Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Асциты неясной этиологии как актуальный вопрос современной медицины
1.1. Современное представление об асцитах неясной этиологии (распространенность, эпидемиология и естественное течение) .11
1.2. Основные процессы, происходящие в организме при развитии асцита 15
1.3. Современные методы лабораторной и инструментальной диагностики у больных с асцитами .19
1.3.1. Информативные лабораторные модули диагностики транссудата и экссудат с риском нагноения 22
1.3.2. Ультразвуковые методы исследования как методы оценки характера асцита неясной этиологии .27
1.3.3. Диагностический абдоминальный парацентез 29
1.3.4. Особенности метода биоимпедансометрии – сущность и место в медицине .33
ГЛАВА 2.Материалы и методы исследования
2.1.Общая клиническая характеристика больных 37
2.2.Методики лабораторно-инструментального обследования 47
2.2.1. Цитологическая и биохимическая характеристика асцитов .47
2.2.2. Характеристика ультразвукового метода диагностики 49
2.2.3. Усовершенствованная методика проведения малоинвазивной биоимпедансометрии при асцитах неясной этиологии 54
2.2.4. Измерение биоимпеданса асцитической жидкости in vivo 60
3 2.2.5.Измерение биоимпеданса асцитической жидкости in vitro 62
2.2.6.Статистическая обработка результатов исследования .70
ГЛАВА 3.Результаты собственного исследования
3.1. Общая клиническая характеристика больных 74
3.2.Результаты цитологической и биохимической характеристик асцитов 74
3.3. Результаты ультразвукового исследования органов брюшной полости 80
3.4.Результаты малоинвазивной биоимпедансометрии асцитов .87
3.4.1. Биоимпедансометрия in vivo 88
3.4.2. Биоимпедансометрия in vitro 93
3.5. Клинические примеры.. 99
3.6.Диагностическое значение малоинвазивной биоимпедансометрии в комплексном диагностическом алгоритме при асцитах неясной этиологии 113
Заключение .123
Выводы 137
Практические рекомендации 139
Список сокращений 140
Список литературы 141
- Основные процессы, происходящие в организме при развитии асцита
- Ультразвуковые методы исследования как методы оценки характера асцита неясной этиологии
- Усовершенствованная методика проведения малоинвазивной биоимпедансометрии при асцитах неясной этиологии
- Результаты ультразвукового исследования органов брюшной полости
Введение к работе
Актуальность темы. Большого внимания заслуживает рост показателей смертности, связанных с патологией печени, биллиарной системы и сердечнососудистой системы в Российской Федерации. За период с 1982 по 1994 годы он увеличился у мужчин на 85%, у женщин на 185% на 100 тысяч населения. В целом по стране не менее 1000 человек в год умирают от хронических гепатитов и циррозов печени и их осложнений. Поэтому ранняя диагностика и дифференциальная диагностика осложенеий, таких как портальная гипертензия, одним из проявлений которой является асцит, на сегодняшний день не потеряли своей актуальности. Хронические заболевания печени в 80% случаев являются основной причиной развития асцита. Существует несколько причин развития асцита: цирроз печени, сердечная недостаточность, карциноматоз брюшины, туберкулез брюшины, хилезный асцит, нефротический синдром, панкреатический асцит [Хазанов А.П, 2009, Павлов Ч.С., 2011, Маевская М.В., 2103, Буеверов А.О.]. При длительно неустановленной этиологии врач сталкивается с рефрактерными асцитами, с невозможностью проведения контроля за накоплением жидкости даже на фоне применения максимальных доз диуретиков, а также при развитии выраженных побочных доз диуретиков, препятствующих усилению мочегонной терапии. Его развитие указывает на декомпенсацию цирроза и служит плохим прогностическим признаком: выживаемость больных в течение года составляет около 25%. Наиболее распространенной причиной развития цирроза печени в России является злоупотребление алкоголя. Увеличение приема алкоголя населением наблюдается во всем мире, в основном это страны Европы и США. Мировая статистика по алкогольной болезни печени с каждым годом становится все менее оптимистичной [Хазанов А.П, 2009, Павлов Ч.С., 2011, Ивашкин В.Т., 2103].
Асцит – патологическое накопление жидкости в брюшной полости – является обязательным симптомом декомпенсированного цирроза. Осложненные асцитом хронические гепатиты и циррозы печени по своей медицинской и социально-экономической значимости занимают одно из ведущих мест среди заболеваний человека [Хазанов А.П, 2009, Павлов Ч.С., 2011, Ивашкин В.Т., 2103]. Это связано с их широкой распространенностью, прогредиентностью и тяжестью течения, высокой летальностью. Тяжелое течение хронических диффузных заболеваний печени (ХДЗП) являются ведущей причиной утраты трудоспособности у лиц с патологией органов пищеварения [Ратников В.А, 2011, Кармазановский Г.Г., 2012, Пиманов С.И., 2102].
