Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ современного состояния, задачи диагностики повреждений груди у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой (обзор литературы) 15
1.1. Эпидемиология, патогенез и патоморфология повреждений груди 15
1.2. Повреждения легких, ушибы легких 16
1.3. Повреждения грудной стенки, плевры, органов средостения, диафрагмы 20
1.4. Диагностика повреждений груди при тяжелой сочетанной травме 21
1.4.1. Лучевые методы 22
1.4.1.1. Рентгенография груди 22
1.4.1.2. Ультразвуковая диагностика 26
1.4.1.3. Рентгеновская компьютерная томография 27
1.5. Осложненная травма груди 33
1.6. Клинико-лучевые сопоставления у пострадавших с тяжелой сочетанной
травмой груди и наличием ушиба легкого 36
ГЛАВА 2. Общая характеристика обследованных больных. методы и методики лучевого обследования 42
2.1. Общая характеристика обследованных пострадавших с тяжелыми сочетанными травмами 42
2.2. Методы и методики лучевого обследования пострадавших 48
2.2.1. Рентгенологическое исследование 48
2.2.2. Усовершенствованная методика компьютерной томографии 49
2.3. Методы научного анализа полученных результатов 57
ГЛАВА 3. Результаты компьютерной томографии груди у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой. диагностика, характеристика и волюметрия ушибов легких 59
3.1. Компьютерно-томографическая семиотика повреждений легких у пострадавших при поступлении в клинику 59
3.1.1. Травматическая инфильтрация 60
3.1.2. Травматические пневматоцеле 67
3.1.3. Внутрилегочные травматические пневмато-гематоцеле 69
3.2. Результаты КТ-волюметрии 74
3.3. Выявление зависимости КТ-семиотики ушибов легочной ткани от их объемов 73
3.4. Сопоставление лучевых изменений и клинических показателей в группах у пострадавших с ушибом легкого при поступлении 75
3.5. Результаты сравнительного экспертного анализа диагностической эффективности результатов рентгенографии и КТ при обследовании пострадавших с ушибами легких
ГЛАВА 4. Компьютерно-томографическая диагностика повреждений грудной стенки, плевры, органов средостения. определение их взаимосвязи с ушибами легких
4.1. Компьютерно-томографическая диагностика повреждений костного каркаса груди и определение их взаимосвязи с объемами ушибов легких
4.2. Компьютерно-томографическая диагностика повреждения плевры, органов средостения и диафрагмы. Определение взаимосвязи наличия пневмоторакса и гемоторакса с переломами костного каркаса груди
4.3. Сочетание повреждений легких с повреждениями органов и структур
93 средостения и диафрагмы
4.4. Результаты сравнительного анализа возможностей лучевых методов
исследования в диагностике и характеристике повреждений костного каркаса
у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой и компьютерной томографии при повреждениях костного каркаса груди
ГЛАВА 5. Результаты компьютерно-томографических и клинических исследований в мониторинге пострадавших с тяжелой сочетанной травмой и ушибами легких (Клинико 4 лучевые сопоставления) 101
5.1. Сроки и периодичность КТ-исследований пострадавших с тяжелой травмой груди 101
5.2. Компьютерно-томографическая семиотика повреждений легких у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой в первые пять днейтравматической болезни 102
5.2.1. Изменения травматической инфильтрации 102
5.2.2. Трансформация гематоцеле, пневматоцеле, гемато-пневматоцеле 105
5.2.3. Развитие гидроторакса 107
5.2.4. Проявление ателектазов 107
5.2.5. Динамика изменения повреждений плевры и средостения на 3-5 сутки после травмы 112
5.3. Компьютерно-томографическая семиотика неинфекционных острых легочных осложнений у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой и ушибом легкого в динамике травматической болезни 113
5.3.1. Нарастание дыхательной недостаточности – острый респираторный дистресс-синдром 113
5.4. Сравнительная оценка данных КТ легких с клиническими показателями у пострадавших с ушибом легкого и разной стадией ОРДС на 3-5-е сутки после травмы 117
5.5. Сопоставление лучевых изменений и клинических показателей в группах у пострадавших с ушибом легкого на 3-5-е сутки после травмы 118
5.6. Клинико-лучевые сопоставления у пострадавших с различными видами реберных клапанов 121
Заключение 127
Выводы 142
Практические рекомендации 144
Список сокращений и условных обозначений 145
- Повреждения грудной стенки, плевры, органов средостения, диафрагмы
- Методы и методики лучевого обследования пострадавших
- Внутрилегочные травматические пневмато-гематоцеле
- Компьютерно-томографическая диагностика повреждения плевры, органов средостения и диафрагмы. Определение взаимосвязи наличия пневмоторакса и гемоторакса с переломами костного каркаса груди
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Одновременное повреждение груди с другими анатомическими областями тела (голова, шея, живот, таз, позвоночник, конечности) определяется как сочетанная травма груди (Гуманенко Е.К., 2011). Предметом исследования является в основном закрытая травма, поскольку проникающие ранения груди и легких являются самостоятельным разделом торакальной хирургии (Супрун А.Ю., 2012). В последние десятилетия отмечается стойкая тенденция увеличения числа пострадавших с сочетанной травмой груди как у нас в стране, так и за рубежом. К этому приводят увеличение скорости и интенсивности движения автотранспорта, широкое распространение строительства высотных сооружений и ряд других причин (Ермолов А.С., 2008; Попова И.Е., 2011; Попова И.Е., Шарифуллин Ф.А., 2013; Шапкин Ю.Г., Селиверстов П.А., 2014; Omar H.R., 2011; Kea B., 2013).
Закрытая травма грудной клетки становится причиной смерти в 20-25% случаев и присутствует еще у 50% умерших от других причин (Freixinet G.J., 2011). Для определения оптимальной тактики лечения пациентов с закрытой травмой груди необходимо уточнение характера повреждения легкого. Социальная значимость этого вида травмы обусловлена также тем, что около 80% пострадавших являются людьми трудоспособного возраста (Гараев Д.А., 2007; Шарипов И.А., 2008; Соколов В.А., 2011).
