает 4-е место среди причин смертности, а по прогнозам «Исследований глобального ущерба от заболеваний» по этому показателю выйдет к 2020 г. на 3-е место (Кокосов А.Н., 2002; Чучалин А.Г., 2007; Murray С., Lopez А., 1997; Lopez A. et al., 2006). Лишь в 25% случаев заболевание диагностируется своевременно. Больные обращаются за медицинской помощью на поздних стадиях заболевания, когда уже невозможно остановить неуклонное прогрессирование заболевания, при этом отсутствуют надежные диагностические методы выявления изменений в легких на ранних стадиях ХОБЛ (Чучалин А.Г., 2007; Van den Boom G et al., 1998).

Представленные факты свидетельствуют о том, что перед клинической практикой стоит задача своевременно обнаружить ранние вентиляционные нарушения у больных ХОБЛ с целью предотвращения прогрессирования заболевания. Решить задачу с помощью общепринятых клинических, инструментальных и рентгенологических методов не всегда представляется возможным, поскольку на ранних этапах развития заболевания, их информативность невысока, песпецифична и не дает существенной информации для установления диагноза ХОБЛ.

Спирометрические исследования, применяемые в клинической практике, на сегодняшний день являются «золотым стандартом» для установления диагноза и мониторирования прогрессирования ХОБЛ, однако, они не заменяют клиническую оценку тяжести заболевания у конкретного пациента и не способны отразить разностороннюю картину тяжести болезни (Pauwels R. et al., 2001).

Рентгенография органов грудной полости, являющаяся обязательным исследованием при постановке диагноза, дает возможность выявить признаки эмфиземы и бронхиальной обструкции лишь на поздних стадиях ХОБЛ, когда выраженные морфологические изменения легочной ткани уже являются необратимыми. На ранних стадиях патологического процесса, рентгенография не позволяет обнаружить изменения даже при наличии выраженной клинико-лабораторнон картины, выявить и оценить распространенность и выраженность эмфиземы, изменения, происходящие на уровне вторичной легочной дольки.

В этих условиях приобретает актуальность более широкое внедрение в пульмонологическую практику мультиспиральной КТ, в том числе, ВРКТ и функциональной КТ с применением денситометрических программ. Имеющийся опыт использования этого метода свидетельствует о его несомненных потенциальных возможностях. Вместе с тем, относительно эффективности спиральной КТ с применением цифровой денситометрии и цветового картирования при изучаемой патологии имеются противоречивые данные.

Отсутствует единое мнение относительно методики КТ-обследования с применением денситометрических программ пациентов ХОБЛ. Нет подробной денситометричсской КТ-характеристики изменений легочной ткани на различных стадиях заболевания. Не полностью используются возможности КТ и прикладных полуавтоматических программ для количественной оценки эмфиземы, вентиляционных нарушений и динамического контроля за течением заболевания. Не разработаны оптимальные методики проведения КТ на различных фазах дыхания с применением цифровой денситометрии и цветового картирования с последующим системным анализом полученных результатов.

В отечественной клинической практике не достаточно широко используется сопоставление полученных данных при проведении КТ с результатами других методов исследования, в частности, функциональных легочных тестов для системного анализа выявленных изменений у больных

ХОБЛ с целью оценки механизмов формирования вентиляционных нарушений и оценки прогноза заболевания.

Целью настоящего исследования явилось изучение роли функциональной КТ с применением цифровой денситометрии и цветового картирования в комплексной лучевой диагностике и стадировании ХОБЛ.

Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить диагностические возможности функциональной КТ в распознавании ХОБЛ на различных стадиях заболевания. Обобщить КТ-семиотику основных типов эмфиземы, возникающих у этих больных.

2. Уточнить КТ-семиотику ХОБЛ на различных стадиях заболевания при нативном сканировании и с использованием цифровой денситометрии и цветового картирования на различных фазах дыхания.

3. Провести функционально-лучевые сопоставления (ФВД и КТ), и на этой основе уточнить значимость КТ-признаков и результатов цифровой денситометрии и цветового картирования в стадировании ХОБЛ.

4. На основе функциональной КТ с применением цифровой денситометрии и цветового картирования разработать рациональную методику оценки цифровых показателей при различных стадиях ХОБЛ.

5. Оценить роль и значение КТ с применением цифровой денситометрии и цветового картирования на различных фазах дыхания в комплексе диагностических методов при обследовании больных ХОБЛ на различных стадиях заболевания.

Научная новизна

Проведен научный анализ результатов КТ-исследований больных с ХОБЛ легких различных степеней тяжести. Уточнена и систематизирована КТ-семиотика патологических нарушений в легочной ткани.

Усовершенствована методика мультиспиральной КТ на различных фазах дыхания путем проведения трехэтапного исследования. Впервые разработана методика функциональной КТ с применением цифровой денситометрии и цветового картирования и доказана их высокая информативность. Изучены варианты цветовых компьютерно-томографическнх изображений легких и данные цифровой денситометрии при ХОБЛ на различных стадиях заболевания в различные фазы дыхания.

