Laiveko.ru

Медицина и здоровье
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое саркоидоз

Что такое саркоидоз

Саркоидоз относительно редкое заболевание. Чаще всего оно выявляется случайно. Но в то же время при данной патологии возможно поражение всех систем организма человека.

В 1999 году появился исторический документ, «стейтмент» по саркоидозу, в котором был обобщён мировой опыт лечения этой болезни, и был констатирован тот факт, что не менее половины больных саркоидозом могут излечиваться спонтанно.

Саркоидоз это хроническое аутоиммунное заболевание, этиология которого до сих пор неизвестна, хотя впервые заболевание было описано в Англии дерматологом Джонатаном Хатчинсоном (Jonathan Hutchinson) ещё в 1869 году. Данное заболевание характеризуется образованием во многих органах эпителиоидноклеточных гранулём, нарушением нормальной архитектуры пораженного органа или органов. Главный признак саркоидоза — гранулёмы, которые могут спонтанно возникать и исчезать.

Хроническое означает, что оно может продолжаться длительный период времени.

Для саркоидоза характерно мультисистемное поражение. Это означает, что саркоидоз одновременно может поражать несколько органов или систем организма. В 90% случаев для данного заболевания типично поражение легких. Одновременно в патологический процесс могут быть вовлечены лимфатические узлы, селезёнка, слюнные железы, кожа, кости, суставы, мышцы и глаза. Реже встречается саркоидоз печени, почек, сердца и нервной системы половых органов.

Термин гранулёматозное относится к образованию мелких воспалительных узелков или гранулём в пораженной ткани. Гранулёма происходит от латинского слова, означающего небольшое зерно или гранулу. Гранулёма представляет собой скопление иммунных клеток, которые в норме участвуют в защитных реакциях организма.

Аутоиммунное означает, что болезнь характеризуется специфическим иммунным ответом не только на чужеродные агенты, но и на компоненты собственных тканей организма.

Известно три типа причин образования эпителиоидноклеточных гранулём:

-Инфекции Бактерии и грибы.

— факторы растительного и животного происхождения (пыльца, споры).

Многие »саркоидологи» полагают, что причина саркоидоза кроется в сочетании генетической предрасположенности с воздействием окружающей среды. Проявления генетической предрасположенности связаны с расовыми и географическими различиями.

В нашей стране саркоидоз чаще всего выявляют при плановых флюорографических осмотрах. Рентгенологи обнаруживают двухстороннее увеличение лимфатических узлов корней лёгких (иногда в сочетании с изменениями лёгочного рисунка). Реже пациенты сами обращаются за медицинской помощью с синдромом Лёфгрена (лихорадка, боль и опухание суставов, узловатая эритема и двусторонняя лимфаденопатия корней лёгких). Клинические проявления заболевания при поражении лёгких и лимфатических узлов корней лёгких в девяносто процентах случаев проявляются: кашлем, одышкой, иногда болью в груди, недомоганием, лихорадкой и потерей %веса.

При поражении кожи наблюдается в 10-35%: гранулемы, узловатая эритема, редко – васкулиты.

В тридцати процентах случаев поражения глаз имеет место: доброкачественная инфильтрация конъюнктивы и слезных желез, увеит.

Крайне редко наблюдаются поражения сердца, которые могут проявляться внутрисердечными блокадами, аритмиями и внезапной остановкой сердца. Вовлечение нервной системы встречается редко (<5%), однако может проявляться лимфоцитарным менингитом, параличами черепных нервов и гипоталамогипофизарными дисфункциями. Паралич Белла (паралич лицевого нерва периферического типа) при саркоидозе без других неврологических признаков считается хорошим прогностическим симптомом, тогда как другие поражения нервной системы могут быть очень серьёзными.

Поражение ЦНС и сердца являются наиболее частыми причинами смерти при саркоидозе. Тогда как среди всех больных данной патологией сам саркоидоз становится непосредственной причиной смерти менее чем в пяти процентах случаев.

Поскольку, этиология саркоидоза остается неизвестной, то и болезнь остается диагнозом исключения. В настоящее время акценты сместились в сторону более интенсивного обследования больных с подозрением на саркоидоз: проведения компьютерной томографии органов грудной клетки высокого разрешения, трансбронхиальной и видеоторакоскопической (ВТС) биопсии.

После выявления двусторонней лимфаденопатией с или без изменений в лёгких следует начать с лабораторного обследования.