Большие экономические затраты на лечение, уход и реабилитацию пациентов
после сочетанных повреждений, длительные сроки временной
нетрудоспособности, инвалидизация и высокая летальность выдвигают эту патологию в ряд актуальных проблем в медицинском и социально-экономическом аспектах (Соколов В.А., 2006; Кочесов В.А., 2007; Пронских А.А. и соавт., 2010).
Для определения оптимальной тактики лечения пострадавших с закрытой травмой груди необходимо уточнение характера повреждения грудной клетки. Решению этой задачи в значительной мере способствует неотложное лучевое исследование, в первую очередь включающее рентгеновскую компьютерную томографию (КТ) (Wanek S., 2004).
Биомеханика закрытой травмы груди включает быструю локальную вдавленную деформацию грудной клетки с непосредственной локальной травмой ближних органов со стороны удара и распространяющуюся деформацию всей грудной клетки с колебаниями ее стенки и органов (сотрясение), вызывающую обширные двусторонние травматические повреждения легких и других органов груди (патогенетический субстрат ОРДС) (Raghavendran K., 2009).
Таким образом, актуальность проблемы обусловлена как
распространенностью и тяжестью повреждений груди в сочетании с повреждением
других областей тела, неспецифичностью и разнообразием клинических
проявлений, так и трудностями ранней диагностики ушибов легкого, в том числе с
проведением рентгенологических и КТ-исследований у пострадавших,
находящихся на искусственной вентиляции легких.
Степень разработанности темы исследования. Появление и внедрение в клиническую практику компьютерных томографов со спиральным типом
сканирования существенно повысило уровень диагностики различных
патологических состояний в целом. Однако их использование в связи с методическими трудностями еще не нашло широкого применения (Кочергаев О.В., Карпухин М.А., 2011). В литературе практически отсутствуют сведения, отражающие эффективность спиральной КТ в определении повреждений груди, в частности ушиба легкого.
Ушиб легкого – это повреждение участка дыхательной паренхимы с геморрагическим пропитыванием ткани легкого, внутриальвеолярными и внутрибронхиальными кровоизлияниями, проявляющееся морфологическими и функциональными нарушениями, прогрессирующими в динамике. Характерной особенностью этого повреждения является формирование в паренхиме кровоизлияний различной степени распространенности, вплоть до внутрилегочных гематом, а также дольковых ателектазов и травматической эмфиземы легочной ткани (Бисенков Л.Н., 2005; Самохвалов И.М., 2011).
Отечественные и зарубежные исследования показывают, что существует корреляционная связь между тяжестью ушиба легких и развитием легочных инфекционных осложнений, пневмоний, дыхательной недостаточности, а также частотой острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС) и летальностью (Самохвалов И.М., 2011; Michelet P., 2010). При развитии у пострадавших с обширным ушибом осложнений, инфекционных или ОРДС, уровень летальности может достигать 90% (Брюсов П.Г., 2009; Яблонский П.К., 2009; Gajic O., 2011).
До настоящего времени проблема ранней диагностики и лечения ушиба легких при тяжелой сочетанной травме груди остается далеко не решенной (Тахтамыш М.А., 2004; Самохвалов И.М., 2011). Не оценено влияние ушиба легких на течение травматической болезни при тяжелых сочетанных травмах. Так как ушиб легких повышает частоту развития синдрома острого повреждения легких и его наиболее тяжелой степени – ОРДС (Miller P.R. еt. аl., 2001), он может являться одной из основных причин развития полиорганной недостаточности, а значит оказывать существенное влияние на исход лечения (Брюсов П.Г., 2009).
Проведенный анализ литературных данных показал, что научных работ, посвященных изучению роли и места метода КТ, и особенно методики волюметрии, в диагностике повреждений легких у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой, немного (Черемисин В.М., Ищенко Б.И., 2003; Попова И.Е., 2011; Доровских Г.Н., 2012; Miller P.R., 2002; Wang S., 2011; Strumwasser A., 2011). В литературе практически отсутствуют исследования по определению взаимосвязи объема ушиба легких и развития ранних легочных осложнений.
Из обзора литературы вытекает острая актуальность решения вопросов диагностики ушиба легкого, его объема, динамики и роли в течение травматической болезни при сочетанных повреждениях, его значения в выборе тактики лечения. Исходя из биомеханики закрытой травмы, можно предположить, что распространенность (объём) ушиба легкого может рассматриваться как приближенный индикатор вероятной тяжести ОРДС.
Таким образом, недостаточная разработанность данной проблемы и обусловливает необходимость выполнения настоящего исследования.
Цель исследования. Целью работы явилось улучшение диагностики повреждений легких и ранних легочных осложнений у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой на основе научного обоснования применения рентгеновской компьютерной томографии с волюметрией и денситометрией.
Задачи исследования:
-
Усовершенствовать методику компьютерной томографии с волюметрией, применяемую для обследования пострадавших с тяжелой сочетанной травмой, находящихся на искусственной вентиляции легких.
-
Разработать компьютерно-томографическую семиотику повреждений легких и ранних легочных осложнений у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой груди.
-
Провести сравнительный анализ эффективности компьютерно-томографических и рентгенологических исследований в диагностике и характеристике повреждений легких у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой груди.
-
Определить зависимость между лучевой семиотикой и клиническими показателями у пострадавших с ушибом легкого при поступлении и в динамике течения травматической болезни.
-
Выявить взаимосвязь степени тяжести ушиба легкого с повреждением грудной стенки и органов средостения, а также с тяжестью течения и исходом поражения.
Научная новизна исследования. Усовершенствована методика
обследования путем выполнения многосрезовой КТ с задержкой дыхания после предварительной преоксигенации пациента 100% кислородом, с дальнейшим выполнением КТ-волюметрии ушиба легочной ткани и денситометрии. Методика применима для пациентов, нуждающихся в искусственной вентиляции легких. Ее выполнение повышает диагностическую эффективность исследования.
Доказано, что при ушибах легкого в 1/3 случаев и более выявляются внутрилегочные разрывы паренхимы (гематоцеле и пневматоцеле, пневмато-гематоцеле) – (p<0,05).
