Эластросонография легких в диагностике и стратификации ХОБЛ и фиброза (ELAS-P-1)

Введение

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) — это распространенное респираторное заболевание, характеризующееся необратимым ограничением скорости выдоха с бронхиальной гиперинфляцией и воздушными ловушками, вызывающими снижение легочной и торакальной податливости, характеризующееся хроническим воспалением с эмфизематозным разрушением легких (Руководство GOLD 2019; Singh П и др., 2019; Багдонас Э. и др., 2015).

В последнее десятилетие прикроватная ультрасонография легких (УЗИ) быстро приобрела популярность для дифференциальной диагностики респираторных заболеваний, особенно в острых случаях, благодаря своей точности, воспроизводимости, быстроте и универсальности, которые делают ее идеальным диагностическим инструментом в области внутренних болезней и гериатрические условия (Ticinesi A et al 2019).

ХОБЛ не связана с какими-либо специфическими признаками при НУЗИ, поэтому в контексте острого обострения с дыхательной недостаточностью она остается диагнозом исключения (Lichtenstein D, 2015). Вместо этого тесты функции легких (т. е. спирометрия) считаются золотым стандартом для выявления ХОБЛ (Рекомендации GOLD 2019).

Однако спирометрия имеет некоторые ограничения, основным из которых является ее зависимость от сотрудничества с испытуемым, поскольку во время теста необходимо выполнять правильный экспираторный форсированный маневр с ограниченными стандартами приемлемости (American Thoracic Society 1991; American Toracic Society 1995). Таким образом, его нельзя проводить у пациентов с тяжелыми когнитивными и физическими нарушениями. Кроме того, спирометрия противопоказана при многих состояниях, которые могут усугубляться усилием (т.е. нестабильный сердечно-сосудистый статус, недавно перенесенный инфаркт миокарда, тромбоэмболия легочной артерии и др.) (American Association for Respiratory Care 1996). Таким образом, альтернативные методы выявления ХОБЛ и стратификации ее риска в клинической практике весьма желательны, но пока недоступны.

Интерстициальное заболевание легких (ИЗЛ) представляет собой широкий спектр легочных патологий, характеризующихся отложением соединительной ткани и фиброзным ремоделированием легких, вызывающих тяжелую и прогрессирующую потерю дыхательной функции (Meyer KC 2017). Компьютерная томография высокого разрешения (КТВР) в настоящее время считается золотым стандартом диагностики и мониторинга ИЗЛ, но при ее использовании необходимо учитывать воздействие ионизирующего излучения (кумулятивная доза для каждого исследования оценивается примерно в 7 мЗв, что эквивалентно двум лет воздействия солнечного света), что может повлиять на повторяемость исследования, высокую стоимость и отсутствие во многих больницах.

Кроме того, из-за основного поражения альвеол при ИЗЛ при УЗИ может быть показано различное количество В-линий, даже если это неспецифический артефакт, характерный для других патологических состояний легких (т. сердечная недостаточность с отеком легких и острым респираторным дистресс-синдромом) и утолщение плевральной линии более 3 мм (Wohlgenannt S et al 2001).

Патофизиологические основы ХОБЛ и ИЗЛ позволяют предположить, что паренхима легких у этих больных более жесткая, чем в норме, однако в клинической практике до сих пор отсутствуют простые инструменты для измерения жесткости паренхимы легких in vivo.

Эластография — это неинвазивный диагностический инструмент, дополняющий ультразвуковое исследование, который в реальном времени оценивает степень эластичности паренхимы, оценивая механические свойства ткани (Gennisson JL et al 2013). В настоящее время этот метод широко используется для изучения фиброза печени и определения подозрительных узлов и поражений молочной железы, щитовидной железы, почек и простаты (Gennisson JL et al 2013).

В настоящее время только в одном исследовании (Zhang X et al 2019) рассматривалась роль поверхностно-волновой эластографии в измерении эластических свойств поверхностной легочной ткани у пациентов с ИЗЛ, но нет исследований, касающихся ее применения при ХОБЛ в диагностических целях или для стратификация риска возникновения заболевания у курильщиков.