1. общий анализ крови с лейкоцитарной формулой, обязательной оценкой красной крови, тромбоцитов и СОЭ.

2. общий анализ мочи.

3. рентгенографией органов грудной клетки в двух проекциях, можно сразу провести рентгеновскую компьютерную томографию (РКТ) органов грудной клетки с включением в зону обследования печени и селезёнки.

4. ФБС с проведением трансбронхиальной биопсии, цитологическим и микробиологическим исследованием лаважной жидкости.

5. торакоскопия с биопсией, которая проводится под наркозом.

6. методом выбора может быть открытая биопсия лёгких.

7. исследование функции внешнего дыхания должна исследоваться на этапе первичной диагностике и в ходе динамического наблюдения.

8. ЭКГ, при необходимости холтеровское мониторирование ЭКГ.

9. консультация офтальмолога.

Выявление эпителиоидноклеточных гранулём, отсутствие микобактерий туберкулёза, грибов или других патогенных возбудителей, атипичных и опухолевых клеток свидетельствуют в пользу саркоидоза.

Поскольку неизвестна этиология заболевания, то нет специфической терапии данной патологии. Важно обратить внимание, что не все пациенты с саркоидозом требуют лечения. При бессимптомном течении, при компенсированном состоянии пациента и при тщательном квалифицированном наблюдении можно оставить больного без лечения или назначить препараты с минимальными побочными эффектами. Например: витамин Е. Терапия показана при поражении жизненно важных органов (то есть, центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы или глаз) или при прогрессировании заболевания. Глюкокортикостероиды являются основой терапии. Однако, часты осложнения терапии и после прекращения данного вида лечения возможен рецидив.

В дальнейшем больного вести больного саркоидозом может терапевт, врач обшей практики, педиатр, пульмонолог, иммунолог или гематолог.

Саркоидоз

Саркоидоз – системное воспалительное заболевание неустановленной природы, при котором образуются неказеифицирующиеся гранулемы. Для него характерно мультисистемное поражение с определенной частотой вовлечения разных клеток. На месте гранулематозного воспаления наблюдается активация Т клеток. Нередко саркоидоз локализуется в печени, обычно он протекает в скрытой форме. В таком случае выявляются множественные очаговые изменения органа брюшной полости. Саркоидоз печени крайне редко приводит к портальной гипертензии и циррозу.

Возможные причины

На сегодняшний день нет подтверждения, что та или иная из названных ниже причин вызывает саркоидоз. Они описываются на уровне гипотез.

Инфекционные факторы. Согласно предположениям ученых, к триггерам заболевания можно отнести:

  • возбудителя болезни Лайма (Borrelia burgdorferi);
  • микроорганизм Chlamydophila pneumoniae;
  • микобактерии;
  • отдельные виды вирусов (например, гепатита С, герпеса);
  • бактерии Propionibacterium acnes.

Факторы среды. Предполагается, что контакт с дымом, сельскохозяйственной пылью и плесенью может провоцировать гранулематозные изменения во внутренних органах.

Наследственность. Некоторые ученые считают, что у родственников больных саркоидозом повышен риск развития данного заболевания. При этом выделяют конкретные генетические причины (полиморфизм определенных генов).

Симптомы

Основными проявлениями саркоидоза являются постоянная усталость, быстрая утомляемость, снижение трудоспособности. При этом нет прямой зависимости выраженности этих симптомов от объема поражения печени или другого органа. После исчезновения гранулематозного воспаления общая слабость обычно проходит. Характерный набор симптомов также может наблюдаться при остром начале заболевания, а именно:

  • синдром Лефгрена (суставной синдром, лихорадка, узловатая эритема, внутригрудная лимфаденопатия);
  • синдром Хеерфордта – Вальденстрема (паротит, увеит, лихорадка).

Диагностика

Физикальное обследование. При пальпации оценивают состояние периферических лимфоузлов (паховых, шейных): они могут быть увеличенными и подвижными, но безболезненными. Также можно выявить саркоиды Дарье – Русси (подкожные уплотнения). При обследовании оценивают размеры селезенки и печени.

Исследование крови. Результаты общеклинического анализа могут практически не отличаться от нормальных показателей. При остром течении саркоидоза неспецифичным, но важным диагностическим критерием является повышение СОЭ.