Исходя из вышеизложенного, возникает необходимость поиска
дополнительной методики, позволяющей с достаточной степенью надежности и без ущерба для здоровья пациента с асцитом неясной этиологии определить фактор заболевания, быстро оценить степень динамику процесса, а также прогнозировать дальнейшее течение патологии, развития дальнейших исходов [Павлов Ч.С., 2011, Ивашкин В.Т., 2103].
До недавнего времени единственным методом, дающим представление о
предполагаемой этиологии асцита являлся биохимический анализ асцитической жидкости и цитологический методы исследования. Однако эти методы исследования экономически затратны, при проведении цитологического исследования асцитической жидкости невозможно всегда получить достоверный результат, что приводит к усложнению дифференциально-диагностического ряда [Лемешко З.А., 2012, Павлов А.И., 2011, Маевская М.В, 2013].
В последнее время в клиническую практику активно стали внедряться методы малоинвазивных технологий в диагностичских и терапевтических целях. Одним из методов, позволяющих определить морфо-функциональное состояние внутренних органов, является биоимпедансный аналих. Данный метод основан на измерении полного электрического сопротивления биологических тканей -импеданса [Николаев Д.В., 2006, Леонов С.Д, 2012, Панченков Д.Н., 2012, Косова А.А., 2011]. Расширение диагностического алгоритма путем дополнения его методом оценки электрической составляющей патологически измененных тканей, жидкостных сред позволяет более критично отнестись к выбору лечебного подхода и ведению пациента [Борсуков А.В., 2012].
Таким образом, решение задач по совершенствованию диагностического алгоритма и внедрение новых методов малоинвазивной диагностики асцитов неясной этиологии относится к числу актуальных проблем современного российского и мирового здравоохранения.
Цель работы
Усовершенствование диагностического алгоритма обследования больных с асцитами неясной этиологии с применением малоинвазивной многочастотной билимпедансометрии.
Задачи исследования
-
Исследовать взаимосвязь результатов биоимпедансометрии в условиях in vivo и in vitro c характером асцитической жидкости по данным нативных методов исследования и цитологического исследования.
-
Оценить диагностическую ценность биоимпедансометрии in vivo и in vitro при асцитах неясной этиологии.
-
Определить критерий клинического прогноза асцитов неясной этиологии по данным малоинвазивной многочастотной биоимпедансометрии.
-
Разработать алгоритм использования малоинвазивной многочастотной биоимпедансометрии при асцитах неясной этиологии.
Научная новизна
—» впервые доказана правомерность применения малоинвазивной биоимпедансометрии для дифференциальной диагностики этиологии асцита как альтернативного и/или дополнительного метода на ранних сроках пребывания пациента в стационаре;
-> впервые установлены биоимпедансометрические характеристики асцитической жидкости в зависимости от цитологического и биохимического исследований;
—» доказана зависимость коэффициента дисперсии импеданса асцитической жидкости как предиктора развития осложнений при заболеваниях сердечно-сосудистой системы, поджелудочной железы и печени;
—» впервые установлено ,что увеличение коэффициента импеданса при in vivo более 3,0 у.е., при in vitro более 7,0 у.е. свидетельствует об экссудатах с присоединением вторичной инфекции и возможным развитием перитонита (p < 0,05);
—» доказано, что при появлении симптомов «раздражения брюшины, лейкоцитозе и ускорении СОЭ в общем анализе крови, воспалительных фракций в биохимическом анализе крови (преобладание -глобулинов над -глобулинами, наличие С-реактивного белка +++, содержание -амилазы более 500 ед/л) -рекомендовано проводить малоинвазивную биоимпедансометрию in vitro с целью дифференциального диагноза процесса нагноения в брюшной полости;
-> разработан усовершенствованный диагностический алгоритм,
состоящий из анамнеза, клинико-лабораторных исследований, ультразвукового исследования органов брюшной полости в режиме серой шкалы, диагностической тонкоигольной абдоминальной пункцией и биоимпедансометрии in vivo и in vitro.
Практическая значимость работы.
-> Применение малоинвазивной многочастотной биоимпедансометрии при асцитах неясной этиологии и усовершенствование диагностического алгоритма позволяет улучшить качество диагностики и скорректировать тактику ведения пациентов в максимально ранние сроки.
-> Использование методики малоинвазивной мультичастотной биоимпедансометрии in vivo и in vitro в комплексе с ультразвуковым, цитологическим, биохимическим и биоимпедансометрическими критериями в диагностическом алгоритме при асцитах неясной этиологии повышает информативность последнего.
