Ультразвуковой способ определения толщины жировой ткани в абдоминальной области
Владельцы патента RU 2525664:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" (RU)
Изобретение относится к области медицины, а именно к ультразвуковой диагностике, и может быть использовано для оценки объема жира в организме. Проводят исследование тканей датчиком поперечно к оси тела по срединной линии в серошкальном В-режиме. Начинают от точки, расположенной на 1,5 см книзу от мечевидного отростка в эпигастральной области до точки, расположенной в мезогастральной области на 1,5-2 см ниже пупка. Выявляют наибольшую толщину жировой ткани. В режиме цветного допплеровского картирования уточняют границы кожи, выявляя пограничные поверхности подкожной и висцеральной жировой ткани, мышц в области сканирования, выявляя их пограничные поверхности. В режиме энергетического допплеровского картирования, продвигая датчик слева и справа от срединной линии живота на расстоянии 1,5-2 см от нее, лоцируют сосудистые сигналы с пограничных поверхностей тканей. Многократно определяют толщину подкожной жировой ткани как расстояние между задней пограничной поверхностью ткани кожи и передней пограничной поверхностью ткани прямых мышц живота. Многократно определяют толщину висцеральной жировой ткани. Слева от срединной линии тела толщину висцеральной жировой ткани определяют как расстояние между задней пограничной поверхностью прямых мышц живота и передней поверхностью стенки брюшного отдела аорты ниже места отхождения почечных артерий. Справа от срединной линии живота толщину висцеральной ткани определяют как расстояние между задней пограничной поверхностью ткани прямых мышц живота и нижней пограничной поверхностью крючковидного отростка головки поджелудочной железы, с последующим определением среднеарифметической толщины каждой из жировых тканей. Способ увеличивает информативность, достоверность оценки объема жира в организме за счет получения объективных данных о толщине подкожной и висцеральной жировой ткани. 5 ил., 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области медицины, а именно к ультразвуковой диагностике, и может быть использовано для оценки объема жира в организме, которая в последующем может быть использована для прогнозирования метаболических нарушений в организме и установления связи между ними и толщиной жировых тканей в абдоминальной области.
У лиц с нормальной массой тела и одновременно повышенным количеством жировой ткани в верхней половине туловища и живота (абдоминальный тип ожирения), значительно чаще отмечаются метаболические нарушения.
Особенностью абдоминального жира является имеющаяся в нем высокая плотность рецепторов к катехоламинам (b-адренорецепторов), соматотропному гормону (СТГ), половым стероидам, тиреоидным гормонам; в том числе в абдоминальной жировой ткани имеются а-адренорецепторы и рецепторы к инсулину (но со значительно меньшей плотностью), что обуславливает активное протекание в абдоминальной жировой ткани метаболических процессов. В связи с этим повышенное накопление именно абдоминального жира приводит к риску развития сахарного диабета, нарушению толерантности к глюкозе, гиперинсулинемии, артериальной гипертонии, онкологических заболеваний, артритов, синдрома склеро-кистозных яичников и многих др. патологических состояний; кроме того, например, у женщин повышается продукция яичниками и корой надпочечников мужских половых гормонов, вследствие чего развивается гирсутизма, а также нарушение менструальной функции.
Эти данные свидетельствуют о том, что важную роль играет не только избыточный жир, но и распределение его в различных частях тела, особенно в абдоминальной области. Толщина жировых тканей в этой области является одним из показателей такого распределения.
Для достоверного определения толщины жировых тканей чрезвычайно важно определить границы, как висцеральной жировой ткани, так и подкожной ткани. Причем, как правило, исследуют абдоминальную область, так как общепризнано, как уже упоминалось выше, что риск сердечно-сосудистых и метаболических болезней, ассоциируемых с ожирением, зависит не только от степени ожирения, но и от количества и доли отложения жира на животе.