Большие объемы ушибов легких достоверно чаще встречаются в группах пострадавших с множественными двойными переломами ребер и при переломах первых двух ребер (p<0,05). Также достоверно чаще встречается ушиб легкого объемом 30-39% при множественных двойных переломах ребер (p<0,05). Чем больше ушиб легкого, тем чаще выявляются внутрилегочные гематомы (p0,05).
На основании общепринятых данных о рентгеновской плотности различных жидкостей можно предположительно судить о характере различных типов травматической инфильтрации. В соответствии с этим предположением по результатам работы выделено 3 типа травматической инфильтрации легочной ткани:
1 тип – интраальвеолярная инфильтрация с преимущественным
пропитыванием легочной паренхимы кровью (рентгеновская
плотность -34+90 HU, m=28HU);
2 тип – альвеолярная инфильтрация с преимущественным содержанием
крупномолекулярной белковой жидкости (рентгеновская плотность -250+1 HU,
m=-51HU);
3 тип – преимущественно интерстициальное (с незначительным
альвеолярным компонентом) пропитывание (отек) паренхимы легкого жидкостью
(рентгеновская плотность -760-230 HU, m=-520HU).
Чем ниже по плотностным показателям травматическая инфильтрация изначально, тем реже она подвергается консолидации (p<0,01), т.е. исход благоприятнее.
Доказано, что наблюдается существенное ухудшение показателей функции внешнего дыхания и значительное увеличение количества осложнений при объеме ушиба легочной ткани у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой груди более 20% (p<0,05), что важно для выбора лечебной тактики. Существенное различие в длительности лечения выявлено между пострадавшими с объемом ушиба легочной ткани меньше 20% и с объемом 20% и более (p<0,05), что является важным фактором для определения прогноза течения болезни.
На основе полученных данных КТ-волюметрии выявлена группа пострадавших с высоким риском развития легочных осложнений.
Теоретическая и практическая значимость. Обосновано применение усовершенствованной методики КТ с волюметрией для более точной оценки патологических изменений структур груди, измерения их денситометрических показателей, количественного определения объема ушиба легкого, выявления осложнений и частоты их развития при динамическом обследовании пациентов с тяжелой сочетанной травмой груди.
Обобщена и дополнена лучевая семиотика сочетанных поражений груди. Определены рентгенологические характеристики трёх типов травматической инфильтрации легкого с соответствующими окнами рентгеновской плотности.
Определены объективные диагностические критерии ушиба лёгких, необходимые для их дифференциальной диагностики и планирования тактики лечения таких пострадавших.
Выделены основные комьютерно-томографические симптомы,
характеризующие ушиб легкого: травматическая инфильтрация у всех пострадавших, травматические пневматоцеле (псевдокисты) (n=30; 36,1%), гематоцеле и пневмато-гематоцеле (внутрилегочные гематомы) (n=28; 33,7%).
Определена группа риска пострадавших с большой вероятностью развития ранних легочных осложнений (ушиб легкого более 20-29%), которым показана избирательная тактика интенсивной терапии респираторной поддержки для предупреждения развития осложнений.
Методология и методы исследования. Диссертационное исследование выполнялось в несколько этапов. На первом этапе изучалась литература, посвященная данной проблеме. Всего проанализировано 157 источников, из них 66 – отечественных, 91 – зарубежный.
На втором этапе были обследованы 83 пострадавших с тяжелой сочетанной травмой, сопровождавшейся ушибом легких, находящихся на ИВЛ, которым при
поступлении, одновременно с проведением противошоковых мероприятий, проводили рентгенографию и КТ груди.
Рентгенографию проводили с помощью палатного передвижного рентгенологического аппарата Mobilet (Siemens, Германия) сразу после поступления пострадавшего в клинику по стандартной методике.
КТ груди пострадавшим проводили на 16-срезовом томографе «Aquilion16»
(Toshiba, Япония) не позднее 6 часов после травмы. Исследование выполняли при
принудительной задержке дыхания на вдохе, с предшествующей преоксигенацией
100% кислородом в течение 5 мин. Время сканирования составляло 5-7 секунд.
Технические условия сканирования были стандартными: напряжение
генерируемого излучения – 140 кВт, экспозиция 250 мAс. В зону интереса включали все поперечные срезы области груди.
В областях изменения рентгеновской плотности легочной паренхимы,
обусловленного ушибом легких (зоны консолидации, травматической
инфильтрации, отека), денсиметрические показатели определяли на 3-4 аксиальных срезах, расположенных на расстоянии 1-3 см друг от друга, в зависимости от общего объема патологических изменений. В зонах визуально равномерной плотности измеряли средние показатели площади ушиба легких по шкале Хаунсфилда, а в участках с неравномерной плотностью проводили измерения в нескольких точках с последующим вычислением средних значений.
Расчет объема ушиба легкого (КТ-волюметрия) производили с помощью программного обеспечения компьютерного томографа «Volume calculation». Для расчета использовали «толстые» срезы, для этого проводили реконструкцию изображений с толщиной среза – 5, инкремент реконструкции соответственно был 5 мм. Принцип расчета основан на модифицированной формуле Симпсона. Для расчета объемов на аксиальных срезах обводили зону ушиба (травматических инфильтратов не менее 1,5 см в диаметре), выставляли окно плотностных характеристик интересуемой зоны – 760…+90HU и определяли ее площадь. Далее определяли относительный суммарный объем всех зон повреждения паренхимы от общего объема легких по формуле:
X= Vu/Vo100%,
где Х – суммарный объем ушиба, выраженный в процентах; Vu – объем ушиба обоих легких; Vo – общий объем легких.
Процентное отношение суммарного объема ушиба к общему объему легких позволяет оценить тяжесть поражения легочной ткани.
Всем пострадавшим проводили повторные КТ-исследования на 3-5-е сутки (период развития ранних легочных осложнений) после травмы. Части (n=34, 41%) пострадавшим проводили дополнительные исследования в конце 1-х и на 2-е сутки после травмы (в острый период).
На третьем этапе диссертационного исследования проводили сравнительный анализ результатов применения усовершенствованной методики КТ с волюметрией и денситометрией в динамике травматической болезни с клиническими данными и статистическую обработку полученных результатов.
Определяли чувствительность, специфичность и точность рентгенографии в диагностике повреждений груди.