-> Методика малоинвазивной мультичастотной биоимпедансометрии дает возможность оценить возможность присоединения вторичной инфекции, как дополнительный и/или альтернативный метод в диагностическом алгоритме при асцитах неясной этиологии, при невозможности оценки процесса присоединения вторичной инфекции при экссудативном характере жидкости. Биоимпедансометрические критерии транссудата и экссудата с присоединением вторичной инфекции и без снижают количество неинформативных цитологических исследований, что улучшает качество жизни пациентов, а также ограничивает использование полуавтоматических биохимических систем для оценки характера асцита, которые являются экономически затратными.
-> Применение методики малоинвазивной мультичастотной биоимпедансометрии в условиях in vivo и in vitro, обосновывает дифференцированный подход к биоимпедансометрическому исследованию асцита in vivo и in vitro для прогнозирования осложненного течения заболеваний сердечно-сосудистой системы, поджелудочной железы и печени.
Основные положения, выносимые на защиту:
1.Диагностическая методика многочастотная биоимпедансометрии
является высокоинформативной для диагностики и мониторирования
асцитов неясной этиологии у больных с асцитами при хронической сердечной недостаточности, обострениях хронического панкреатита, развитием деструктивного панкреатита, циррозом печени (класс С по Чайлд-Пью).
2. Диагностический алгоритм больных с асцитами неясной этиологии в сочетании ультразвукового исследования, цитологического и биохимического методов исследования асцитической жидкости, диагностическую абдоминальную пункцию и лапароцентез с биоимпедансометрией in vitro и in vivo повышает информативность диагностики на ранних этапах.
Степень достоверности полученных данных и апробация работы.
Основные положения работы и ее результаты доложены и обсуждены на Российской гастроэнтерологической неделе в 2011-2012г., на ежегодном международном конгрессе «Гепатология сегодня-2012», на конференции молодых ученых СГМА 2012г., на национальном конгрессе лучевых диагностов и терапевтов «Радиология-2011», «Радиология-2012», на научно-практической конференции с международным участием в г. Гродно 2012г., на 6 международном Невском Радиологическом форуме в 2013г.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, из них 3 в ВАК-рецензируемых журналах, выпущено учебно-методическое пособие, одобренное центральным методическим советом СГМА (протокол заседания №10 от 27.10.2011.)
Личный вклад диссертанта
Автором самостоятельно проведен аналитический обзор отечественной и зарубежной литературы по изучаемой проблеме, осуществлено планирование
исследования, составлена его программа.
Лично проведено комплексное ультразвуковое исследование в режимах
серой шкалы, тонкоигольная пункционно-аспирационная биопсия и
малоинвазивная биоимпедансометрия 108 пациентам. Анализ, интерпретация, изложение полученных результатов, формулировка выводов и практических рекомендаций, подготовка материалов к опубликованию выполнено автором лично.
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 170 стандартных страницах машинописного
текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, обсуждения результатов, выводов и практических рекомендаций.
Работа иллюстрирована 41 рисунками и документирована 29 таблицами. В список литературы, используемой для написания диссертации, включено 327 источников, из которых – 204 отечественных и 123 иностранных авторов.
Основные процессы, происходящие в организме при развитии асцита
Социальная и эпидемиологическая значимость хронической патологии печени определяется достаточно высокой интенсивностью эпидемического процесса, длительной утратой трудоспособности, значительной инвалидизацией и смертностью, а также выраженной тенденцией к росту всех этих показателей в многолетней динамике [6, 12, 14, 27, 33, 34, 43, 50, 61, 84, 102]. Ежегодно болезнями печени заболевают не менее 1 млн. жителей земного шара. В России насчитывается не менее 100-150 тысяч таких хронических больных.
Большого внимания заслуживает рост показателей смертности, связанных с патологией печени, биллиарной системы и сердечно-сосудистой системы в Российской Федерации. За период с 1982 по 1994 годы он увеличился у мужчин на 85%, у женщин на 185% на 100 тысяч населения. В целом по стране не менее 1000 человек в год умирают от хронических гепатитов и циррозов печени. Поэтому ранняя их диагностика и дифференциальная диагностика на сегодняшний день не потеряли своей актуальности [31, 37, 68, 89, 98, 116, 122, 139, 150, 179]. Хронические заболевания печени в 80% случаев являются основной причиной развития асцита.