Известны методы определения границ жировой ткани с помощью рентгеновской денситометрии, компьютерной и магнитно-резонансной томографии. Так, например, «Способ оценки объема жировой ткани в теле человека» (см. патент RU 2373840, А61В 5/00). Сущность способа состоит в том, что проводят магнитно-резонансное сканирование (МРС) всего тела при режиме, обеспечивающем получение изображения, на котором определяется сигнал жира с последующим вычислением суммарной площади участков, соответствующих жировой ткани, по которой оценивают объем жировой ткани в теле человека с учетом толщины ткани в получаемых в результате срезов. При этом перед вычислением суммарной площади участков, соответствующих жировой ткани, по которой оценивают объем жировой ткани в теле человека с учетом толщины сканируемых срезов, проводят дополнительное МРС при режиме, обеспечивающем подавление сигнала жира. Получают разностное изображение путем вычитания изображений, полученных при режиме МРС, обеспечивающем получение изображения, на котором определяется сигнал жира, и дополнительном МРС. Разностное изображение используют для последующего вычисления суммарной площади участков, соответствующих жировой ткани. Использование данного изобретения обеспечивает точность оценки объема жировой ткани в теле человека, упрощает дифференциацию тканей на МРТ-изображении и способствует автоматизации расчета общего объема жира в теле человека, позволяет использовать наиболее информативные для диагностики режимы сканирования, т.е. совместить определение объема жира с обычной диагностикой. 1 ил.
Однако такие методы создают определенную опасность для здоровья человека в процессе работы, имеют противопоказания, требуют наличия сложной дорогостоящей аппаратуры и достаточного количества времени для исследования [Сусляева Н.М. Возможности лучевых методов исследования в диагностике висцерального ожирения. / Сусляева Н.М. // Бюллетень сибирской медицины. 2010. Т. 5. С.121-128].
Наиболее доступным в клинической практике методом определения границ и толщины жировой ткани являются ультразвуковые исследования. В зарубежной и отечественной научной литературе данные об ультразвуковом исследовании жировой ткани единичны и информация в них достаточно скудная.
Известен способ определения толщины жировой ткани на определенных поперечных уровнях среза при ультразвуковом исследовании. При этом с помощью эхографии среза тканей на уровне пупка определяют толщину жировой ткани, где прослеживается наибольшее количество жира, а именно в области пупка. [Borkan G.A., Gerzof S.G., Robbins А.Н. et.al. Assessment of abdominal fat content by computed tomography // Am. J. Clin. Nutr. 1982. V. 36. P. 172-177]. Известен также способ определения толщины жировой ткани также на определенных поперечных уровнях среза при ультразвуковом исследовании, при котором ориентируются на скелет, так как пупок у разных людей может находиться в разных местах относительно скелета [Siostrom L., Kvist Н., Cederblad A., Tulen U. Determination of total adipose tissue and body fat in women by computed tomography, К and tritium // Am. J. Physio. 1986. V. 250. P. 736-745]. Известен ультразвуковой способ определения толщины жировой ткани также путем получения поперечных срезов брюшной полости на уровне четвертого поясничного позвонка [Сусляева Н.М. Возможности лучевых методов исследования в диагностике висцерального ожирения. / Сусляева Н.М. // Бюллетень сибирской медицины. 2010. Т. 5. С.121-128].
Однако при измерении толщины подкожной и висцеральной жировой ткани через переднюю брюшную стенку топографически определить, какой по счету поясничный позвонок находится на уровне среза сложно и практически невозможно у лиц с выраженным жироотложением. Наибольшая толщина жировой ткани у разных людей прослеживается на разных уровнях среза, следовательно, и пупок может служить только примерным ориентиром для визуализации жировой ткани.
В мировой практике также отсутствует единое мнение по выбору точки приложения датчика. Используют разные способы измерения расстояния между передней брюшной стенкой и аортой: от белой линии живота до задней стенки аорты, от белой линии живота до передней стенки аорты и др. В научной литературе имеются единичные предложения по определению границ висцерального жира для определения толщины жировой ткани путем измерения расстояния между прямыми мышцами живота и передней стенкой аорты [Вертянкин С.B. Определение объема и особенностей распределения жировой ткани в брюшной полости. / С.В.Вертянкин, А.Е.Митичкин, М.Б.Гутнов, С.Ш.Дагаев // Эндоскопическая хирургия, 2007; 1. С.30], [Armellini F., Zamboni М. Total and intraabdominal fat measurements by ultrasound and computed tomography // Int. J. Obes. 1993. V. 17. P. 209-214]. При этом предлагают использование В-режима ультразвукового исследования, при котором изображение получается в серой шкале.
