Тривимірне ультразвукове дослідження та МРТ в оцінці ступеня стенозування сонних артерій

  25.07.2015

25Ультразвукове дослідження судинної стінки — одне з найбільш активно развивающихся напрямків ультразвукової діагностики.

Існуючі методи дослідження (дуплексне сканування в В-режимі, колірне допплерівське картування, якісна і кількісна оцінка допплерівського зсуву частот) дозволяють з високою точністю діагностувати як ранні стадії атеросклеротичних змін такі, як потовщення комплексу інтима-медіа, так і виражені — гемодинамічно значущі ураження, субтотальні стенози, оклюзії. Поява апаратів для УЗД з можливістю візуалізації тривимірного зображення (3D) стало новим етапом розвитку ехографії і значно розширило можливості оцінки стану судинної системи. Спочатку при реалізації методу 3D-УЗД застосовувався «метод вільної руки», при якому зображення відтворювалося за допомогою лінійного датчика допомогою одержання серії двовимірних зображень. Це досягалося шляхом ретельного сканування і м’якого, поступального переміщення датчика уздовж поверхні досліджуваної структури. Більш досконала технологія отримання об’ємного зображення досліджуваної тканини, використовувана в різних діагностичних системах, являє собою збір тривимірної інформації за допомогою об’ємного датчика в результаті механічних коливальних рухів випромінювача по певній площині всередині датчика. Метод має низку переваг: неінвазівен, безпечний для пацієнта, володіє середньою вартістю, однак, існує ряд технічних обмежень, що не дозволяють в повною мірою оцінити стан артерій.

У світовій літературі зустрічаються поодинокі роботи на тему співставлення даних 3D-УЗД та МРТ або ангіографії, які у медичній практиці прийнято вважати «золотим стандартом». Так, у роботі T. Wessels зі співавторами (2004 р.) було показано наявність статистично значущого взаємозв’язку між результатами тривимірного ультразвукового дослідження та ангіографії (r = 0,74, p <0,001). Середня чутливість, специфічність, прогностична цінність позитивного і негативного результатів для тривимірного дослідження у виявленні стенозів високого ступеня (60- 79%) і критичних стенозів (80-99%) склали 93%, 83%, 82% і 98%, для двомірного дослідження — 85%, 83%, 82% і 95% відповідно.

У той же час ефективність методу вивчена недостатньо, відсутні загальноприйняті протоколи проведення 3D-УЗД у хворих з серцево-судинними захворюваннями для оцінки стану судин, зокрема, для визначення ступеня стенозу артерій. У зв’язку з вищевикладеним актуальним видається вивчення ролі ультразвукової тривимірної візуалізації артерій при вивченні ступеня стенозування судин в зіставленні з можливостями інших методів візуалізації.

Мета.

Порівняльна оцінка можливостей застосування методів ультразвукового дослідження та магнітно-резонансної томографії в діагностиці ступеня стенозу судин.

Матеріали та методи.

Робота виконана на базі інституту клінічної кардіології ім. А.Л. Мясникова (ФГБУ «РКНПК» МОЗ РФ). Порівняльна оцінка ступеня стенозу сонних артерій була проведена шляхом зіставлення даних, отриманих за допомогою методів 2D-УЗД, 3D-УЗД та магнітно-резонансної томографії (МРТ) 252 АСБ, виявлених у 75 пацієнтів у віці від 38 до 82 років (середній вік 55,2 ± 18,3) при стандартному ультразвуковому дослідженні сонних артерій.

Пацієнти були в стабільному стані, у них були відсутні ознаки гострої серцево-судинної і неврологічної патології. Хворі отримували планову терапію відповідно до нозологій.

Ультразвукове дуплексне сканування сонних артерій проводили на ультразвуковому приладі IU-22 (Philips, Голландія) з використанням лінійного датчика L9-3. При вимірюванні стенозу у разі 2D-УЗД здійснювалася синхронізація з R-зубцем електрокардіограми.

За допомогою 2D-УЗД загальні сонні артерії були досліджені на всьому протязі і в області біфуркації, а також гирла внутрішніх сонних артерій з обох сторін. Дослідження були проведені одним оператором.