Методы визуализации. Так как заболевание трудно обнаружить при помощи клинико-лабораторных исследований, ведущую роль в диагностике играют неинвазивные методы медицинской визуализации. Пациенту могут назначить УЗИ, МРТ или КТ.

Биопсия. Саркоидоз является заболеванием, при котором исследование тканевого материала дает возможность получить важные диагностические данные.

Лечение

Целью терапии саркоидоза является предупреждение или контроль повреждения органов, облегчение симптомов и улучшение качества жизни.

Читать еще:  Слишком застенчивая жена

Применение кортикостероидов. Это препараты первой линии выбора, которые могут назначать больным с прогрессирующим саркоидозом при выраженной симптоматике и внелегочных проявлениях заболевания. Обычно используются средства для орального приема.

Пульс-терапия. Подразумевает назначение сверхвысоких доз системных глюкокортикостероидов на короткий срок. Пульс-терапия может применяться только при тяжелом и рецидивирующем течении заболевания, для которого характерно вовлечение в патологический процесс нескольких органов.

Эфферентные методы. Обычно в рамках комплексной терапии применяется плазмаферез – удаление из кровяного русла от 500 до 1000 мл плазмы за одну процедуру. Такой метод может способствовать улучшению микроциркуляции, удалению иммунных комплексов, деблокированию клеточных рецепторов, следствием чего становится повышение чувствительности клеток к воздействию фармакологических препаратов. Обычно курс включает 3–4 сеанса плазмафереза.

Автореферат и диссертация по медицине (14.00.19) на тему: Компьютерная томография в диагностике саркоидоза органов дыхания

Компьютерная томография в диагностике саркоидоза органов дыхания - диссертация, тема по медицине

Оглавление диссертации Соколина, Ирина Александровна :: 2005 :: Москва

ГЛАВА 1. САРКОИДОЗ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ

ЕГО ДИАГНОСТИКИ (обзор литературы).

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

2.1. Общая характеристика материала.

2.2. Методика исследования.

ГЛАВА 3. КОМПЬЮТЕРНО-ТОМОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА САРКОИДОЗА ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ.

3.1. КТ характеристика саркоидоза внутригрудных лимфоузлов.

3.2. КТ характеристика патологических изменений легких.

3.3. КТ характеристика легочного фиброза.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ В

ДИНАМИКЕ ПРИ САРКОИДОЗЕ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ

Введение диссертации по теме «Лучевая диагностика, лучевая терапия», Соколина, Ирина Александровна, автореферат

Актуальность темы. В структуре диффузных интерстициальных заболеваний легких саркоидоз занимает ведущее место [54, 135, 144].

Многочисленные эпидемиологические исследования свидетельствуют о росте заболеваемости и распространенности саркоидоза во всех странах мира [16, 55, 105, 227, 228]. Ежегодно число больных в промышленно развитых странах увеличивается примерно на 1,9 % [151].

Саркоидоз обычно регистрируется у лиц трудоспособного возраста, с пиком заболеваемости в 30-39 лет, 23 больных составляют женщины [55, 63, 98, 104, 151,251].

Несмотря на относительно доброкачественное течение, в 75% случаев саркоидоз имеет хроническое течение с обострениями, у 20% наблюдается поражение многих органов и систем, у 1 -5% болезнь приводит к смертельному исходу вследствие дыхательной недостаточности [58, 69, 87, 138, 311].

Диагностика саркоидоза основана на сочетании клинических, лучевых и гистологических признаков. Однако отсутствие четкой клинической картины, сходство рентгенологических проявлений с другими гранулематозными заболеваниями, сопровождающимися медиастинальной лимфаденопатией и легочной диссеминацией, создают известные диагностические трудности в распознавании саркоидоза [53, 66, 84, 127, 130, 232].

Поскольку этиологический фактор саркоидоза неизвестен, все методы лабораторной диагностики не являются специфичными [17, 51, 139, 223, 310].

Обнаружение в материале пункции и биопсии при цитологическом и морфологическом исследованиях характерных для саркоидоза ЭКНГ является весомым доказательством в пользу этого заболевания. Однако в части случаев сходная цитологическая, и гистологическая картина может быть и при некоторых других заболеваниях, включая инфекционные, а также при злокачественных новообразованиях [22, 114, 126].