Асцит – патологическое накопление жидкости в брюшной полости – является обязательным симптомом декомпенсированного цирроза [1, 14, 21, 22, 32, 46, 50, 67, 92, 112, 125, 182, 215, 230]. Осложненные асцитом хронические гепатиты и циррозы печени по своей медицинской и социально 12 экономической значимости занимают одно из ведущих мест среди заболеваний человека [65, 74, 84, 92, 102, 119, 177, 186, 187, 193]. Это связано с их широкой распространенностью, прогредиентностью и тяжестью течения, высокой летальностью. Тяжелое течение хронических диффузных заболеваний печени (ХДЗП) являются ведущей причиной утраты трудоспособности у лиц с патологией органов пищеварения [46, 67, 74, 92, 112, 149, 176, 182, 184, 193]. Существует несколько причин развития асцита: цирроз печени, сердечная недостаточность, карциноматоз брюшины, туберкулез брюшины, хилезный асцит, нефротический синдром, панкреатический асцит [9, 32, 46, 53, 55, 65, 67, 74, 92, 175, 183, 209, 219, 301]. При длительно неустановленной этиологии врач сталкивается с рефрактерными асцитами, с невозможностью проведения контроля за накоплением жидкости даже на фоне применения максимальных доз диуретиков, а также при развитии выраженных побочных доз диуретиков, препятствующих усилению мочегонной терапии [9, 10, 14, 27, 28, 38, 50, 125, 140, 205, 212]. Его развитие указывает на декомпенсацию цирроза и служит плохим прогностическим признаком: выживаемость больных в течение года составляет около 25% [14, 26, 38, 46, 48, 49, 51, 54, 67, 74, 92, 119].
Наиболее распространенной причиной развития цирроза печени в России является злоупотребление алкоголя. Увеличение приема алкоголя населением наблюдается во всем мире, в основном это страны Европы и США [61, 84, 133,144, 177, 196, 227]. Мировая статистика по алкогольной болезни печени с каждым годом становится все менее оптимистичной.
По данным ВОЗ в последние десятилетия в мире отмечается рост заболеваемости и смертности вследствие хронических диффузных заболеваний печени (ХДЗП) [12]. Одной из наиболее сложных и определяющих актуальность изучения ХДЗП проблем в современной гепатологии остается цирроз печени (ЦП) и весь комплекс связанных с ним осложнений (портальная гипертензия, печеночная недостаточность), включая развитие гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК) [14, 15, 16, 26, 48].
Внедрение и широкое применение современных методов молекулярной биологии (в первую очередь, полимеразной цепной реакции) привели к пересмотру традиционных представлений об этиологической структуре цирроза печени; более половины наблюдений которых, как и более 2/3 случаев ГЦК в мире обусловлено инфекциями вирусами гепатита В и С [55, 74, 76, 89, 91, 93, 100, 103, 105, 108, 149, 166].
В Российской Федерации в 2000-2002 гг. отмечался пик заболеваемости острыми вирусными гепатитами В и С – 42,5 и 21,2 случая на 100000 тысяч населения соответственно, что с учетом естественного течения HBV-, HCV-и HDV-инфекции, характеризующегося высокой частотой хронизации и последующего прогрессирования до терминальных форм поражения печени, предполагает в ближайшие десятилетия увеличение числа больных не только хроническими гепатитами B, C и D, но и циррозом печени и гепатоцеллюлярной карциномой в их исходе [48, 54, 68, 82, 84, 89, 150, 173, 181].
Среди основных причин развития цирроза печени и ГЦК рассматриваются также злоупотребление алкоголем, реже — неалкогольный стеатогепатит, аутоиммунные (аутоиммунный гепатит, первичный билиарный цирроз, первичный склерозирующий холангит) и наследственные (болезнь Вильсона-Коновалова, наследственный гемохроматоз) заболевания печени [3, 9, 11, 15, 26, 68].
Большинство исследователей сходятся во мнении, что риск поражения печени достоверно увеличивается при употреблении 40-80 г чистого этанола в день не менее 5лет. Данную дозу можно считать как критическую по отношению к мужчинам. Учитывая более высокую чувствительность женщин к алкоголю, в качестве безопасной дозы некоторые авторы указывают 20 г этанола в день [4, 55, 74, 92, 119, 101, 123, 149, 156, 175, 187, 192]. Около 24% приходится на долю алкогольной болезни печени среди всех форм хронических диффузных поражений печени [2, 16, 25, 38, 46, 48, 67, 74, 92, 149, 175]. Следует учитывать также значительное количество смешанных алкогольно-вирусных поражений (3%-алкоголь+HBV, 14%-алкоголь+HCV) и возможность комплексного токсического действия алкоголя и этиологических факторов неалкогольного генеза (ожирение, сахарный диабет 2-го типа, гиперлипидэмия) [29, 67, 92, 182, 194, 249]. За последнее десятилетие во всех странах мира, несмотря на совершенствование и разработку новых методов лечения и заболеваний печени, отмечается тенденция к росту заболеваемости ЦП [43, 84, 102, 132, 145, 177, 181]. Цирроз печени, в большинстве случаев, представляет собой неблагоприятный итог развития хронических алкогольных и вирусных поражений печени. В Российской Федерации отмечается неуклонный рост заболеваемости циррозом. В странах СНГ хронические диффузные заболевания печени в виде цирроза встречаются у 1% населения [6, 12, 17, 33, 34, 43, 61, 133, 202, 203].