Відсоток стенозу вимірювали в поперечному перерізі в області максимального звуження просвіту атеросклеротичної бляшкою по зменшенню діаметра посудини як частку редуцированного діаметра просвіту судини від істинного діаметра посудини (% стенозу, D). Атеросклеротичні бляшки визначали як фокальное потовщення стінки судини більш ніж на 0,5 мм або на 50% у порівнянні з навколишніми ділянками стінки судини, або як фокальное потовщення товщини інтиму-медіа більш ніж на 1,5 мм, що виступає в просвіт судини.

Тривимірне ультразвукове дослідження сонних артерій проводили лінійним датчиком високого дозволу VL13-5 (Philips iU22, Голландія) зі швидкістю реконструкції в режимі 3D і 4D до 64 мегавокселов в секунду. ЕКГ-синхронізація в процесі виконання 3D-УЗД не передбачена, процес отримання даних для побудови зображення займає більший час, ніж один серцевий цикл — за період отримання («захоплення») зображення може пройти 2 і більше серцевих циклів. При цьому значення похибки вимірювання при отриманні («захопленні») зображення є однаковим при кожному такому вимірі, що не робить істотного впливу на побудову підсумкового зображення.

Магнітно-резонансну томографію виконували для оцінки стенозу сонних артерій на апараті Achieva (Philips, Голландія) з величиною магнітного поля 3 Тл з використанням 16-ти канальної нейроваскулярной та спеціальної поверхневої 8-ми канальної котушок для дослідження каротидних артерій. Протокол МРТ дослідження сонних артерій включав Т1, Т2 і протон-зважені послідовності з чорною кров’ю (black blood) в аксіальній площині з товщиною зрізу 2 мм, тривимірну ангіографію з товщиною зрізу 1 мм (3D TOF-3D Time-of-Flight).

Статистичну обробку результатів виконували за допомогою програми Statistica 8.0 (StatSoft, США). Порівняння показників, отриманих при дослідженні методами 2D- і 3D-УЗД, виконували за допомогою критерію χ2.

Кількісну оцінку ефективності методу 3D-УЗД в оцінці стенозу сонних артерій проводили шляхом розрахунку показників чутливості, специфічності і точності методу. Для порівняння ефективності різних методів діагностики вищенаведені показники розраховували для методів 2D-УЗД і 3D-УЗД, порівнювали отримані значення з такими, отриманими для методу МРТ. Останній був використаний нами в якості референтного для оцінки ступеня стенозу. Вибір МРТ обумовлений міркуваннями безпеки виконання дослідження, оскільки застосування більш точного методу оцінки ступеня стенозу — мультіспіральной комп’ютерної томографії з контрастуванням — пов’язане з певним ризиком розвитку ускладнень.

Результати дослідження.

Результати МРТ в нашій роботі показали, що великі ступеня стенозу (більше 75%) були виявлені в 17 (6,7%) випадках, за даними 3D-УЗД дещо рідше — 15 АСБ, що склало 5,9%. Найрідше дана ступінь стенозу артерій визначалася при проведенні 2D-УЗД — в 10 випадках (4,0%).

Ступінь стенозу 50-75% частіше була виявлена при проведенні тривимірної візуалізації — 73 (29,0%) АСБ, в той час як за допомогою 2D-УЗД в 68 (27,0%) випадках. Застосування МРТ дозволило визначити даний ступінь стенозу в 71 випадку (28,2%).

Частота виявлення малих ступенів стенозу артерій (20-50%) за допомогою МРТ і 3D-УЗД була однаковою — 164 АСБ (65,1%). У той же час при проведенні 2D-УЗД виявлено 174 (69,0%) випадку даної ступеня стенозу (Таблиця №1).

12-tabl_1

Таким чином, порівняльна оцінка частоти виявлення стенозу сонних артерій за допомогою різних методів візуалізації показала, що за даними МРТ і 3D-УЗД результати різнилися в меншій мірі, ніж при порівнянні з 2D-УЗД. Однак статистичний аналіз частоти народження ознаки за критерієм χ2 не виявив достовірних відмінностей цих показників.