Клиническая характеристика пострадавших. Всего обследовано 83 пострадавших с тяжелой сочетанной травмой, сопровождавшейся ушибом легких. Все пострадавшие проходили стационарное обследование и лечение в клинике военно-полевой хирургии ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ с 2010 по 2014 годы. В группу обследованных были включены пострадавшие с тяжелой сочетанной травмой при наличии тупого закрытого повреждения груди. Основным критерием включения пациентов в группу для научного исследования являлось наличие у них ушиба легкого.
В процессе лечения травматической болезни в динамике проводили КТ и другие лучевые, инструментальные и лабораторные исследования, а также мониторинг тяжести состояния пострадавших. В динамике рассчитывали интегральный показатель состояния системы внешнего дыхания – индекс оксигенации (РаО2/FiO2).
Большую часть пострадавших составили мужчины – 57 (68,7%) человек. Основная возрастная группа среди мужчин – 30-59 лет (78,9%) – лица трудоспособного возраста; среди женщин – 30-39 лет (30,8%). Средний возраст пострадавших составил – 51,1±14,0 лет.
Наиболее часто встречался дорожно-транспортный травматизм (n=69); количество пострадавших в результате производственных травм (n=9), уличного (n=3) и бытового (n=2) травматизма было значительно меньше. Основной причиной травмы чаще было ДТП, при котором пострадавший находился внутри машины (32,5%), ДТП с наездом на пострадавшего (38,6%) и падение с высоты (24,1%).
В среднем при травме повреждалось три и более области тела (3,5±0,1). В структуре сочетанных травм наряду с травмой груди и ушибом легких преобладали повреждения головы (89,1%), живота (47,0%) и таза (30,1%). Доминирующей областью повреждения чаще всего были грудь (42,2%) и голова (27,7%). Далее следовали повреждения живота, таза и конечностей.
Все пострадавшие в зависимости от тяжести состояния при поступлении были разделены на 4 группы, согласно шкале ВПХ-СП (таблица 1).
Из таблицы 1 следует, что большинство пострадавших находились в тяжелом (48,2%) и крайне тяжелом (42,2%) состоянии, а средний балл тяжести повреждений составил 31,3±8,2.
Таблица 1 – Характеристика пострадавших по тяжести состояния при поступлении по шкале ВПХ-СП (по классификации ВПХ, 1991)
Большинство пострадавших имели тяжелые и крайне тяжелые повреждения, а средний балл тяжести повреждений составил 11,9±0,9 баллов. Основная часть пострадавших имела тяжелую степень повреждения груди – 60 (72,3%) человек. Меньшее количество пострадавших имели средние (21,7%) и крайне тяжелые (6%) повреждения груди.
Положения, выносимые на защиту:
-
Усовершенствованная методика многосрезовой КТ с волюметрией предназначена для пострадавших с тяжелой сочетанной травмой груди, находящихся на ИВЛ, и позволяет детально визуализировать повреждения легких, оценить их степень, объем, плотность и снизить количество артефактов.
-
По результатам выполнения КТ пострадавшим при поступлении выявлена взаимосвязь объемов ушибов легких с характером повреждений грудной стенки. Большие объемы ушибов легких достоверно чаще (p<0,05) встречаются в группах пострадавших с множественными двойными переломами ребер и при переломах первых двух ребер. Чем больше по объему ушиб легкого, тем чаще выявляется пневмоторакс, особенно напряженный, и гемоторакс. Передний и переднебоковой реберные клапаны чаще сопровождаются наличием больших по объему ушибов легкого (p<0,05).
-
Определены три типа рентгеновской плотности травматической инфильтрации легких:
а) с плотностью -34+90 HU, m=28 HU; вероятно, интраальвеолярная
инфильтрация с преимущественным пропитыванием легочной паренхимы
кровью;
б) с плотностью -250+1 HU, m=-51 HU; вероятно, альвеолярная
инфильтрация с преимущественным содержанием крупномолекулярной
белковой жидкости;
в) с плотностью -760-230 HU, m=-520 HU; вероятно, преимущественно
интерстициальное (с незначительным альвеолярным компонентом)
пропитывание (отек) паренхимы легкого жидкостью.
4. При объеме ушиба легочной ткани у пострадавших с тяжелой сочетанной
травмой груди более 20% наблюдается значительное ухудшение показателей
функции внешнего дыхания, увеличение количества осложнений, вероятности
развития ОРДС, длительности ИВЛ, лечения в отделении реанимации и
летальности.
Степень достоверности и апробация результатов. Степень достоверности
результатов проведенного исследования определяется значительным и
репрезентативным объемом выборки обследованных пострадавших (n=83), применением современных методов исследования (цифровая рентгенография, многосрезовая КТ), выполненных на сертифицированном оборудовании, а также обработкой полученных данных современными методами математической статистики.
Результаты диссертационного исследования используются в практической работе отделений лучевой диагностики кафедры (рентгенологии и радиологии с курсом ультразвуковой диагностики) и клиники военно-полевой хирургии
Военно-медицинской академии имени СМ. Кирова и внедрены в учебный процесс на соответствующих кафедрах.
Основные результаты работы доложены и обсуждены на: Невском радиологическом форуме (СПб., 2013, 2014; 2015); заседаниях Санкт-Петербургского радиологического общества (СПб., 2012, 2014); IX Всероссийском национальном конгрессе лучевых диагностов и терапевтов «Радиология-2015» (М., 2015).
Апробация работы. Апробация диссертационной работы проведена на межкафедральном заседании кафедр рентгенологии и радиологии (с курсом ультразвуковой диагностики) и военно-полевой хирургии ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени СМ. Кирова» МО РФ (протокол № 8 от 23.12.2016 г).
Личный вклад автора. Тема и план диссертации, ее основные идеи и содержание разработаны совместно с научным руководителем на основе многолетних целенаправленных исследований.
Автор самостоятельно обосновал актуальность темы диссертации, цель, задачи и этапы научного исследования. Разработана формализованная карта и на ее основе создана электронная база данных.
Диссертант лично провел КТ-исследования 83 пациентов.
Личный вклад автора в изучении литературы, сборе, обобщении, анализе, статистической обработке клинических материалов и написании диссертации -100%.