Этиологические факторы, стадия заболевания в момент постановки диагноза, степень компенсации цирротического процесса, развития осложнений, своевременность и адекватность проводимой терапии определяют выживаемость при ЦП. По данным Американской коллегии терапевтов, пятилетняя выживаемость пациентов с циррозом, обусловленным алкогольной интоксикацией, составляет 23%, десятилетняя выживаемость-7%, выживаемость при криптогенном циррозе-33% и 20%соответственно [38, 48, 51, 61, 81, 99,102, 111, 112, 119, 128, 204].
Вариабельность клинического течения цирроза печени обусловлена в первую очередь этиологией поражения печени, а также влиянием внешних (злоупотребление алкоголем, лекарственная гепатотоксичность) и внутренних (генетическая предрасположенность) факторов [23, 45, 48, 54, 67, 68, 74, 87, 89, 93, 103, 179].
Ультразвуковые методы исследования как методы оценки характера асцита неясной этиологии
Классифицируется асцит по степени выраженности: 1-я степень – жидкость в брюшной полости определяется только при ультразвуковом исследовании; 2-я степень проявляется симметричным увеличением живота; 3-я степень представляет собой напряженный асцит. Пациенты с циррозом печени и асцитом (10%), ставится диагноз резистентного асцита [48, 54, 67, 74, 92, 149, 175, 182, 184].
Несмотря на большие достижения в изучении асцитов, остается много нерешенных вопросов в области диагностики, трудности в раннем распознавании этиологического фактора. В современной гепатологии происходят существенные качественные изменения, позволяющие переосмыслить многие устоявшиеся диагностические подходы при оценке активности воспалительного процесса, тяжести течения хронической патологии печени, роли и места того или иного синдрома. Значительные успехи достигнуты в клинической фармакологии ХСН [13, 14, 23, 27, 31, 41, 52, 57, 63, 71, 76, 89, 91, 93]. Разработаны эффективные средства для этиотропного лечения, пересмотрены показания и схемы патогенетической терапии основных синдромов при ЦП, позволяющие проводить эффективную профилактику осложнений, облегчающие течение заболевания, улучшающие качество жизни больных. В клиническую практику все шире внедряется трансплантация печени.
Постановка диагноза асцита неясной этиологии и решение вопроса о тактике лечения осуществляется на основании результатов комплекса клинико-лабораторных и инструментальных исследований, дающих информацию о ХСН, хронических и деструктивных панкреатитах, циррозе печени и их осложнениях [31, 41, 57, 68, 89, 91, 93, 160, 197, 200].
Комбинированное применение современных методов медицинского обследования для установления этиологии асцита у больного приобретает в последнее время все большее значение [13, 24, 31, 68, 71, 76].
Стандартные алгоритмы ведения пациентов включают в себя на первом этапе, в большинстве случаев, осмотр и опрос пациента, который приходит на прием к врачу. Выраженность жалоб и объективных симптомов у больных с ЦП может быть различной. В засмости от этого различают латентные и манифестные формы заболевания, в последней выделяют: активные и неактивные формы ЦП; компенсированные и декомпенсированные формы ЦП. Латентное течение отмечается у 15-20% пациентов. У больных с манифестными формами ЦП жалобы и клинические симптомы обусловлены нарушением функции печени, ее гемодинамики или воздействием самого заболевания печени на другие органы (органы-мишени) [67, 68, 73, 76, 77, 82, 89, 91, 93, 149, 160, 176, 187, 193].
При декомпенсированном ЦП отмечаются последствия прогрессирующего течения заболевания в виде синдрома портальной гипертензии. Признаками ПГ являются асцит, спленомегалия, расширенные вены передней брюшной стенки, расходящиеся от пупка (“голова медузы”), нарушения сердечной деятельности, печеночная энцефалопатия [3, 4, 9, 15, 16, 26, 54, 55, 57, 65, 67, 76, 89, 91, 119].