Целью данного исследования является оценка применимости компрессионной эластографии, интегрированной с LUS, для оценки риска и диагностики ХОБЛ и ИЗЛ.

Гипотеза исследования

Основная гипотеза исследования заключается в том, что использование поверхностно-волновой деформационной эластографии во время проведения ультразвукового исследования органов грудной клетки позволяет дифференцировать пациентов, страдающих ХОБЛ или ИЗЛ, и лиц, не страдающих респираторными заболеваниями, документируя различные свойства жесткости легких. Другая гипотеза заключается в том, что легкие активных курильщиков или бывших курильщиков с длительным воздействием дыма демонстрируют другую картину жесткости, чем легкие здоровых некурящих при эластосонографических исследованиях. Наконец, еще одна гипотеза заключается в том, что анатомические повреждения, обнаруженные при УЗИ легких, в значительной степени коррелируют с параметрами функциональных тестов легких.

Цели

1. Сравнить свойства жесткости легочной паренхимы, измеренные in vivo с помощью ультразвукового исследования легких, объединенного с эластографией поверхностной волны, в трех различных группах субъектов: одна группа с установленным диагнозом ХОБЛ или фиброзом, одна группа без хронических заболеваний легких, но с высоким риском развивающейся ХОБЛ (т.е. активные курильщики или бывшие курильщики) и одна группа здоровых некурящих.
2. Проверить возможную корреляцию свойств жесткости легочной паренхимы, измеренных с помощью поверхностно-волновой деформационной эластографии, с тестами функции легких.

Дизайн исследования

Одноцентровое экспериментально-диагностическое исследование, некоммерческое и не связанное с лекарствами.

Параметр

Исследование будет проведено и завершено в отделении внутренних болезней и критической подострой терапии Университетской больницы Пармы, Италия. Отделение представляет собой большую терапевтическую зону (100 коек для стационарных больных), предназначенную для ухода за пожилыми пациентами. Он также включает амбулаторное отделение, где доступны диагностические ресурсы УЗИ и спирометрии. В исследовании будут участвовать как стационарные, так и амбулаторные пациенты.

Исследуемая популяция

Будет зачислено 138 участников (по 46 в группе). Группа ХОБЛ/фиброза должна иметь анамнестические данные о хронических респираторных заболеваниях (ХОБЛ или ИЗЛ), подтвержденные недавними визуализирующими и/или спирометрическими данными. Группу «высокого риска» должны составлять активные курильщики или бывшие курильщики со значительным воздействием не более 5 лет и высоким риском ХОБЛ в соответствии с рекомендациями GOLD 2019. «Здоровая» группа должна была никогда не курить и не иметь записей о хронических респираторных заболеваниях. Исключаются все субъекты с острой дыхательной недостаточностью, не допускающие прохождения процедур исследования, когнитивными нарушениями или деменцией, тяжелым нарушением подвижности, тяжелыми нервно-мышечными заболеваниями, тяжелой сердечной недостаточностью, тяжелым заболеванием почек или печени, раком или несоблюдением процедур исследования (критерии исключения). общие для всех групп).

Размер выборки установлен на уровне 138 участников (по 46 в группе) на основе соблазнительного расчета, предполагающего не меньшую эффективность эластографии легких по сравнению со спирометрией (чувствительность не ниже 10%) в выявлении ХОБЛ или ИЗЛ (альфа = 0,05, точность 5%). Однако точный расчет объема выборки невозможен из-за полного отсутствия клинических данных о диагностической значимости эластографии при ХОБЛ.

Процедуры исследования

Участники будут зачислены либо на стационарной, либо на амбулаторной основе, при условии, что они соответствуют всем критериям включения для соответствующей группы и не имеют ни одного из критериев исключения. Набор добровольцев будет также поддерживаться использованием листовок и публичных объявлений.

После получения письменного информированного согласия и согласия на управление персональными данными (в соответствии с Регламентом GDPR 2016/679 Европейского Союза) все участники будут оценены штатным врачом, который соберет личный анамнез и основные клинические данные, если таковые имеются. Собранные данные будут включать возраст, наличие или отсутствие респираторных заболеваний (особенно ХОБЛ и ИЗЛ), сопутствующие заболевания, хроническое медикаментозное лечение, самые последние лабораторные тесты, отчеты о самых последних обследованиях органов грудной клетки, отчеты о самых последних тестах функции легких. Будут тщательно оцениваться привычки курения, при этом особое внимание будет уделяться времени появления привычки и количеству выкуриваемых сигарет.