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 9 научных работ, из них 2 статьи - в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ. Внедрены 3 рационализаторских предложения (№ 12469/9 от 17.11.10 г; № 12871/7 от 21.11.11 г; № 13266/6 от 29.10.12 г).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа содержит 50 рисунков и 55 таблиц. Список литературы включает 157 источников (66 отечественных и 91 зарубежный). Текст диссертации изложен на 164 листах машинописного текста.
Методы статистической обработки результатов исследования.
Клинические материалы и результаты лучевых исследований заносили в специально разработанную формализованную карту, а затем в базу данных. Рассчитывали показатели чувствительности, специфичности и точности рентгенологической методики. За «золотой стандарт» принимали результаты КТ. Математическое обеспечение исследования выполнено с помощью табличного редактора Microsoft Excel и пакета прикладных программ по статистической обработке данных Statistica for Windows с использованием методов вариационной и непараметрической статистики для малых групп. Достоверность различий рассчитывали по t-критерию Стьюдента, критерию хи-квадрата Пирсона, точному критерию Фишера. В диссертации количественные переменные в таблицах и тексте представлены в виде M (среднее)+m (стандартная ошибка среднего).
Повреждения грудной стенки, плевры, органов средостения, диафрагмы
Повреждения легких, ушибы легких Наибольшую сложность в диагностике повреждений легких представляют пострадавшие с тяжелой сочетанной травмой. В условиях города их, как правило, доставляют в стационар в течение первого часа в тяжелом состоянии, без сознания, и клинически установить тяжесть повреждения груди достаточно сложно (Черемисин В.М., Ищенко Б.И., 2003; Багненко С.Ф., Миннуллин И.П., 2013; Beal A.L., 2016). Для определения оптимальной тактики лечения пациентов с закрытой травмой груди необходимо уточнение характера повреждения легких. Решению этой задачи в значительной мере способствует неотложное лучевое исследование – рентгеновская компьютерная томография (Агафонова Н.В., 2014; Voggenreiter G., 2004; Wanek S., Mayberry J.C., 2004).
Биомеханика закрытой травмы груди включает быструю локальную вдавленную деформацию грудной клетки с непосредственной локальной травмой ближних органов со стороны удара, и распространяющуюся деформацию всей грудной клетки с колебаниями ее стенки и органов (сотрясение), вызывающую обширные двусторонние травматические повреждения легких и других органов груди (патогенетический субстрат ОРДС) (Raghavendran K., 2009).
Ушиб легкого является распространенным повреждением у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой, сопровождающейся тупой травмой груди, и высокими показателями заболеваемости и смертности (Самохвалов И.М., 2014; Wurmb T.E., 2007). Осложнения, возникающие на фоне повреждения легочной паренхимы, наблюдаются почти у 50% пострадавших с ушибами легких и включают в себя пневмонию, дыхательную недостаточность, требующую длительной механической вентиляции, и острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС) (Зарнадзе Н.Р., 2007; Неговский В.А., 2013). Ушиб легких чаще бывает двусторонним и множественным, особенно у молодых пациентов, в зоне удара и противоудара. Локализуется преимущественно субплеврально и в периферических отделах (Wagner R.B., 1988; Wanek S., 2004). Ушиб легкого является независимым фактором риска смерти у пациентов с сочетанной травмой. По оценкам авторов, при наличии ушибов легких у таких пострадавших смертность достигает 25%, при ушибах легких, осложненных ОРДС, смертность может достигать 50% (Измайлов В.В., 2010; Немченко Н.С., Денисов А.В., 2013; Wu J.S., 2008; Hamrick M.C., 2009).
Несмотря на то, что в изучении ушиба легкого сделаны значительные успехи, его патофизиология остается мало изученной. Затруднение в понимание данной патологии, вероятно, связано с отсутствием способа точного вычисления объема ушиба легкого. Так, между площадью поврежденной легочной паренхимы по данным рентгенографии и тяжестью клинических проявлений с исходами лечения была выявлена четкая связь (Самохвалов И.М., 2011; Kaewlai R. 2008; Michelet P., 2010).
Ушиб паренхимы легких влечет за собой патофизиологические нарушения, которые в зависимости от его объема и тяжести сочетанных повреждений, могут стать причиной тяжелой дыхательной недостаточности. Вентиляционно перфузионные нарушения, возрастающее внутрилегочное шунтирование, повышение уровня внесосудистой воды в легких и снижение растяжимости легких (compliance) развиваются в результате ушиба нескольких долей легкого (Самохвалов И.М., 2011; Ярошецкий А.И., 2014; Hoth J.J., 2009). При этом из дыхательной функции выключаются значительные участки легкого с шунтированием неоксигенированной крови справа налево (Супрун А.Ю., 2012). Основными патогенетическими механизмами реализации ушиба легких являются повышение проницаемости альвеолярно-капиллярной мембраны с выходом жидкости в межклеточное пространство; развитие локального воспалительного ответа; нарушение вентиляционно-перфузионных соотношений; повышение внутрилегочного шунтирования; снижение легочного «комплайнса» (растяжимости легких) (Быков, И.Ю., 2009; Голубев А.М., 2012; Raghavendran K., 2009). По данным исследователей, морфологические изменения в ушибленном легком характеризуются наличием внутритканевых кровоизлияний, нарушением структуры альвеолокапиллярного барьера и деструкцией альвеолоцитов II типа, продуцирующих сурфактант. Вследствие увеличения альвеолярной и капиллярной проницаемости наряду со снижением выработки сурфактанта воздушные пространства заполняются кровью, воспалительными клетками и тканевым детритом. Через 24-48 часов после травмы происходит спадение альвеол и дальнейшая консолидация в связи с экстравазацией крови в альвеолы. Консолидация легких может привести к повышению давления в легочных сосудах. В дальнейшем отмечается регенерация элементов легочной ткани (Брюсов П.Г., 2009; Самохвалов И.М., 2011; Немченко Н.С., 2013; Hoth J.J., 2009; Lafferty P.M., 2011).