С помощью цифровой денситометрии и цветового картирования плотностп легочной ткани уточнена лучевая семиотика ХОБЛ, в результате чего существенно повысилась ее роль в дифференциальной диагностике.

Проведены сопоставления показателе!! внешнего дыхания и цифровой денситометрии на различных фазах дыхания с системным анализом полученных результатов.

Практическая значимость работы

Комплексное компьютерно-томографическое исследование с применением цифровой денситометрии и цветового картирования на различных фазах дыхания позволило детально уточнить КТ-семиотику различных степеней тяжести ХОБЛ.

Разработана и внедрена в клиническую практику методика цифровой денситометрии и цветового картирования плотности легких на различных фазах дыхания.

Выявленные в работе значения денситометрических показателей для ХОБЛ различной степени тяжести могут быть использованы в качестве дополнительных критериев для определения степени тяжести заболевания.

Применение предложенных методик у больных ХОБЛ позволяет устранить операторозависимый компонент оценки легочной ткани, делая постановку диагноза более объективным процессом, проводить динамическое наблюдение и, в последующем, дифференциальную диагностику с другими бронхолегочными заболеваниями, а также облегчить определение показаний к оперативным вмешательствам по уменьшению объема легких и/или буллэктомии.

Основные положения, выносимые на защиту

1. В диагностике функциональных и морфологических изменений, характерных для ХОБЛ, основным методом лучевой диагностики является мультиспиральная КТ с применением цифровой денситометрии и цветового картирования плотности легких на различных фазах дыхания, которые позволяют выявлять и достоверно оценивать нарушение воздухонаполнения лёгких на максимальном выдохе при отсутствии изменений на нативных компьютерных томограммах.

2. Наиболее отличительными КТ-признаками, характеризующими конкретную стадию заболевания ХОБЛ, являются: наличие эмфиземы различной степени выраженности, участков «мозаичной» плотности и клапанного вздутия на экспираторных КТ, изменения толщины стенок и просвета крупных бронхов, изменения на уровне мелких бронхов.

3. Сравнительный анализ КТ-семиотики, цифровой денситометрии на различных стадиях заболевания и результатов ФВД позволяет с высокой вероятностью высказаться о преобладании бронхиальной обструкции или эмфизематозной перестройки легочной ткани у конкретного больного ХОБЛ.

Апробация работы и реализация полученных результатов

Основные результаты работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях на кафедре рентгенологии и радиологии Военно-медицинской академии (Санкт-Петербург, 2005, 2006), научно-практических конференциях на кафедре рентгенологии и радиологии Военно-медицинской академии (Санкт-Петербург, 2005, 2006), Научно-практической конференции «Высокотехнологичная специализированная медицинская помощь» (Москва, 2006); Международной научно-практической конференции «Ведущий многопрофильный госпиталь страны: основные функции, достижения и направления развития» (Москва, 2007); Невском радиологическом форуме (Санкт-Петербург, 2007).

Внедрение

Результаты диссертационного исследования используются в практической работе в отделениях компьютерной томографии кафедры рентгенологии и радиологии при обследовании больных в Военномедицинской академии, а также в учебном процессе на кафедре рентгенологии и радиологии Военно-медицинской академии.

По материалам диссертации опубликовано 8 работ в материалах научных конференций, одна статья в журнале, рекомендованном ВАК и сделано 5 докладов на научных конференциях и заседаниях научных обществ.

Объем и структура диссертации

Диссертация представлена в одном томе, состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, состоящего из 235 источников (95 отечественных и 140 зарубежных авторов). Изложена на 186 листах машинописного текста. Работа содержит 24 таблицы, 54 отпечатка с компьютерных томограмм и изображений цветового картирования плотности легких.

ВЫВОДЫ

1. Мультиспиралытя КТ с проведением функциональных проб позволяет достоверно выявлять и характеризовать патологические изменения в легочной ткани у больных ХОБЛ на различных фазах дыхания. Она является основным методом визуализации морфологических изменений при первичном обследовании больных ХОБЛ, а также методом контроля за течением патологического процесса.

2. Цифровая денситометрия и цветовое картирование являются ведущими методиками в оценке вентиляционных нарушений у больных ХОБЛ при отсутствии изменений на нативных компьютерных томограммах.

3. Преобладание бронхиальной обструкции или эмфизематозной перестройки легочной ткани на различных стадиях ХОБЛ достоверно определяется лишь при применении комплекса компьютерно-томографических методик (нативные срезы, высокоразрешающая компьютерная томография, функциональная КТ, цифровая денситометрия и цветовое картирование) и результатов функции внешнего дыхания.