Изменения на сканограмме легких, полученной с помощью галлия-67, не являются диагностическими для саркоидоза, так же как и повышенное содержание лимфоцитов среди клеток, обнаруживаемых в бронхолегочных промывных водах [74, 78, 107, 178]. В то же время типичные результаты этих исследований позволяют только предположить наличие какого-либо из гранулематозных заболеваний легких [32, 132, 173, 303].

До настоящего времени не установлен универсальный критерий активности саркоидоза, поскольку для каждой стадии характерны свои маркеры активности. Считается, что наиболее точная оценка активности саркоидоза может быть сделана на основе комплексного анализа клинических симптомов, лучевой картины и исследования функции легких [47, 185, 239, 254].

В связи с отсутствием у многих больных саркоидозом органов дыхания выраженных, а также характерных клинических симптомов заболевания, лучевые методы диагностики приобретают ведущее значение в выявлении саркоидоза. Традиционные рентгенологические методики не всегда эффективны в выявлении и оценке распространенности саркоидоза, что приводит к удлинению срока постановки диагноза [17, 75]. Ошибочная трактовка клинико-рентгенологических данных больных саркоидозом при направлении в стационар составляет 60,3-62% случаев [63, 98, 104]. Трудности диагностики объясняются разнообразием рентгеноморфологических изменений, обусловленных формой, фазой заболевания, а также характером первичных тканевых реакций [61, 93, 101, 129].

В этих условиях приобретает актуальность внедрение компьютерной томографии (КТ) для выявления и характеристики внутригрудного саркоидоза. Однако до сих пор не накоплен достаточный опыт и не определено место КТ в комплексе диагностических методов, применяемых при обследовании больных с внутригрудными проявлениями саркоидоза. Не уточнена КТ-семиотика саркоидозного поражения ВГЛУ и легких при различных формах, фазах и течении патологического процесса. Не дана оценка диагностических возможностей КТ для контроля эффективности лечения.

Цель работы. Улучшить диагностику саркоидоза органов дыхания на основе КТ-клинико-морфологических сопоставлений. Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить компьютерно-томографическую семиотику лучевых вариантов саркоидоза органов дыхания при различных фазах (активная, регресс, стабилизация) и вариантах течения (острое, хроническое) заболевания.

2. Оценить значимость компьютерно-томографических признаков в определении активности патологического процесса в сопоставлении с клинико-лабораторными данными.

3. Установить роль КТ-исследований в динамике в прогнозировании характера течения заболевания.

4. Определить эффективность компьютерной томографии и рентгенографии в распознавании саркоидоза органов дыхания.

Научная новизна. В работе существенно дополнена и систематизирована КТ-семиотика поражения ВГЛУ и легких при саркоидозе на различных этапах развития заболевания. При объективном сопоставлении результатов клинического, морфологического и компьютерно-томографических исследований выделены лучевые варианты саркоидоза органов дыхания. На основании корреляционного анализа КТ-симптомов с клинико-лабораторными данными определены рентгенологические признаки активности патологического процесса для каждого лучевого варианта. На основании анализа динамических КТ-исследований установлен характер течения лучевых вариантов саркоидоза.

Практическая значимость. В настоящей работе доказаны качественно новые возможности компьютерной томографии, как неинвазивного высокоинформативного лучевого метода выявления и всесторонней рентгенологической характеристики саркоидоза органов дыхания. Выделены лучевые варианты саркоидоза органов дыхания, имеющие характерные клинико-рентгено-морфологические признаки. Выявлены рентгенологические критерии активности патологического процесса для каждого лучевого варианта. При КТ-мониторинге установлены особенности течения заболевания для каждого лучевого варианта, что способствует выбору оптимальной тактики лечения. Результаты работы могут быть использованы при обследовании пациентов с предполагаемым и верифицированным саркоидозом.

Апробация работы и реализация полученных результатов. Полученные при выполнении работы данные используются при обследовании больных ММА имени И.М. Сеченова.

По материалам диссертации опубликовано 10 работ и сделано 5 докладов на Московском объединении медицинских радиологов сентябрь 2002 г и апрель 2003 г, на Украинском конгрессе радиологов, Киев, октябрь 2003 г, на 14 Национальном конгрессе по болезням органов дыхания, Москва, июнь 2004 г, на научно-практической конференции, посвященной 75-летию кафедры рентгенологии ВМА, Санкт-Петербург, декабрь 2004 г.