Таким образом, в результате ушиба легкого происходит консолидация легочной ткани и альвеолярный коллапс (разрушение альвеол) в результате кровоизлияний и интерстициального отека (Черемисин В.М., 1988; Сундуков Д.В., 2007; Raghavendran K., 2009; Leon S., 2010).
Методы и методики лучевого обследования пострадавших
Измеряли денситометрические показатели легочной ткани, внутрилегочных гематом или кист, мягких тканей, мышц, клетчатки груди. В небольших по объему участках разрывов легочной паренхимы рентгеновскую плотность определяли в 3-4 точках, в минимальных – общую зональную плотность содержимого полости.
В областях изменений рентгеновской плотности легочной паренхимы, обусловленных ушибом легких (зоны консолидации, травматической инфильтрации, отека), денсиметрические показатели определяли на 3-4 аксиальных срезах, расположенных на расстоянии 1-3 см друг от друга, в зависимости от общего объема патологических изменений. В зонах визуально равномерной плотности измеряли средние показатели площади ушиба легких по шкале Хаунсфилда, а в участках с неравномерной плотностью проводили измерения в нескольких точках с последующим вычислением средних значений.
Выявляли переломы костных структур, оценивали состояние легочной паренхимы, прилежащей к перелому или инородному телу.
Таким образом, была разработана и применена усовершенствованная методика КТ груди у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой, находящихся на ИВЛ. Предложенный способ задержки дыхания на вдохе с предварительной преоксигенацией 100% кислородом в течение 5 мин у пострадавших при КТ исследовании обеспечивал неподвижность легочной ткани и диафрагмы, что улучшало качество изображений и позволяло четко визуализировать структуру легочной паренхимы, органов средостения, верхнего этажа брюшной полости и костного каркаса.
Для более наглядного отображения тяжести повреждения легочной ткани мы использовали количественный параметр – объем ушиба легкого. При отсутствии специализированного программного обеспечения, была возможность использовать встроенную функцию расчета объема ушиба легкого.
Расчет объема ушиба легкого (КТ-волюметрия) производили с помощью программного обеспечения компьютерного томографа «Volume calculation». Для расчета использовали «толстые» срезы, для этого проводили реконструкцию изображений с толщиной среза – 5, инкремент реконструкции соответственно был 5 мм.
Принцип расчета основан на модифицированной формуле Симпсона. Для расчета объемов на аксиальных срезах обводили зону ушиба (травматических инфильтратов не менее 1,5см в диаметре), выставляли окно плотностных характеристик интересуемой зоны – 760…+90HU, и определяли ее площадь (Рисунок 8). Далее определяли относительный суммарный объем всех зон повреждения паренхимы от общего объема легких по формуле: X= Vu/Vo100%, где Х – суммарный объем ушиба, выраженный в процентах; Vu – объем ушиба обоих легких; Vo – общий объем легких. Процентное отношение суммарного объема ушиба к общему объему легких позволяли оценить тяжесть поражения легочной ткани.
Таким образом, нами была усовершенствована методика КТ груди при обследовании пострадавших с тяжелыми сочетанными травмами, находящихся на ИВЛ. С целью изучения состояния всех структур груди обязательным было получение срезов в аксиальной плоскости в фазе вдоха после предварительной преоксигенации 100% кислородом, с дальнейшим выполнением КТ-волюметрии ушибленной легочной ткани. Для расчета объема использовали толстые срезы, для этого проводили реконструкцию изображений с толщиной среза 5, инкремент реконструкции соответственно был 5 мм. Модифицированная методика позволила более точно оценивать патологические изменения структур груди, измерить их денситометрические показатели, количественно определять объем ушиба легкого, выявлять осложнения и частоту их развития при динамическом обследовании пациентов. Была отработана методика волюметрии области ушиба легкого, а также – денситометрии поврежденных участков легкого.
В процессе лечения всем пострадавшим выполняли в динамике рентгенографию и КТ, как правило, на 3–5 сутки для оценки динамики развития ушиба легкого и выявления легочных осложнений. Части пострадавших (n=34; 41%) проводили дополнительные повторные исследования в конце 1-х, и во 2-е сутки после травмы (в острый период). При развитии легочных осложнений выполняли контрольные КТ для оценки дальнейшего развития и возможностей разрешения наиболее грозных осложнений.
Результаты клинических и лучевых исследований заносили в специально разработанную формализованную карту, а затем в базу данных.
Проводили сопоставление результатов лучевых исследований и динамики клинических данных.
Обработку данных производили на персональном компьютере с использованием методов, реализованных в системе программ для статистической обработки данных STATISTICA 6.0, пакета программного обеспечения Microsoft Office 2008, Microsoft Excel, предназначенных для решения медико-биологических задач, с использованием методов вариационной и непараметрической статистики для малых групп, специальной программы просмотра КТ-изображений на ПК - FilmWorkstation 2.1. Проводили построение таблиц, вычисление относительных показателей, средних значений. Для каждой переменной вычислялось: М-средняя арифметическая; m-средняя ошибка средней арифметической; р-показатель достоверности, определяемый по методу Стьюдента, критерию хи-квадрата Пирсона, точному критерию Фишера. В диссертации количественные переменные в таблицах и тексте представлены в виде M (среднее)+m (стандартная ошибка среднего). Полученные результаты выражали в единицах СИ.
Для оценки эффективности рентгенологической методики диагностики ушиба легкого, повреждений внутренних органов и реберного каркаса использовали показатели чувствительности, специфичности, уровень ложноотрицательных ответов, уровень ложноположительных ответов.
В качестве комплексного показателя использовали показатель диагностической эффективности, определяемый как относительная величина частоты правильных ответов в общем количестве наблюдений, который является одним из широко используемых интегральных оценок эффективности диагностических методик и характеризует общую «точность» метода исследования.
Вычисление этих характеристик проводили по методике качественной оценки референтного и изучаемого метода. За «золотой стандарт» принимали результаты КТ груди.
В процессе комплексного рентгенологического исследования повреждений груди на каждом этапе после применения усовершенствованной методики КТ (с задержкой дыхания в фазе максимального вдоха) рассчитывали их прогностические значения в постановке правильного диагноза. Определяли положительные (доля пациентов с положительными результатами, которые были правильно диагностированы) и отрицательные (доля пациентов с отрицательными результатами, которые были правильно диагностированы) прогностические значения методов.