При осмотре пациентов, страдающих алкогольной зависимостью, больной предъявляет жалобы на общую слабость, потерю или снижение аппетита, кожный зуд, боли в суставах. Со стороны ЖКТ могут беспокоить тошнота, рвота, диарея, метеоризм. Тупые и ноющие боли в правом подреберье различной интенсивности является классическим симптомом цирроза. Желтушность кожных покровов и склер наблюдается у 30-50% пациентов [55, 71, 76, 83, 89, 98, 104, 107]. При физикальном осмотре выявляются симптомы хронического поражения печени: телеангиоэктазии (расширенные капилляры и венулы кожи), артериальные сосудистые звездочки, пальмарная эритема, контрактура Дюпюитрена. У мужчин появляются признаки феминизации: изменение типа оволосенения на лобке, атрофия яичек, гинекомастия, потеря либидо, импотенция. У женщин часто возникает аменорея [30, 55, 65, 71, 119. 149, 176, 183, 184, 209, 215, 307].
Несмотря на то, что увеличение размеров живота чаще всего связано с асцитом, оно также бывает следствием целого ряда различных заболеваний. Ожирение, большие кисты ячников, гематомы, новообразования в брюшной полости и обструкция кишечника могут симулировать асцит. Больные асцитом жалуются на увеличение размера одежды, ощущение напряженности или выпячивания живота, боли в пояснице или появление пупочной или паховой грыжи [54, 55, 65, 67, 74, 149, 176, 192].
При физикальном обследовании у пациентов с асцитом выявляют выбухание боковых отделов живота и выпячивание пупка. При содержании менее 1,5 свободной жидкости в полости живота при физикальном исследовании эти признаки трудно обнаружить [45, 63, 89, 98, 103, 150, 166, 179]. Наличие жидкости в брюшной полости подтверждает флюктуация и притупление при перкуссии, изменяющееся при перемене положения больного [89, 97, 98, 103, 126, 139, 150, 166, 198]. Притупление при перкуссии центральной части живота больного, находящегося в коленно-локтевом положении, позволяет предположить наличие до 400 мл свободной жидкости. При ожирении этот тест достаточно чувствителен, но нельзя определить этиологию при вышеуказанных методах исследования [13, 20, 24, 40, 52, 62, 104, 107, 129, 199, 201].
Усовершенствованная методика проведения малоинвазивной биоимпедансометрии при асцитах неясной этиологии
Группы пациентов для проведения малоинвазивной многочастотной биоимпедансометрии формировались в соответствии со следующими критериями: наличие выпота в брюшной полости, отсутствие противопоказаний для проведения парацентеза, согласие пациента на проведение малоинвазивной манипуляции. В исследование не включались пациенты с онкопатологией из этических соображений, так как в этой стадии пациенты находятся в специализированных отделениях и нуждаются в проведении им интенсивной терапии, что создает трудности для исследования. Прогноз заболевания таких больных неблагоприятный.
Различные органы человеческого тела имеют собственные электрические характеристики, зависящие от электропроводности тканей их составляющих, свойств внутри и внеклеточной жидкости, качественно-количественных характеристик кровеносных сосудов данной области. Измерение комплексного сопротивления тела человека при прохождении через него разночастотного переменного электрического тока лежит в основе биоимпедансометрии.
Измерение биоимпеданса асцитов неясной этиологии производилось на модифицированном многочастотном биоимпедансном томографе (МЭМ) с использованием двух токопроводящих электродов для малоинвазивного измерения (ООО «Импедансные Медицинские Технологии», г. Ярославль), предназначенного для измерения сопротивления или электропроводности тканей поверхностно расположенных органов, нарушения в которых ведут к изменению характера проводимости электрического тока. Данный прибор имеет все разрешительные документы для использования его в медицинской отрасли: регистрационное удостоверение № ФСР 2008/02744 от 22.05.2008 года ТУ 9442-002-71188036-2008, сертификат соответствия № РОСС Ru.ИМ04.В07259 по 31.05.2012 год, санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.99.37.944.Д.011926.11.08 от 01.11.2008 года, лицензия на производство № 99-03-001-374 от 26.12.2008 года, европейский сертификат на прибор МЭМ No 08 0031 C/NB 21.01.2008 года.