Объем и структура диссертации. Диссертация представлена в одном томе, состоит из введения, 4 глав, заключения, указателя литературы (148 отечественных и 189 зарубежных авторов). Работа изложена на 178 листах машинописного текста, содержит 28 рисунков, 2 диаграммы и 37 таблиц. Основные положения, выносимые на защиту.

Саркоидоз, результаты КТ

На сегодняшний день компьютерная томография (КТ) представляет собой метод неразрушающей послойной диагностики организма, использующий рентгеновское излучение. Метод основан на определении и обработке интенсивности ослабления рентгеновского излучения при прохождении через ткани, имеющие различную плотность и структуру.

Компьютерная томография является ведущим методом уточнения или выявления многих заболеваний головного мозга, легких, поджелудочной железы, надпочечников и ряда других органов. Современные компьютерные томографы – мультиспиральные, что позволяет получать снимки с высоким пространственным разрешением в различных плоскостях. Время такого обследования составляет несколько минут. Однако процесс анализа снимков и получение заключения обследования занимает значительно больше времени ввиду трудоемкости самого процесса и значительного количества пациентов, нуждающихся в проведении обследования. Более того, затраты на покупку и обслуживание томографов велики. Прежде всего, это обуславливается высокими требованиями к подобным программно-техническим комплексам, направленным на повышение точности обследований, а также на обеспечение допустимых доз рентгеновского излучения.

Читать еще:  ПРИЧИНА ТЕМПЕРАТУРЫ У РЕБЕНКА (4 МЕСЯЦА)

Важной частью компьютерного томографа является программное обеспечение (ПО), которое так же требует значительных материальных затрат для покупки и обновления. Специализированное ПО позволяет наиболее качественно проводить процедуру обследования и последующую обработку полученных изображений. Как правило, в комплект ПО для компьютерных томографов, приобретаемых российскими медицинскими учреждениями, не входят программные модули, предназначенные для автоматизированного анализа снимков и выявления патологий [1].

На территории Российской Федерации значительное число больных нуждаются в проведении различного рода обследований при помощи компьютерного томографа. При этом ввиду высокой стоимости аппаратов лишь часть медицинских учреждений оказывает услуги по диагностике заболеваний при помощи КТ. Стоит отметить, что множество из подобных учреждений – частные. Таким образом, для проведения обследования пациент должен ждать своей очереди или обращаться в платное медицинское учреждение. Некоторые заболевания нередко выявляются при прохождении обследования с использованием КТ. К таким заболеваниям можно отнести злокачественные опухоли, которые необходимо диагностировать на ранних стадиях. Поэтому в сложившейся ситуации высокую степень актуальности имеет задача повышения скорости проведения обследований путем частичной автоматизации процесса анализа изображений КТ.

Цель и задачи исследования. Прежде чем автоматизировать процесс обнаружения образований в легких, необходимо определить их нормальное строение, а также варианты отклонения от нормы.

Легкие изображаются на компьютерных томограммах в виде двух участков низкой плотности (темных), ограниченных снаружи грудной стенкой, изнутри – средостением, снизу – диафрагмой. При анализе изображения в нормальных легких можно различить сосуды, бронхи и легочную ткань (рис. 1). Как можно заметить, внутрилегочные сосуды отчетливо видны на фоне воздухосодержащей легочной ткани. Совокупность внутрилегочных артериальных и венозных сосудов формирует легочный рисунок, который отчетливо виден в продольном, косом и поперечном сечении.

Основная задача заключается в том, чтобы выявить какую-либо закономерность расположения легочного рисунка. Одной из удобных особенностей изображений компьютерного томографа является возможность их представления в градациях серого, что существенно упрощает последующую обработку изображения. Однако, как можно заметить, строение легких человека достаточно специфично, поэтому процесс поиска и классификации частей легких, а также отклонений от нормы является трудоемким. Также стоит отметить, что каждый вид патологии легких имеет собственный набор отличительных признаков.

Инфекционные заболевания легких являются наиболее распространенными среди остальных патологий. К ним относят пневмонии, абсцесс, туберкулез (рис. 2, а, б). На томограмме изображены в виде локальных участков уплотнения легочной ткани различной формы, которые четко ограничены от неизменной легочной ткани.

Опухоли легких разделяют на первичные, происходящие из собственных тканей органов дыхания, и вторичные (метастатические), возникающие в результате переноса опухолевых клеток в легкие и других органов и тканей. Как правило, как опухоли, так и метастазы характеризуются на изображении как обширные уплотнения легочной ткани, имеющие различную структуру.