Для оцінки ефективності методу 2D- і 3D-УЗД в діагностиці стенозу сонних артерій розраховували чутливість, специфічність і точність методу. При розрахунках використовували дані, отримані при обстеженні 75 пацієнтів, кожному з яких дослідження було проведено за допомогою всіх трьох методів дослідження — 3D-УЗД, 2D-УЗД та МРТ. Нами було встановлено, що чутливість 3D-УЗД відносно наявності стенозу сонних артерій склала 92,1%, для методу 2D-УЗД значення показника було нижче — 83,4%. Оцінка точності показала значення 86,5% і 98,3% для 2D- і 3D-УЗД відповідно. Порівняння специфічності продемонструвало кілька менші значення для 2D-УЗД (94,7%) щодо значень цього параметра для 3D-УЗД та МРТ (100% в обох випадках) (Таблиця №2).

12-tabl_2

Вищевикладене свідчить на користь того, що впровадження методу 3D-УЗД в алгоритм комплексної діагностики стану сонних артерій може призвести до зниження частоти хибнопозитивних і псевдонегативних висновків.

На малюнках 1-4 представлені приклади оцінки вираженості атеросклеротичних змін сонних артерій за даними 3D-УЗД та МРТ. При цьому результати, отримані при оцінці стенозу артерій каротидного басейну за допомогою методу 3D-УЗД, були повністю підтверджені даними МРТ.

Обговорення результатів.

Результати нашого дослідження показали, що частота виявлення стенозів 50-70% і стенозів більше 75% при проведенні МРТ і тривимірного ультразвукового дослідження сонних артерій практично не відрізнялася (71 (28,2%) і 73 (29%); 17 (6,7 %) і 15 (5,9%) АСБ відповідно). Частота виявлення даних градацій стенозів при проведенні стандартного дуплексного сканування сонних артерій (2D-УЗД) була дещо нижчою, однак, дані відмінності не досягали статистичної значущості (68 АСБ (27%) і 10 АСБ (4%) відповідно для стенозів 50-75% і більше 75%).

Частота виявлення стенозів від 20% до 50% методом дуплексного сканування в нашій роботі була дещо вищою, ніж при використанні методів МРТ і 3D-УЗД (174 АСБ (69%) проти 164 АСБ (65,1%) відповідно). Однак відмінності також не досягали статистичної значущості. Ці результати можуть свідчити про те, що застосування методу 2D-УЗД частіше призводить до недооцінки ступеня вираженості стенозу в порівнянні з результатами методу 3D-УЗД. Однак можна припустити, що стосовно стенозів малих градацій метод дуплексного сканування (2D- УЗД) досить інформативний. А метод 3D-УЗД можна рекомендувати на додаток до дуплексному скануванню при наявності гемодинамічно значущих стенозів для уточнення характеру атеросклеротичних змін.

Проведене нами дослідження показало, що чутливість 3D-УЗД відносно виявлення стенозу сонних артерій склала 92,1%, для методу 2D-УЗД це значення склало 83,4%, точність склала 86,5% і 98,3% для 2D- і 3D-УЗД відповідно. Порівняння специфічності продемонструвало кілька менші значення для методу 2D-УЗД (94,7%) щодо значень цього параметра для методів 3D-УЗД та МРТ (100% в обох випадках).

Результати нашого дослідження узгоджуються з даними літератури і підтверджують, що 3D-УЗД є ефективним методом діагностики в оцінці вираженого атеросклеротичного ураження. У роботі Г.І. Кунцевич з співавторами (2001 р.) при зіставленні можливостей дуплексного сканування і тривимірної реконструкції (був використаний «метод вільної руки») в діагностиці окклюзірующей поразки сонних артерій було показано, що чутливість, точність і специфічність тривимірної ехографії складають 97,5%, 98,7% і 100%. Для дуплексного сканування ці значення були дещо нижчими — 88%, 93% і 100% відповідно. Необхідно відзначити, що в даній роботі досліджувалися гемодинамічно значущі АСБ зі стенозами більше 75%.

12-ris_112-ris_212-ris_3

Висновки.

Таким чином, впровадження методу 3D-УЗД в алгоритм комплексної оцінки вираженості атеросклеротичного ураження сонних артерій дозволить поліпшити діагностику гемодинамічно значущих змін, знизити частоту хибнопозитивних і псевдонегативних висновків і дасть можливість уникнути застосування більш дорогих методів променевої діагностики.