Принципиальная схема строения данного прибора представлена измерительным блоком, зондирующим и отводящим электродом, который накладывается на область запястья. При прохождении электрического тока через биологические ткани, он видоизменяется в зависимости от анатомо-физиологических процессов тканей. Простейшая установка для проведения биоимпедансного анализа состоит из генератора переменного напряжения, двух, регистрирующих напряжение, устройств и электродов (рис.4) 56 Рис. 4. Схема простейшей установки для измерения импеданса биологических тканей (Николаев Д.В., 2006) В данном приборе реализована возможность проведения измерения проводимости электрического тока на разных частотах, что позволяет увеличивать точность полученных данных, так как различные изменения состояния тканей имеют различные частотные зависимости. В данной цепи при прохождении через исследуемый объект переменного электрического тока происходит снижение напряжения. Это фиксируется вольтметром V2. Отсюда полное электрическое сопротивление (импеданс) рассчитывается по формуле: Z=(U1/U2)xR1, (1) где: U1 – напряжение, регистрируемое вольтметром V1, U2 – напряжение, регистрируемое вольтметром V2, R1 – подстроечное сопротивление резистора, причем R1 Z. Измеритель импеданса биологических тканей работает следующим образом. Электроды вводят в ткань. Устройство управления и вычислений в соответствии с указаниями пользователя определяет порядок работы измерителя, задавая частоты, на которых следует проводить измерения в определенный момент времени. Устройство управления и вычислений устанавливает частоту выходного сигнала синусоидального генератора, поступающего на вход электронного коммутатора. Электронный коммутатор коммутирует входной сигнал на одно из плеч измерительной схемы в зависимости от типа измеряемой составляющей импеданса (активной или емкостной) и рабочего диапазона. В цепи синусоидальный генератор — электронный коммутатор — последовательно включенные резисторы или конденсаторы плеча измерительной схемы — электроды — биологическая ткань — общая шина питания начинает протекать ток. Значения напряжений в узлах включенного в работу плеча измерительной схемы снимаются мультиплексором и подаются на вход преобразователя средневыпрямленного значения напряжения, выполняющего детектирование средневыпрямленного значения напряжения синусоидального сигнала (рис. 5). Синусоидальный генератор Связь сЭХЛ USB-порт Электроды АЦП Устройство управления и вычислений ЖКИ, клавиатура I Цифровой фильтр Измерительная схема Рис. 5. Функциональная схема измерителя биоимпеданса (Николаев Д.В., 2006) Далее сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП), где производится оцифровка сигнала. Дальнейшая обработка сигнала ведется в цифровом виде. С выхода АЦП цифровой сигнал подается на трансверсальный цифровой фильтр, где производится оптимальная обработка переходного процесса ПСН с целью определения установившегося значения выходного сигнала по начальному характеру процесса до выхода на режим. Так как параметры переходного процесса ПСН могут изменяться с течением времени в связи с изменением параметров составляющих его элементов из-за влияния микроклиматических факторов и старения, перед каждым циклом измерений проводится адаптация цифрового фильтра. При этом цифровой фильтр работает в амплитудном режиме (сигнал проходит транзитом, не изменяясь), устройство управления и вычислений в соответствии с кривой переходного процесса ПСН осуществляет синтез коэффициентов оптимального цифрового фильтра вышеупомянутым методом зеркального отражения обрабатываемого сигнала.
В данном приборе реализована возможность проведения измерения проводимости электрического тока на разных частотах, что позволяет увеличивать точность полученных данных, так как различные изменения состояния тканей имеют различные частотные зависимости.
Биоимпедансометрия асцитов неясной этиологии проводилась в составе комплексной диагностики заболеваний ССС, поджелудочной железы и печени. Малоинвазивное измерение комплексного сопротивления проводилось под ультразвуковым контролем. Для регистрации импеданса используются два электрода, накладываемые на измеряемый участок тела. Электроды соединены с блоком преобразователя импеданса. На переднюю, панель блока выведены органы ручного управления для установки «нуля» преобразователя, регулировки чувствительности прибора, а также индикатор базовой проводимости. На выходе прибора идет сигнал: пульсовой волны (ПВ), производная сигнала ПВ (дифференциальная кривая) и постоянная составляющая импеданса, пропорциональная кровенаполнению ткани в межэлектродной области.
Предусмотрена калибровка чувствительности преобразователя, необходимая для нормировки амплитуды пульсовой волны в единицах мОм. Размеры электродов сделаны достаточно миниатюрно (0,5х0,5 см), что обеспечивает возможность измерения импеданса различных участков тела. В наших исследованиях измерение импеданса асцитической жидкости проводилось с применением стандартной модели «Радиус – 01 Интер» применяемой для интерференцтерапии, имеющие стандартные разрешительные документы для использования в медицинской деятельности (рис. 6).
Результаты ультразвукового исследования органов брюшной полости
В процессе сбора информации, а также ее последующей обработки использовался персональный компьютер AMD Phenom 9550 Quad-Core, программные средства общего назначения – текстовый процессор MS WORD – 2003, электронные таблицы MS WORD – 2003 с пакетом средств статистического анализа. Автоматизированные статистические вычисления проводились с использованием пакета компьютерных программ Microsoft Excel 2003. Статистическая обработка полученных в эксперименте данных проводилась по методикам статистического анализа, описанным Медик В.А. и соавт. (2001).