Интерстициальные заболевания легких представлены большой группой заболеваний воспалительной, опухолевой и другой природы. Все заболевания этой группы отличаются своей распространенностью в легких. Саркоидоз представляет собой полиорганное заболевание, основным признаком которого является формирование множественных гранулем вдоль лимфатических сосудов (рис. 2, в) [1, 2].

pic_38.tif

Рис. 1. Изображение здоровых легких человека на снимке КТ

pic_39.tif

Рис. 2. Виды патологий легких человека: а – абсцесс; б – туберкулез; в – саркоидоз

Предложенный метод. Предложенный метод состоит из нескольких ключевых этапов. К ним относятся:

  • бинаризация – перевод изображения КТ в монохромное для упрощения дальнейшего процесса кластеризации;
  • кластеризация – разделение бинаризированного изображения на белые и черные кластеры для определения положения легочных долей и последующей классификации кластеров внутри легочных долей;
  • классификация – отнесение того или иного кластера к элементу легочного рисунка или к отклонению от нормы.

В качестве первой стадии для преобразования исходного изображения КТ в монохромное используется адаптивная бинаризация. Подобные алгоритмы основаны на использовании локальной или глобальной гистограммы яркости пикселов. В работе был использован алгоритм адаптивной бинаризации методом Оцу, реализованный в библиотеке OpenCV. Таким образом, для каждого изображения КТ определяется свой порог бинаризации.

После того как изображение было бинаризировано, его можно разделить на различные кластеры черного и белого цветов. Среди этих кластеров необходимо выделить легочные доли. В основу метода поиска легочных долей были заложены некоторые эвристические утверждения: искомые доли представлены кластерами черного цвета, должны быть расположены примерно на одной высоте, симметрично относительно центра, имея схожие размеры. Другими словами, можно рассмотреть все пары черных кластеров и, используя предложенные эвристики, определить пару кластеров, которая описывает две легочные доли. Для этого потребуется решить задачу многокритериальной оптимизации для численных характеристик, соответствующих всем предложенным эвристикам. Для этого для каждой пары кластеров черного цвета необходимо определить три вещественных значения:

  • модуль разности между ординатами центров масс кластеров пары (разность высот);
  • модуль разности размеров кластеров пары (разность размеров);
  • модуль разности расстояний от центра масс до середины изображения (величина, характеризующая симметрию).

После чего можно упорядочить все пары по каждому из этих значений в отдельности в порядке уменьшения числового значения. Далее можно просуммировать для каждой из пар порядковые номера этой пары во всех полученных списках. Чем меньше полученная сумма, тем больше данная пара соответствует описанию легочных долей. В качестве дополнительного критерия при равенстве полученных сумм можно использовать суммарный размер пары кластеров – легочные доли занимают существенную площадь снимка компьютерного томографа, следовательно, два наиболее крупных кластера, имеющих наименьшее значение посчитанной суммы порядковых номеров, являются легочными долями [3].

Внутри черного кластера, соответствующего легочной доле, необходимо обнаружить все белые кластеры (рис. 3), среди которых могут быть как образования в легких, так и элементы легочного рисунка. Тип каждого из таких кластеров необходимо определить: элемент легочного рисунка, образование в легких, легочная жидкость и другие.

При реализации алгоритма разбиения бинаризированного изображения на кластеры использовался волновой алгоритм (алгоритм обхода в ширину для компонент четырех-связности).

На сегодняшний день существует множество подходов и алгоритмов классификации, одним из которых является использование искусственной нейронной сети. Подобная математическая модель используется для каждого из кластеров исходного изображения. На вход подается некоторый вектор числовых значений для каждого кластера – вектор признаков. На выходе нейронной сети – единственное значение, равное или близкое к нулю, в случае отнесения текущего кластера к элементу легочного рисунка, равное или близкое к единице, в случае отнесения кластера к образованию [4].

pic_40.tif

Рис. 3. Примеры получаемых кластеров

Вектор признаков каждого кластера можно получить, используя уровни яркости пикселей из некоторой окрестности текущего пикселя. В пределах выбранной окрестности построим вектор, соответствующий направлению градиента яркости пикселей. Таким образом, для каждого пикселя изображения и его окрестности получим единственное числовое значение, выраженное в градусах и равное углу между положительным направлением оси Ox на исследуемом изображении и рассчитанным градиентом яркости пикселей (рис. 3). Такое значение будет принадлежать интервалу [0. 359]. Полученный интервал можно использовать в качестве вектора признаков каждого кластера. Для этого необходимо определить количество таких углов для всех кластеров исследуемого изображения КТ. Стоит отметить, что подобное формирование входного вектора признаков позволяет не только идентифицировать кластер, но и получить пространство признаков одинакового размера для кластеров разного размера.