4. Характерными КТ-признакамн ХОБЛ легкой и среднетяжелой степеней являются: наличие единичных участков различных типов эмфиземы, с четкой идентификацией каждого типа и отсутствия тенденции к потере дифференцировки; участков клапанного вздутия, занимающих не более 20% объема легких. При применении цифровой денситометрии и цветового картирования отличительными признаками ХОБЛ легкой и среднетяжелой степеней являются: повышение процента распространенности эмфиземы на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ на 16% и 4% от эталонных значений, соответственно; средняя плотность легких на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ -860,83 ± 35,68 HU и -847,47 ± 26,03 HU, соответственно; приращение плотности легких па максимальном выдохе на 109,2 ±41,77 и 99,04 ± 22,46 HU, соответственно; увеличение процента распространенности участков фиброза в диапазоне -599. - 200 I-IU на максимальном выдохе на 6,91 ± 1,7% и 6,42 ± 4,55%, соответственно.

Характерными КТ-иризнаками ХОБЛ тяжелой и крайне тяжелой степеней являются: тенденция к потере и потеря дифференцировки между различными типами эмфиземы, обширные участки «мозаичной плотности», отсутствие динамики в воздухонаполпении, выраженная деформация крупных бронхов, появление тракциопных бронхоэктазов и иррегулярной эмфиземы. Повышение процента распространенности эмфиземы на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ при ХОБЛ тяжелой и крайне тяжелой степени в диапазоне от -1000 до -910 HU до 158%) и 222% от эталонных значений, соответственно; средняя плотность легких на вдохе в 50% ЖЕЛ составляет -870,63 ± 27,17 HU и -887,07 ± 20,13 HU, соответственно; приращение плотности легких на максимальном выдохе на 68,09 ± 14,82 HU и 40,74 ± 9,89 HU, соответственно; увеличение процента распространенности уплотненных участков (фиброза) в диапазоне -599.-200 HU на максимальном выдохе на 3,51 ± 1,89% и на 1,67 ± 0,6%, соответственно.

5. Денситометрические показатели: процент распространенности неизмененной и патологически измененной легочной ткани, средняя плотность легких на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ, приращение плотности легких, изменение объема столба легких и средняя плотность легких на максимальном выдохе являются операторонезависимыми показателями, объективно отражающими на всех стадиях ХОБЛ степень вентиляционных нарушений и эмфизематозной деструкции на всех стадиях ХОБЛ.

6. Чувствительность, специфичность и точность цифровой денситометрии и цветового картирования при ХОБЛ легкой степени составляет 91%, 75% и 87%; среднетяжелой степени - 90%, 50% и 88%; тяжелой степени - 98%, 83% и 96%; крайне тяжелой степени - более 90%.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Всем больным с подозрением на ХОБЛ целесообразно проводить функциональную КТ: на вдохе в 50% ЖЕЛ, а также на максимальных вдохе и выдохе (так называемая трёхэтапная КТ).

2. При проведении спиральной КТ на различных фазах дыхания у больных ХОБЛ оптимальной толщиной среза на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ следует считать 5 мм, толщину реконструируемого слоя - 1 мм и применение высокоразрешающего фильтра реконструкции В70; на максимальных вдохе и выдохе толщина среза должна составлять 3 мм. Применение данных параметров позволяет без снижения качества изображения значительно снизить лучевую нагрузку.

3. Денситометрические расчеты в различные фазы дыхания у больных ХОБЛ целесообразно проводить при разбиении диапазона плотности легких для:

- эмфиземы от -1000 до -910 I IU с шагом в 91 IIU,

- гипервоздушности от -909 до -850 HU с шагом 60 HU,

- неизмененной легочной ткани от -849 до -700 HU с шагом в 150 HU,

- гиповоздушности от -699 до -600 HU с шагом 100 HU,

- уплотненных участков (фиброза) от -599 до -200 HU с шагом 400 HU.

4. Цветовое картирование в различные фазы дыхания у больных ХОБЛ целесообразно проводить в диапазоне плотности легких от -1000 HU до -400 I-IU с шагом в 150 HU.

5. При окончательном установлении степени тяжести ХОБЛ должны учитываться результаты цифровой денситометрии - процент распространенности неизмененной и патологически измененной легочной ткани, средней плотности легких на высоте вдоха в 50% ЖЕЛ, средняя плотность легких, приращение плотности легких в единицах HU и изменение объема столба легких (высотой 10,5 см между сечением на 5 см выше и 5 см ниже бифуркации трахеи) в см3 на максимальном выдохе с целыо мониторирования этих показателей от момента установления диагноза и в процессе лечения.

6. Результаты функциональной КТ с применением цифровой денситометрии и цветового картирования необходимо сравнивать с данными ФВД, что позволяет более объективно подходить к установлению степени тяжести заболевания и причин гиперинфляции легочной ткани -преобладания бронхообструкции или эмфизематозной перестройки.

159