Затем будут проведены тесты функции легких в соответствии со стандартными и международно признанными протоколами (Американская ассоциация респираторной помощи, 1996 г.) с использованием спирометра Carefusion MSC Body. В частности, будут оцениваться ОФВ1 и индекс Тиффно (ОФВ1/ФЖЕЛ).

Затем штатный врач проведет УЗИ легких с помощью ультразвуковой системы Esaote Mylab Seven (Esaote, Генуя, Италия), оснащенной модулем компрессионной эластографии ElaXto©. Все обследования будут проводиться с использованием конвексного датчика 3,5–5 МГц, при этом участник находится в сидячем положении, а исследователь находится позади него.

Во-первых, врач проведет рутинное УЗИ легких в В-режиме, исследуя оба легких, чтобы исключить другие заболевания, которые могут повлиять на податливость легких и грудной клетки и эластичность легочной паренхимы. Затем врач активирует модуль эластографии и выполняет небольшие нажатия конвексного датчика запястьем в соответствии с ультразвуковым детектором, чтобы получить эластографические изображения, пригодные для цветового анализа. Эластографические изображения фактически состоят из смеси красного, зеленого и синего цветов, сочетание которых является выражением жесткости исследуемой паренхимы. Исследователь выполнит систематическое двустороннее сканирование, начиная с задних отделов легких, двух межреберных промежутков над диафрагмой, и получит два изображения для каждой стороны, базальное и апикальное. Затем врач переходит к боковым областям легкого, к основанию треугольника безопасности, получая два других изображения, базальное и апикальное, и, наконец, к передним областям легкого, в третьем межреберье по среднеключичной линии на справа и во втором межреберье по среднеключичной линии с левой стороны (чтобы избежать области сердца), получая два других изображения, базальное и апикальное, всего 12 сканирований на участника.

Эластографические изображения будут архивированы на ультразвуковой системе и впоследствии проанализированы при постобработке в специальном ультразвуковом программном обеспечении ElaXto©. С помощью этого программного обеспечения можно качественно измерить процент эластичности и жесткости ткани.

Для каждого изображения процент жесткости с порогом жесткости, установленным на 20%, будет измеряться в трех областях интереса с помощью ручной трассировки:

• Общая площадь исследуемой паренхимы легкого (исключая подкожную и мышечную клетчатку, расположенную выше плевральной линии);
• Поверхностная половина паренхимы легкого исследуется (примерно до 3-4 см ниже плевральной линии);
• Область исследования глубокой половины паренхимы легкого (от глубины 3-4 см до нижней границы изображения).

Использование трех различных показателей жесткости для каждого изображения позволяет выделить общую жесткость исследуемой паренхимы легких, а также потенциальные региональные различия между поверхностными и глубокими планами легких. На самом деле ожидается, что ХОБЛ в основном поражает более глубокие участки легочной паренхимы, являясь в основном заболеванием мелких дыхательных путей, в то время как ИЗЛ, как ожидается, в основном поражает поверхностные слои легочной паренхимы (субплевральный фиброз). Для каждого изображения будет получен качественный показатель эластичности и количественный показатель жесткости.

Все обследования участников будут проводиться в течение одного дня.

статистический анализ

Данные будут выражены как медиана и межквартильный размах или среднее значение плюс/минус стандартное отклонение в соответствии с распределением переменных. Параметры эластографии будут сравниваться в трех исследуемых группах с помощью теста ANCOVA и теста Бонферрони. Корреляции между спирометрическими и эластографическими параметрами будут оцениваться по индексу корреляции Пирсона.

Этические вопросы

Спирометрия и эластосонография — два безопасных обследования, не предполагающих какого-либо особого риска для участников. Все процедуры будут соответствовать принципам Надлежащей клинической практики и Хельсинкской декларации. Данные будут обрабатываться в соответствии с действующим законодательством Европейского Союза.