Читать еще:  Я девушка в теле парня

pic_41.tif

Рис. 4. Способ построения градиента яркости пикселей в окрестности

На вход ИНС в таком случае можно подавать вектор, содержащий 360 элементов, задающий частоту встречаемости углов между вектором Ox и градиентом яркости для каждого кластера [5]. Таким образом, входной слой ИНС состоит из трехсот шестидесяти нейронов. Результирующее значение можно задать, используя единственный нейрон выходного слоя. Эмпирическим путем было определено, что для оптимальной работы ИНС скрытый слой должен содержать не менее двадцати нейронов. Для обучения ИНС использовался алгоритм обратного распространения ошибки. Было отмечено, что с ростом количества нейронов в скрытом слое растет число итераций, необходимых для обучения ИНС, при этом результаты работы алгоритма улучшаются несущественно. Так же было определено, что оптимальный размер окрестности пикселя, внутри которой определяется градиент яркости, не должен превышать 5×5 пикселей. Нецелесообразность использования большей границы объясняется маленькими размерами рассматриваемых кластеров.

Результаты и выводы

Результатом работы алгоритма является изображение, аналогичное исходному, на котором синим цветом обведены объекты, распознанные как образования в легких. Примеры результатов работы алгоритма представлены на рис. 5.

Для апробации предложенного алгоритма была использована база изображений одного из медицинских учреждений Томской области. Использованная база включает в себя изображения КТ с различными видами образований: пневмонии, туберкулезы, туберкулемы, абсцессы, эмфиземы, саркоидозы, рак (центральный и периферический), метастазы. На выборке из 50 изображений, включающих более 100 срезов, алгоритм в 94 % случаев безошибочно определил отсутствие образований или же обнаружил сами образования на снимке.

pic_42.tif

Рис. 5. Результаты обнаружения онкологических образований в легких

На оставшиеся 6 % в большинстве своем приходятся случаи, когда части бронхов или большие сосуды ошибочно принимаются за образования. Также затруднения возникают в процессе кластеризации в случаях, когда образование визуально относится к грудной стенке, средостению или диафрагме. Можно предположить, что подобный процент ошибок возникает по причине того, что классификация производится для каждого из кластеров в отдельности. Поэтому целесообразным является рассмотрение как отдельных кластеров, так и их совокупности.

Исследование КТ представляет собой серию изображений, содержащих необходимое количество срезов заданной толщины. Ввиду чего для улучшения качества распознавания планируется анализировать не только совокупность кластеров, но и межкадровые изменения легочного рисунка. Подобные изменения учитываются врачами-рентгенологами при описании исследования КТ и формировании заключения.

Можно ли обнаружить саркоидоз легких на КТ? Есть ли другие эффективные способы диагностики болезни?

Фото 1

Саркоидоз лёгких или болезнь Шаумана-Бенье-Бека — воспалительный процесс в лёгких и внутригрудных лимфатических узлах вследствие образования гранулём (узелков).

Является незаразным, но очень опасным заболеванием. На ранних стадиях саркоидоз может протекать бессимптомно.

Важность своевременной диагностики саркоидоза лёгких

Фото 2

Редкая болезнь, до сих пор не до конца изученная. Нет точных теорий, объясняющих причины и природу возникновения.

А также нет специфических, первоначальных, характерных только для этого заболевания, симптомов. Это и затрудняет своевременное обнаружение заболевания.

Схожесть симптомов саркоидоза легких с другими заболеваниями, например, туберкулёзом, на более позднем сроке, не даёт возможности правильного лечения. Чем раньше будет определён диагноз, тем больше шансов на успешное лечение саркоидоза легких.

Справка! Саркоидоз протекает в три фазы: начальную, медиастиально-лёгочную, лёгочную.

Способы диагностики

Существуют следующие способы диагностики саркоидоза легких.