Однако при использовании только серошкального В-режима не всегда возможно достоверно дифференцировать границы структур передней брюшной стенки (кожи, подкожно-жировой клетчатки, мышц) и висцерального жира, а следовательно, с достаточной степенью достоверности определить толщину жировой ткани.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является ультразвуковой способ определения толщины жировой ткани в абдоминальной области, при котором после перорального контрастирования желудка путем приема пациентом 200 мл дегазированной жидкости проводят исследование с помощью эхосканирования линейным датчиком 3,5 МГц в абдоминальной области поперечно к оси тела по средней линии живота на уровне 5 см книзу от мечевидного отростка, при этом выявляют подкожную жировую ткань, как гипоэхогенную структуру с гиперэхогенными соединительно-тканными междольковыми перегородками, прямые мышцы живота как гипоэхогенные образования с гиперэхогенными полосками, белую линию живота как гиперэхогенную полоску, желудок как гипоэхогенную структуру за счет введения дегазированной жидкости, стенки желудка как гиперэхогенную структуру, а также переднюю стенку аорты как гиперэхогенную структуру, после чего определяют расстояние между белой линией живота и передней стенкой аорты, а также расстояние между передней и задней стенками желудка, после чего толщину слоя висцерального жира (S) в мм определяют по формуле S=l-h,
где l - это расстояние в мм между белой линией живота и передней стенкой аорты,
h - расстояние в мм между передней и задней стенками желудка, предварительно контрастированным дегазированной жидкостью (см. патент RU №2407440, МПК А61В 8/00).
Однако этот способ, ввиду необходимости предварительной подготовки пациента, достаточно трудоемок и недостоверен. Причем известный способ предусматривает определение только толщины висцерального жира, а также диагностику ожирения в зависимости от толщины висцерального жира. Однако на сегодняшний день, в мировой практике не установлены в достаточной степени достоверные и общепризнанные критические значения толщины жировой ткани при ожирении. Критерии абдоминального ожирения на основании оценки толщины висцерального жира правомочны только для азиатской популяции [Сусляева Н.М. Возможности ультразвукового исследования в диагностике висцерального ожирения / Н.М.Сусляева, В.Д.Завадовская, О.С.Шульга, Н.Г.Завьялова, Ю.Г.Самойлова, О.Ю.Бородин // Ультразвуковая и функциональная диагностика. 2012. №4. С.24-29]. В исследованиях Leite С.С. с соавт. (2002) было показано, что у мужчин с риском сердечно-сосудистых заболеваний толщина висцерального жира при эхографии составляет от 70 мм и более [Leite С.С, Wajchenberg B.L., Radominski R. et al. Intraabdominal thickness by ultrasonography to predict risk factors for cardiovascular disease and its correlation with anthropometric measurements // Metabolism. 2002. V. 51 (8). P. 1034-1040]. В работах других авторов (Guimaraes М.М., 2007), этот показатель был равен 100 мм и выше [Guimaraes М.М., de Oliveira Junior A.R., Penido M.G. et al. Ultrasonographic measurement of intra-abdominal fat thickness in HIV-infected patients treated or not with antiretroviral drugs and its correlation to lipid and glycemic profiles // Ann. Nutr. Metab. 2007. V. 51. P. 35-41]. Поэтому для диагностики ожирения по показателям толщины жировой ткани необходимы дополнительные исследования для установления такой зависимости.
Кроме того, в ряде случаев существует необходимость определения наряду с толщиной висцерального жира толщины подкожного жира, например, для установления типа ожирения: периферическое или абдоминальное. Кроме того, при определении толщины жировой ткани только на уровне 5 см книзу от мечевидного отростка не может быть получен достаточно достоверный результат, так как у разных людей жировая ткань имеет различные очертания границ и толщина ее в различных местах - величина не постоянная. Известный способ не учитывает этих особенностей.
Техническим результатом заявляемого изобретения является уменьшение трудоемкости, увеличение информативности, достоверности способа путем получения объективных данных о толщине подкожного и висцерального жира при сохранении безопасности проводимой диагностики.
Этот технический результат достигается тем, что при ультразвуковом способе определения толщины жировой ткани в абдоминальной области, при котором проводят исследование тканей датчиком поперечно к оси тела по срединной линии тела с последующим определением толщины висцерального жира, в соответствии с изобретением, исследование проводят сканированием тканей в серошкальном В-режиме, начиная от точки, расположенной на 1,5 см книзу от мечевидного отростка в эпигастральной области до точки, расположенной в мезогастральной области на 1,5-2 см ниже пупка, выявляя наибольшую толщину жировой ткани; затем в режиме цветного допплеровского картирования уточняют границы кожи, выявляя пограничные поверхности подкожной и висцеральной жировой ткани, мышц в области сканирования, выявляя их пограничные поверхности, далее в режиме энергетического допплеровского картирования, продвигая датчик слева и справа от срединной линии живота на расстоянии 1,5-2 см от нее, лоцируют сосудистые сигналы с пограничных поверхностей тканей и многократно определяют толщину подкожной жировой ткани как расстояние между задней пограничной поверхностью ткани кожи и передней пограничной поверхностью ткани прямых мышц живота, а кроме того, многократно определяют толщину висцеральной жировой ткани, при этом слева от срединной линии тела толщину висцеральной жировой ткани определяют как расстояние между задней пограничной поверхностью прямых мышц живота и передней поверхностью стенки брюшного отдела аорты ниже места отхождения почечных артерий, а справа от срединной линии живота толщину висцеральной ткани определяют как расстояние между задней пограничной поверхностью ткани прямых мышц живота и нижней пограничной поверхностью крючковидного отростка головки поджелудочной железы с последующим определением среднеарифметической толщины каждой из жировых тканей.