Внутрилегочные травматические пневмато-гематоцеле
Результаты комплексного лучевого обследования пострадавших с ушибами легких были подвергнуты экспертному анализу. Рентгенограммы оценивали два врача-рентгенолога (опыт работы у обоих был более 20 лет). Оценка результатов КТ исследований была проведена тремя врачами отделения компьютерной томографии (опыт работы двух из них был больше 10 лет, одного – более 5 лет).
Ушибы легких оценивали по следующим критериям: вид инфильтрации легочной ткани, наличие пневматоцеле, гематоцеле и размер повреждения легочной ткани.
Проводили ретроспективный повторный анализ изображений независимо каждой группой специалистов. Окончательное заключение во всех случаях выносилось на основе полного консенсуса специалистов по каждому методу.
Специалисты анализировали рентгенограммы, выполненные в прямой проекции. Прямыми рентгенологическими признаками ушиба легкого было появление пятнистых, местами сливающихся уплотнений, не имеющих четкого сегментарного и/или долевого распределения, чаще наблюдаемых в периферических отделах легкого (травматическая инфильтрация), наличие множественных округлых гомогенных теней различной плотности (гематоцеле, пневмато-гематоцеле) и округлых воздушных полостей (пневматоцеле).
В научной литературе превалирует мнение, что с наибольшей точностью диагностировать и полноценно охарактеризовать ушиб легкого, пневмоторакс, гемоторакс, переломы костного каркаса груди можно по результатам КТ. Исходя из этого условным «золотым стандартом» эффективности диагностики ушиба легкого нами была выбрана компьютерная томография. Экспертная оценка результатов рентгенографии проводилась в сравнении с результатами экспертной оценки данных КТ.
Результаты экспертной оценки рентгенографии по сравнению с данными КТ по критерию «травматическая инфильтрация объемом более 10%» представлены в Таблице 25.
Сравнительная диагностическая эффективность рентгенографии в определении травматической инфильтрации объемом более 10% Результат ИП ИО ЛП ЛО Рентгенография 57 11 2 ИП – истинно-положительный результат; ИО – истинно-отрицательный результат; ЛП – ложно-положительный результат; ЛО – ложно-отрицательный результат. Таким образом, чувствительность рентгенографии в определении ушиба легкого составила 81,4%, специфичность – 84,6%, точность – 81,9%. Положительная прогностическая значимость составила 96,6%, отрицательная прогностическая значимость – 45,8%.
Результаты экспертной оценки рентгенографии по сравнению с данными КТ по критерию «внутрилегочные гематоцеле» представлены в Таблице 26. Таблица 26 Сравнительная диагностическая эффективность рентгенографии в определении внутрилегочных гематоцеле Результат ИП ИО ЛП ЛО Рентгенография 8 56 3 ИП – истинно-положительный результат; ИО – истинно-отрицательный результат; ЛП – ложно-положительный результат; ЛО – ложно-отрицательный результат. Таким образом, чувствительность рентгенографии в определении внутрилегочных гематоцеле составила 33,3%, специфичность – 95,0%, точность – 77,2%. Положительная прогностическая значимость составила 72,7%, отрицательная прогностическая значимость – 77,8%. Результаты экспертной оценки рентгенографии по сравнению с данными КТ по критерию «травматические пневматоцеле» представлены в Таблице 27. Таблица 27 Сравнительная диагностическая эффективность рентгенографии в определении травматических пневматоцеле Результат ИП ИО ЛП ЛО Рентгенография 6 55 2 ИП – истинно-положительный результат; ИО – истинно-отрицательный результат; ЛП – ложно-положительный результат; ЛО – ложно-отрицательный результат. Чувствительность рентгенографии в определении травматических пневматоцеле составила 22,2%, специфичность – 96,5%, точность – 73,5%. Положительная прогностическая значимость составила 75,0%, отрицательная прогностическая значимость – 72,4%. Таким образом, рентгенография существенно уступает КТ- исследованию по диагностической эффективности в выявлении основных признаков ушибов легких. Были проанализированы важнейшие характеристики прямых лучевых признаков ушиба легких. Прямыми лучевыми признаками ушиба легкого считали: травматическую инфильтрацию легочной паренхимы различного объема и рентгеновской плотности, разрывы паренхимы с образованием, как правило, небольших полостей – заполненных воздухом (пневматоцеле), полностью или частично – кровью (гематоцеле, пневмато-гематоцеле).
Основным признаком является травматическая инфильтрация, развивающаяся сразу после тяжелой травмы груди. Всего было выявлено 205 зон травматической инфильтрации. Инфильтрация легочной ткани не имела четкой зональности по сегментам легких. Правое легкое страдало чаще (односторонние и двусторонние повреждения) у 71 (85,6%) пострадавшего, чем левое – в 72,3%. Определены три варианта (типы) рентгеновской плотности травматической инфильтрации легких.
Травматическая инфильтрация располагалась как в месте воздействия травмирующей силы (часто в области переломов ребер), так и в зонах, отдаленных от места приложения силы (парамедиастинально, в центральных отделах легких), имела неправильную форму.
Результаты измерений суммарных объемов ушибов (волюметрия) позволили выделить пять групп пострадавших по этому показателю. У большего количества пострадавших – 21 (25,3%) объем ушибов легких составил 20-29%, одинаковое число пациентов по 18 (21,7%) было в группах с объемами ушиба легкого 30-39% и более 39%, по 15,6% (n=13) в группах с объемами ушиба легкого менее 10%, и 10-19%.
Внутрилегочные травматические воздушные полости определили у 30 (36,1%) пострадавших. Внутрилегочные гематоцеле и пневмато-гематоцеле выявлены у 28 (33,7%) пострадавших. Они имели округлую или овальную форму, четкие контуры, тонкую стенку (менее 1мм). Общее количество травматических гематоцеле и пневмато-гематоцеле у 28 пострадавших составило 165.
Было достоверно доказано, что при ушибе легкого более 20-29% чаще выявляли внутрилегочные (гематоцеле, пневмато-гематоцеле и пневматоцеле) разрывы паренхимы (p0,05). Рентгенография, выполняемая в приемном отделении на передвижном аппарате в горизонтальном положении больного, обладает невысокой диагностической эффективностью в выявлении и полноценной характеристике ушибов легких.