В соответствии с целями и задачами исследования в ходе статистической обработки данных выполнялся расчет элементарных статистик (средние значения, ошибки средних, среднеквадратические отклонения, степень разброса признака, дисперсии), расчет частотных таблиц, сравнение средних значений изучаемых показателей в различных группах с одинаковыми и различными дисперсиями.
Статистический анализ начинался с определения соответствия исследуемых показателей в выборках закону нормального распределения признака с использованием критерия .
Статистическая обработка данных делилась на два этапа. Первым этапом был анализ данных полученных при комплексном исследовании пациентов, включая данные биоимпедансометрии. Вторым этапом был анализ применения электрохимического лизиса в группе пациентов с доброкачественными очаговыми образованиями щитовидной железы. В случае если распределение признака имело нормальный характер, то результаты исследования представляли в виде M±s, где М является средним арифметическим значением признака, s – его средним квадратическим отклонением. Если изучаемый признак не соответствовал нормальному закону распределения признака в выборке, то результаты представляли в форме Ме (интерквартильный размах), где Ме – это медиана, за интерквартильный размах принимали значения признака 25 и 75 процентелей, отражающих степень разброса признака в выборке. Значения абсолютных и относительных частот использовали для описания качественных признаков. Для описания относительной частоты бинарного признака использовали доверительный интервал (ДИ).
Значимость различий определяли в зависимости от соответствия закону нормального распределения признака в представленной выборке. Если данные имели нормальный тип распределения, значимость различий определяли посредством параметрического метода (t-критерий Стьюдента для независимых групп), так как, в описываемом блоке, изучаемые данные имели нормальный тип распределения признака в выборке.
Анализ различий частот двух независимых групп проводили с помощью двустороннего критерия Фишера. Если степень вероятности безошибочного прогноза была равна 95% и более (р0,05), такие различия в сравниваемых выборках принимали за достоверные. Корреляционный анализ с определением ранговой корреляции по Пирсену использовался для оценки взаимосвязи между двумя переменными. Коэффициент r больше 0 при р0,05 принимался за достоверный. Сила корреляции оценивалась по следующим значениям r: r0,25 – слабая корреляция 0,25 r 0,75 – умеренная корреляция r0,75 – сильная корреляция Статистическая обработка экспериментальных данных по электрохимическому лизису проводилась с целью выявления значимой статистической связи между факторным и результативным признаками. Факторным признаком был способ воздействия. Таким образом, изучался качественный признак, для чего использовались непараметрические способы статистического анализа.
Исследование обоснованности взаимосвязей проводилось с помощью статистических гипотез: гипотеза Н0 - не значимая статистическая связь между факторным признаком А и результативным признаком В, гипотеза Н1 – значимая статистическая связь между факторным признаком А и результативным признаком В.
В связи с распределением признаков отличным от нормального использовались непараметрические методы статистической обработки.
Для проверки статистической гипотезы Н0 применялся критерий 2 (Пирсона). Уровень значимости при проверке статистической гипотезы Н0 использовался равный 0,05.
Факторный признак А – способ воздействия – сила тока I (мА), время воздействия - t (экспозиция) (мин). Силу тока использовали трех режимов – 40-50, 60-80 и 90-100мА. Время воздействия составляло 5-10, 15-20 и 25-30 минут.
Результативным признаком В, как исхода воздействия факторного признака, являлся патоморфоз ткани определенной степени. Для определения степени патоморфоза использовалась классификация Лавниковой Г.А. (1976), Лушникова Е.Ф. (1977). Признак В измерялся в шкале порядка с четырьмя градациями: В1, В2, В3, В4, определяющими степень патоморфоза.
Прогностическая ценность характеризовалась следующим: положительный результат теста – это вероятность обнаружения события во множестве всех положительных результатов теста. Прогностичность положительного результата определялась как доля выявленных (с помощью теста) истинно положительных результатов от всех положительных результатов теста. Проверка гипотезы по соответствию полученных данных разработанным критериям диагностики осуществлялась на основе определения чувствительности и специфичности, построением ROC-кривой и расчетом площади под кривой – AUROC, что дало характеристику тестируемого показателя в терминах чувствительности и специфичности, его диагностическую и прогностическую значимость. Индикатором этого свойства служит площадь под кривой ROC, которая для теста с нулевой степенью прогнозирования равна 0,5, а для случая с максимальной степенью прогнозирования - до 1. Судить о качестве теста можно по экспертной шкале для значений AUC (табл. 10).