Способ осуществляют следующим образом. Исследование проводят в положении пациента лежа на спине при спокойном дыхании, при задержке дыхания в фазу вдоха и/или полного выдоха. Используют аксильную плоскость сканирования. Эхосканирование начинают в серошкальном В-режиме с эпигастральной области по срединной линии тела на 1,5 см ниже от мечевидного отростка, последовательно перемещая датчик сверху вниз в мезогастральную область на 1,5-2 см ниже пупка до получения наибольших визуальных показателей толщины жировой ткани. При эхографии в серошкальном В-режиме подкожная жировая ткань визуализируется в виде гипоэхогенной структуры с короткими линейными гиперэхогенными соединительнотканными междольковыми перегородками, расположенными параллельно контуру кожи. Подкожная жировая ткань имеет более высокую эхогенность, чем мышечная ткань. Прямые мышцы живота визуализируются как гипоэхогенные образования с гиперэхогенной исчерченностью. Висцеральная жировая ткань имеет волнистые контуры и представляет собой однородную гипоэхогенную структуру с разнонаправленными тонкими нитевидными эхогенными полосками в толще. В серой шкале В-режима висцеральная жировая ткань трудно дифференцируема в проекции сальниковых сумок и брыжейки кишечника.
В последующем производят переключение сканера в режим цветового допплеровского картирования и уточняют границы кожи, выявляя пограничные поверхности подкожной жировой ткани, мышц, висцеральной жировой ткани. При этом в толще подкожной жировой ткани регистрируются более слабо выраженные сосудистые сигналы, чем в расположенной по соседству мышечной структуре с выраженным организованным кровотоком. Висцеральная жировая ткань отличается скудностью сосудистых сигналов.
Затем включают режим энергетического допплеровского картирования, что позволяет лоцировать сосудистые сигналы даже от мельчайших сосудов, которые визуально в серой шкале В-режима и режиме цветового допплеровского картирования не определяются. На пограничной поверхности подкожной жировой ткани четко определяются цветовые сосудистые сигналы в виде обильной сосудистой сети равномерной толщины. Висцеральная жировая ткань за счет выраженного капиллярного кровоснабжения при эхографии в режиме энергетического допплеровского картирования обильно окрашивается, что улучшает дифференциацию ее пограничной поверхности от окружающих тканей.
В режиме энергетического допплеровского картирования, продвигая датчик слева и справа от срединной линии живота на расстоянии 1,5-2 см от нее, лоцируют сосудистые сигналы с пограничных поверхностей тканей и на основе известных соответствий между типом тканей и сосудистыми сигналами с пограничной поверхности этих тканей многократно определяют толщину подкожной жировой ткани как расстояние между задней пограничной поверхностью ткани кожи и передней пограничной поверхностью ткани прямых мышц живота, а кроме того, многократно определяют толщину висцеральной жировой ткани, при этом слева от срединной линии тела толщину висцеральной жировой ткани определяют как расстояние между задней пограничной поверхностью прямых мышц живота и передней поверхностью стенки брюшного отдела аорты ниже места отхождения почечных артерий, а справа от срединной линии живота толщину висцеральной ткани определяют как расстояние между задней пограничной поверхностью ткани прямых мышц живота и нижней пограничной поверхностью крючковидного отростка головки поджелудочной железы с последующим определением среднеарифметической толщины каждой из жировых тканей.
Исследование возможно проводить с использованием ультразвуковых сканеров ACCUVIX V10 (Корея) с использованием широкополосных датчиков линейного и конвексного типов с частотой от 1 до 6 МГц и NEMIO XG (Япония) с датчиками конвексного типа с центральной частотой 3,75 МГц и линейного типа с центральной частотой 12,0 МГц.
Заявляемый способ является безопасным для здоровья человека, простым в использовании, позволяет повысить информативность эхографии, обеспечить получение достоверных данных при изучении подкожной и висцеральной жировой ткани.
Клинический пример. Пациент П., 26 лет. Жалоб нет. Считает себя абсолютно здоровым. Проходил комплексное обследование в центре здоровья, где выявлена нормальная масса тела (индекс массы тела - 23,1 кг/м2), артериальное давление - 120/80 мм рт.ст., холестерин - 4,3 ммоль/л.
Проведено комплексное ультразвуковое исследование в соответствии с заявляемым способом. Выявлено, что толщина подкожной жировой ткани составляет 12 мм (см. рис.1), висцеральной - 49 мм (рис.2), (см. табл.1). При компьютерной томографии толщина подкожной жировой ткани составляет 13 мм, висцеральной - 49 мм (рис.3), что свидетельствует о достоверности заявляемого способа. При эхографии в соответствии со способом-прототипом толщина подкожной жировой ткани составляет 12 мм (рис.4), висцеральной - 36 мм (рис.5).
Заявляемым способом обследованы 236 человек, в том числе 115 мужчин, 121 женщина. Дальнейшие исследования толщины жировой ткани подтвердили, что заявляемый способ позволяет получить более достоверные результаты (см. табл.1 сравнительного анализа показателей толщины подкожной и висцеральной жировой ткани у лиц с нормальной массой тела).
| Табл.1 | |||
| Ультразвуковое исследование в В-режиме (по прототипу) | Ультразвуковое исследование в режимах цветового и энергетического допплеровского картирования (n=40) (в соответствии с заявляемым способом) | Магнитно-резонансная томография (n=20) | |
| Подкожная | |||
| жировая | 12 | 14 | 14 |
| ткань, мм | |||
| Висцеральная | |||
| жировая | 29 | 36 | 38 |
| ткань, мм |
Сравнение способа с прототипом (табл.2) показало и другие преимущества способа (табл.2).
| Табл.2 | ||||
| № | Признак | Ультразвуковое исследование в В-режиме (по прототипу) | Ультразвуковое исследование в режимах цветового и энергетического допплеровского картирования (в соответствии с заявляемым способом) | Магнитно-резонансная томография |
| 1 | Наличие противопоказаний для исследования | нет | нет | есть |
| 2 | Опасность для здоровья человека | нет | нет | есть |
| 3 | Предварительная подготовка | требуется | не требуется | требуется |
| 4 | Информативность исследования | 87,1% | 95,7% | 99,1% |
| 5 | Достоверность полученных результатов | 81,2% | 96,1% | 98,8% |
| 6 | Затраты времени на исследование | 10 мин | 10 мин | 120 мин |
| Средняя стоимость оборудования | 2-5 млн руб. | 2-5 млн руб. | 25 млн. руб. |
Ультразвуковой способ определения толщины жировой ткани в абдоминальной области, при котором проводят исследование тканей датчиком поперечно к оси тела по срединной линии тела с последующим определением толщины висцерального жира, отличающийся тем, что исследование проводят сканированием тканей в серошкальном В-режиме, начиная от точки, расположенной на 1,5 см книзу от мечевидного отростка в эпигастральной области до точки, расположенной в мезогастральной области на 1,5-2 см ниже пупка, выявляя наибольшую толщину жировой ткани; затем в режиме цветного допплеровского картирования, уточняют границы кожи, выявляя пограничные поверхности подкожной и висцеральной жировой ткани, мышц в области сканирования, выявляя их пограничные поверхности, далее в режиме энергетического допплеровского картирования, продвигая датчик слева и справа от срединной линии живота на расстоянии 1,5-2 см от нее, лоцируют сосудистые сигналы с пограничных поверхностей тканей и многократно определяют толщину подкожной жировой ткани как расстояние между задней пограничной поверхностью ткани кожи и передней пограничной поверхностью ткани прямых мышц живота, а кроме того, многократно определяют толщину висцеральной жировой ткани, при этом слева от срединной линии тела толщину висцеральной жировой ткани определяют как расстояние между задней пограничной поверхностью прямых мышц живота и передней поверхностью стенки брюшного отдела аорты ниже места отхождения почечных артерий, а справа от срединной линии живота толщину висцеральной ткани определяют как расстояние между задней пограничной поверхностью ткани прямых мышц живота и нижней пограничной поверхностью крючковидного отростка головки поджелудочной железы, с последующим определением среднеарифметической толщины каждой из жировых тканей.