Компьютерно-томографическая диагностика повреждения плевры, органов средостения и диафрагмы. Определение взаимосвязи наличия пневмоторакса и гемоторакса с переломами костного каркаса груди
При закрытых травмах груди ушибы легких встречаются в 40-90% случаев (Бисенков Л.Н., 2005; Самохвалов И.М., 2011; Michelet P., 2010). Большинство травм груди являются последствиями тупой травмы (около 90%) (Shanmuganathan K., 2006). По оценкам авторов, при наличии ушибов легких у таких пострадавших, смертность достигает 25%, при ушибах легких, осложненных ОРДС, смертность может достигать 50% (Stitzel J.D., 2005; Wu J.S., 2008; Hamrick M.C., 2009).
Использование рентгенографии в острой стадии может быть ограниченно вследствие низкой чувствительности этого метода и задержки в появлении характерных для ушиба проявлений (Cohn S.M., 1997; Tyburski J.G., Collinge J.D., 1999; Donnelly L.F., 2002; Johnson S.B., 2008). КТ, по мнению большинства авторов, является основным методом первичной диагностики травм груди, сопровождающихся повреждением легких (Гуманенко Е.К., Самохвалов И.М., 2011; Доровских Г. Н., 2012; Miller P.R., 2002г). Отечественные и зарубежные исследования показывают, что существует корреляционная связь между тяжестью ушиба легкого и развитием легочных инфекционных осложнений, дыхательной недостаточности, частотой респираторного дистресс-синдрома и летальностью (Гуманенко Е.К., 2001; Самохвалов И.М., 2011; Miller P.R., 2002; Kaewlai R., 2008).
В то же время остаются не до конца исследованными многие аспекты современной лучевой диагностики травмы груди. Не достаточно разработана КТ-семиотика повреждений легких и ранних легочных осложнений у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой груди. Не определена зависимость между лучевой семиотикой и клиническими показателями у пострадавших с ушибом легкого при поступлении и в динамике течения травматической болезни.
Целью настоящего исследования явилось улучшение диагностики повреждений легких и ранних легочных осложнений у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой на основе научного обоснования применения рентгеновской компьютерной томографии с методикой волюметрии. Были проанализированы результаты клинических, рентгенологических, КТ-исследований 83 пациентов.
Все пациенты (сплошная выборка) проходили стационарное обследование и лечение в клинике военно-полевой хирургии ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» МО РФ с 2010 по 2014 годы. В группу обследованных были включены пострадавшие с тяжелой сочетанной травмой, при наличии тупого закрытого повреждения груди. Основным критерием включения пациентов в группу для научного исследования являлось наличие у них ушиба легкого.
Критериями исключения из этой группы были: - напряженный, тотальный, субтотальный пневмоторакс (в случаях неполного его устранения, допустимым являлся пристеночный пневмоторакс); - большой и средний гидроторакс и гемоторакс (при неполном его устранении в течение 3 – 4 часов); - гемодинамические нарушения (гипотензия – АД сист. менее 90 мм рт.ст., гемодинамически значимые нарушения сердечного ритма); - неспособность обеспечить проходимость дыхательных путей (обструкция верхних дыхательных путей); - фиксированные нестабильные переломы костей таза и конечностей в объёме лечебно-транспортной иммобилизации. При полном устранении (у нескольких пациентов до состояния незначительного пристеночного) гемо-пневмоторакса, неотложном восстановлении проходимости дыхательных путей в течении 2-3 часов после первичного исследования пострадавших включали в группу для обследования и научного анализа. У таких больных «основным» КТ-исследованием для вычисления объема ушиба легкого считали КТ груди, проведенную после успешного дренирования плевральных полостей. Исследование, при котором выявляли гемо- или пневмоторакс считали «первичным», результаты его использовали для изучения КТ-семиотики этих состояний.
В процессе лечения травматической болезни неоднократно в динамике проводились «повторные» КТ и другие лучевые, инструментальные и лабораторные исследования, а также мониторинг тяжести состояния пострадавших. В динамике рассчитывался интегральный показатель состояния системы внешнего дыхания – индекс оксигенации – РаО2/FiO2.
Среди всех обследованных пациентов (n=83) преобладали мужчины - 57 (68,7%) человек. Женщин было 26 (31,3%). Основная возрастная группа пострадавших среди мужчин – 30-59 лет (78,9%) – лица трудоспособного возраста. Большинство пострадавших (n=45; 54,2%) доставляли в период до 1 часа после получения травмы.
При анализе обстоятельств травмы выяснилось, что основной причиной травмы чаще было ДТП (32,5%), ДТП с наездом на пострадавшего (38,6%) и падение с высоты (24,1%). Отмечался высокий удельный вес кататравмы – 24,1%, низкий - сдавления груди и рельсовой травмы – по 2,4%.
Для объективной оценки тяжести повреждений при поступлении использовались шкалы тяжести повреждения ВПХ-П (МТ), тяжести состояния пострадавших при поступлении в клинику ВПХ-СП, тяжести состояния пострадавших в процессе лечения ВПХ-СС, применяющиеся в клинике военно-полевой хирургии ВМедА им. С.М. Кирова (Гуманенко Е.К. и соавт, 1997; Суворов В.В., 2005).
Степень нарушения сознания оценивалась по шкале ком «Глазго» (Davis R.A., Cunningham P.S., 1984). Большинство пострадавших находились в тяжелом (48,2%) и крайне тяжелом (42,2%) состоянии, а средний балл тяжести повреждений составил 31,3±8,2. Среди всех пострадавших большинство имели тяжелые и крайне тяжелые повреждения, их удельный вес составил 50,6% от общего количества наблюдений, а средний балл тяжести повреждений составил 11,9±0,9 баллов. Основная часть пострадавших имела тяжелую степень повреждения груди – 60 (72,3%) человек. Меньшее количество пострадавших имели средние (83%) и крайне тяжелые (6%) повреждения груди. Средний балл тяжести повреждений составил 11,9±0,9 баллов.