Компьютерная томография: эффективнее ли КТ рентгена?

Этот метод является наиболее информативным для исследования внутренних органов. Чувствительность КТ составляет 94%. Значительно выше других методов, даже рентгенографии. В ней чувствительность — 80%.

Так как с помощью КТ можно получить изображение самого лучшего качества, увеличить его, то оно может показать лимфоаденопатию корней лёгких, что является признаком саркоидоза лёгких.

Фото 3

Фото 1. КТ проводится на специальном аппарате — компьютерном томографе, здесь — модель от производителя «MAGNETOM Verio».

Диагностика саркоидоза этим способом показывает подробную структуру лёгких, что невозможно сделать рентгенографией и флюорографией.

Есть два варианта проведения КТ: нативная и контрастная. В первом случае не требуется никакой подготовки. А во втором — проведение натощак. Чтобы исследование было результативным, пациент должен снять с себя все металлические предметы, а также лежать неподвижно.

Процедура проведения компьютерной томографии безболезненная и занимает не более 5 минут.

Возможные признаки саркоидоза лёгких на КТ:

Фото 4

Самые заметные деформации просматриваются в задних и передних участках верхних долей, в верхушечных участках нижних долей, в средней доле, а также язычковых сегментах.

Рентгенологическая картина

Использование этого метода не даёт такой информативности, как КТ, но показывает изменения, характерные для саркоидоза легких.

Признаки рентгенологической картины органов грудной клетки разделяют на следующие стадии:

Фото 5

  1. Нулевая, когда нет никаких изменений. Встречается у 5% больных.
  2. Первая: увеличение лимфоузлов, изменений в основной ткани лёгких — паренхиме нет. Лимфоузлы не соединяются друг с другом, как в случае с туберкулёзом. Они остаются обособленными.
  3. Вторая: увеличение количества лимфатических узлов в корнях лёгких, изменение паренхимы.
  4. Третья: основная лёгочная ткань изменена, увеличение количества лимфоузлов, их соединение друг с другом.
  5. Четвёртая: фиброз лёгких. Основная ткань лёгких становится рубцовой, что ухудшает дыхательный процесс.

Перечисленные стадии служат информацией для прогноза течения болезни пациента.

Важно! Рентгенограмма показывает изменения в лёгких даже при отсутствии симптомов заболевания. Ограниченность метода заключается в невозможности предоставления изображений высокого разрешения, а также возможности наслоения изображений.

Лабораторные анализы крови, мочи

При подозрении на наличие саркоидоза легких врач обязательно назначает сдачу общего анализа крови, биохимический анализ крови и мочи.

Фото 6

Пациент перед этим должен подготовиться следующем образом:

  • за сутки исключить приём алкоголя и курение;
  • сдавать анализы натощак утром;
  • несколько дней не употреблять лекарства, влияющие на состав мочи и крови.

По итогам проведения общего анализа делается вывод о работе внутренних органов.

Важно! Полученные результаты общего анализа крови не рассматриваются как характерные признаки саркоидоза.

Если заболевание присутствует, возможны следующие показатели при сдаче общего анализа крови:

  • пониженный уровень эритроцитов;
  • повышенный уровень лейкоцитов;
  • увеличение уровня эозинофилов;
  • увеличенное содержание лимфоцитов;
  • повышение содержания моноцитов;
  • умеренное повышение скорости оседания эритроцитов.

Из-за того, что в основе саркоидоза легких лежит воспаление, то результаты общего анализа по многим показателям указывают на наличие воспалительного процесса.

Фото 7

Исходя из биохимического анализа крови, можно выявить не только воспаление, но и проблемы работы внутренних органов. При саркоидозе легких может выявиться повышение:

  • уровня ангиотензинпревращающего фермента, исследуют по венозной крови;
  • уровня кальция, повышается из-за того, что гранулёмы производят витамин Д, влияющий на обмен кальция;
  • содержания меди;
  • гаптоглобина;
  • уровня сиаловых кислот, как и при любом воспалении;
  • концентрации общего белка.

Эти изменения в крови характерны для острой формы заболевания. При остальных формах таких изменений может и не быть. Тем более повышенный уровень этих компонентов может быть обнаружен и при других заболеваниях. К примеру, ангиотензин бывает повышен и при бронхите, пневмокониозе, ревматоидном артрите. Поэтому для определения диагноза нужно использовать и другие методы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector