Способ определения микроциркуляторных нарушений как биомаркера интерстициальных изменений в лёгких у пациентов, перенесших новую коронавирусную инфекцию

Изобретение относится к медицине, а именно к пульмонологии, и может быть использовано для оценки микроциркуляторных нарушений как биомаркера интерстициальных изменений в легких у пациентов, перенесших новую коронавирусную инфекцию. Проводят капилляроскопию ногтевого ложа. Определяют плотность капилляров дистального ряда, форму капиллярных петель и капилляры аномальной формы - спиралевидной, перекрещенной или извитой, наличие увеличенных капиллярных петель с диаметром капиллярной петли 20-50 мкм и гигантских капиллярных петель с диаметром петли более 50 мкм, микрогеморрагии и депозиты гемосидерина в прикапиллярной зоне, длину перикапиллярной зоны, а также наличие стазов. При этом каждому из определенных показателей присваивают оценку в баллах. При 7 и более капиллярах на 1 мм присваивают 0 баллов, при 7-5 капиллярах на 1 мм – 1 балл, при 5 и менее капиллярах на 1 мм - 2 балла. Если определяют капиллярные петли, похожие на шпильку, или U-образной формы и не более 25% капилляров аномальной формы, то присваивают 0 баллов, если до 50% капилляров аномальной формы - 1 балл, если более 50% капилляров аномальной формы и/или определяют наличие кустовидных капилляров - 2 балла. При отсутствии увеличенных и гигантских капиллярных петель присваивают 0 баллов, при наличии единичных увеличенных капиллярных петель - 1 балл, при наличии множественных увеличенных капиллярных петель и/или наличии гигантских капиллярных петель - 2 балла. При отсутствии микрогеморрагий и депозитов гемосидерина в прикапиллярной зоне присваивают 0 баллов, при наличии единичных микрогеморрагий и депозитов гемосидерина в прикапиллярной зоне - 1 балл, при наличии множественных микрогеморрагий и депозитов гемосидерина в прикапиллярной зоне и/или сливных кровоизлияний - 2 балла. При длине перикапиллярной зоны до 100 мкм присваивают 0 баллов, при длине перикапиллярной зоны более 100 мкм - 1 балл, при выраженном прикапиллярном отеке, затрудняющем визуализацию - 2 балла. При отсутствии стазов присваивают 0 баллов, при наличии единичных стазов – 1 балл, при наличии крупных множественных стазов – 2 балла. Суммируют баллы. Если сумма баллов составляет более трех, определяют высокую вероятность наличия интерстициальных изменений в легких после перенесенного заболевания, вызванного новой коронавирусной инфекцией. Способ обеспечивает определение риска развития и прогресса интерстициальных изменений в легких в условиях новой коронавирусной инфекции за счет заявленных диагностических критериев. 2 табл.

 

Изобретение относится к медицине, а именно, к пульмонологии и может быть использовано для диагностики и прогнозирования интерстициальных изменений в легких у пациентов, перенесших заболевание, вызванного новой коронавирусной инфекцией.

Известно, что у многих пациентов, перенесших коронавирусную инфекцию, длительное время сохраняются симптомы заболевания, ограничивающие повседневную активность и негативно влияющие на качество жизни, а также нарушенные параметры легочной функции и различной степени выраженности рентгено-морфологические изменения в легочной ткани [1, 2].

Так в результате исследовании [3] установлено, что почти у четверти пациентов через 6 месяцев после дебюта коронавирусной инфекции сохраняется одышка.

В еще одной работе [4] было установлено, что 82% пациентов, выписанных из клиник после тяжелого и крайне тяжелого течения новой коронавирусной инфекции, имеют клинически значимое снижение показателя диффузионной способности легких.

При динамическом наблюдении с использованием компьютертной томографии органов грудной клетки установлена длительная перситенция таких рентгенологических симптомов, как повышение плотности легочной ткани по типу «матового стекла», ретикулярные изменения, тракционные бронхоэктазы, перилобулярная инфильтрация и др. [1-4].

Более половины пациентов, перенесших заболевания от коронавирусной инфекции, через 6 месяцев имеют как минимум один рентгенологический (компьютернотомографический) симптом, отражающий патологические изменения, происходящие в легочном интерстиции [3].

Современный взгляд на патогенез коронавирусной инфекции в качестве центрального события в развитии органного поражения рассматривает микроангиопатию и нарушение гемореологии [5-6].

Таким образом, продолжающееся пандемическое распространение коронавирусной инфекции неизбежно приведет к дальнейшему галопирующему росту количества пациентов с интерстициальными изменениями в легких в исходе перенесенного COVID-19, что диктует необходимость разработки доступного, неинвазивного, безопасного для пациента и врача, простого и финансово необременительного метода, позволяющего с высокой предсказательной ценностью выявлять пациентов, имеющих высокий риск интерстициального заболевания легких после перенесенного заболевания под действием коронавирусной инфекции.

Известен способ [SU 1780002, A1, G01N 33/50, 07.12.1992], согласно которому выполняют бронхоскопю с бронхоальвеолярным смывом, в материале которого выделяют суфрактант и исследуют в нем концентрацию фосфатидилхолина (ФХ), при этом, при значении ФХ от 1,20 до 16,49 мкМольР/л прогнозируют уменьшение или стабилизацию фиброзных изменений в легких, а при значениях ФХ от 16,53 до 22,65 мкМольР/л - прогрессирование фибротических изменений в легких.

Недостатком данного способа является относительно узкой областью применения, что вызвано необходимостью выполнения инвазивной процедуры, которая сопряжена с рядом следующих ограничений. Во-первых, генерация аэрозоля при выполнении процедуры в период новой волны коронавирусной инфекции является небезопасной в эпидемическом отношении, что ограничивает его использование в пандемический период. Во-вторых, способ не применим для динамического наблюдения. Еще одним важным ограничением является то, что он валидирован на группе пациентов с туберкулезом легких, фибротический процесс при котором имеет существенные отличия от интерстициальных заболеваний легких, в том числе после перенесенной коронавирусной инфекции.

Известен также способ прогнозирования течения пневмонии [RU 2753745, C1, G01N 33/50, 23.08.2021], заключающийся в исследовании до и после лечения общего анализа крови, когда в сыворотке крови дополнительно определяют количество С-реактивного протеина, активность каталазы, супероксиддисмутазы, эластазо- и трипсиноподобных протеиназ, активность α1-протеиназного ингибитора, уровень ТБК-активных соединений, концентрацию битирозина, и рассчитывают дискриминантные функции Y1 и Y2 по уравнениям:

Y1=-28,8+0,4⋅X1+0,1⋅Х2-0,01⋅Х3+0,01⋅Х4+3,8⋅Х5,

Y2=-31,0+0,1⋅X1-0,01⋅Х2+0,1⋅Х3+0,2⋅Х4-0,6⋅Х5,

где X1 - количество С-реактивного протеина, мг/л, измеренное до лечения;

Х2 - активность трипсиноподобных протеиназ, нмоль БАЭЭ/мин⋅мл, измеренная до лечения;

Х3 - активность эластазоподобных протеиназ, нмоль БАНЭ/минмл, измеренная до лечения;

Х4 - активность каталазы, мкмоль/л, измеренная до лечения;

Х5 - активность супероксиддисмутазы, Ед/л, измеренная до лечения,

и при значении Y1 больше Y2, снижении количества лейкоцитов на 30% и более, активности эластоподобных протеиназ на 35% и более, активности трипсиноподобных протеиназ на 40% и более, количества эозинофилов на 50% и более, СОЭ на 50% и более, количества С-реактивного протеина на 50% и более, активности СОД на 50% и более, уровня ТБК-активных соединений на 50% и более, концентрации битирозина на 50% и более при сравнении с уровнем до лечения, а также при увеличении на 20% и более активности α1-протеиназного ингибитора после лечения относительно 30,2±3,1 ИЕ/мл прогноз течения пневмонии с альвеолярным типом инфильтрации считают благоприятным.

Недостатком этого технического решения является относительно узкая область применения, ограниченная прогнозированием течения пневмонии только с альвеолярным типом инфильтрации.

Известен также способ прогнозирования течения пневмонии при COVID-19 на основании сопоставления результатов УЗИ и МСКТ легких [RU 2736341 C1, А61В 8/00, 16.11.2020], включающий выполнение УЗИ и МСКТ легких с интервалом не более 24 часов с определением степени тяжести поражения легочной ткани (S_УЗИ) и (S_МСКТ), причем, ультразвуковое сканирование легких проводят по 20-ти или 16-ти зонам, представленным на фигурах 1 и 2 описания, соответственно, выявляют зоны с выраженными интерстициальными изменениями и/или консолидациями, причем, выраженные интерстициальные изменения определяют при наличии двух и более сливающихся между собой В-линий, и/или одной или более не сливающихся между собой В-линий, эхогенность которых соответствует или выше эхогенности плевральной линии и имеет толщину 3 мм и более у места отхождения от плевральной линии, на основании полученных данных определяют площадь поражения по формуле: S=n/N*100, где S - площадь поражения легочной ткани в %, n - число зон с выявленными изменениями, N - общее число зон, на которое были разделены легкие при УЗИ, оценивают степень тяжести поражения легочной ткани по данным УЗИ (S_УЗИ) и МСКТ (S_МСКТ): при поражении до 25% площади легких определяют «1» степень; от 25 до 50% определяют «2» степень; от 50 до 75% определяют «3» степень; от 75 до 100% определяют «4» степень; сравнивают полученные значения S_УЗИ и S_МСКТ, если S_УЗИ>S_МСКТ, прогнозируют отрицательную динамику течения заболевания в течение 2-5 суток после выполнения УЗИ и МСКТ.

Недостатком данного способа является относительно узкая область применения, что вызвано необходимостью учета следующих ограничений. Во-первых, известный способ валидирован для краткосрочного прогноза течения поражения легких у пациентов с COVID-19 и данные по отдаленному прогнозу не исследовались. Во-вторых, способ подразумевает выполнение КТ ОГК, которая сопровождается лучевой нагрузкой, что ограничивает его применение при динамическом наблюдении пациентов, перенесших новую коронавирусную инфекцию. В-третьих, во многих субъектах Российской Федерации выполнение КТ ОГК и УЗИ легких возможно только в специализированных центрах, большинство из которых перепрофилированы для диагностики и лечения пациентов с коронавирусной инфекциией, а, следовательно, посещение этих центров повышает риск инфицирования.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ экспресс-оценки изменений легочной ткани при COVID-19, [RU 2742429, C1, А61В 5/00, 05.02.2021], который не предполагает выполнения КТ ОГК и который включет определение комплекса диагностически значимых показателей, для чего проводят измерение уровня биомаркеров в образце биологических жидкостей - крови и мочи, полученных у субъекта, физикальное обследование, сбор анамнеза, получая данные о диагностически значимых показателях - тяжесть состояния пациента, частота дыхания, наличие отдышки или затрудненного дыхания, температура тела, наличие чувства заложенности в грудной клетке, наличие слабости и/или чувства ломоты, наличие кашля, тип кашля, пол обследуемого, возраст обследуемого, наличие хронических заболеваний и/или наличие беременности и/или возраст 65 лет и старше, а также количественные показатели антител IgG и IgM к SARS-CoV-2, С-реактивного белка, абсолютное число лимфоцитов, абсолютное число гранулоцитов, абсолютное число нормобластов, СОЭ по Вестергрену, RDW, гематокрит, антиген р24 HIV-1 и/или антитело HIV-1/2, уробилиноген, нитриты, а затем совокупность полученных данных обрабатывают с использованием, по меньшей мере, одной классификационной модели, обученной для определения отсутствия поражения легочной ткани, легкой, средне-тяжелой или тяжелой степени поражения легочной ткани.

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно узкая область применения, что не позволяет его использовать, в частности, для диагностики и прогнозирования интерстициальных изменений в легких у пациентов, перенесших новую коронавирусную инфекцию. Это сужает арсенал технических средств, которые могут быть использованы для этих целей.

Задачей заявляемого способа является разработка эффективного, безопасного, воспроизводимого метода, расширяющей арсенал неинвазивных способов и технологий, позволяющих оперативно и безопасно выявлять у пациентов риск развития и прогресса интерстициальных изменений в легких в условия новой коронавирусной инфекции.

Требуемый технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении достоверности выявления у пациентов риска развития и прогресса интерстициальных изменений в легких в условия новой коронавирусной инфекции при одновременном обеспечении простоты, доступности и неинвазивности диагностической методики, а также ее высокой предсказательной ценности в отношении развития интерстициальных изменений в легких после перенесенного заболевания, вызванного новой коронавирусной инфекцией.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается в способе, согласно которому проводят капилляроскопию ногтевого ложа, причем, перед проведением капилляроскопии на ногтевой валик исследуемых II-IV пальцев обеих рук наносят по капле нейтрального растительного масла, а при ее проведении определяют показатели плотности капилляров дистального ряда, формы капиллярных петель, наличия увеличенных и гигантских капилляров и микрогеморрагий, а так же длины перикапиллярной зоны, при этом, каждому из определенных показателей присваивают оценку от 0 до 2 баллов в зависимости от наличия и интенсивности проявления по балльной шкале для каждого показателя, и пациенты, для которых в результате капилляроскопии ногтевого ложа сумма балов составляет 4 и более стратифицируются как имеющие высокую вероятность наличия интерстициальных изменений в легких после перенесенного заболевания, вызванного новой коронавирусной инфекцией.

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, каждому из определенных показателей присваивают оценку в баллах. При плотности капилляров дистального ряда (количество капилляров на 1 мм) более 7 присваивается «0» баллов, от 7 до 5 - «1» балл, менее 5 - «2» балла; для формы капиллярных петель: при U-образной морфологии или форме шпильки и наличии не более 25% извитых или перекещенных капилляров-присваивается «0» баллов, в случае, если до 50% капилляров имеют аномальную форму (спиралевидные, перекрещенные, извитые) - «1» балл, более 50%) капилляров имеют аномальную форму и/или имеются явные признаки неоангиогенеза (капилляры причудливой формы, кустовидные капилляры) - «2» балла; для показателя наличия или отсутствия увеличенных (диаметр капиллярной петли 20-50 мкм) и гигантских капилляров (диаметр более 50 мкм) - при отсутствии таковых - «0» баллов, при наличии единичных увеличенных капилляров - «1» балл, при наличии множественных увеличенных капилляров и/или наличия гигантских капиллярных петель - «2» балла; показатель наличия микрогеморрагий и депозитов гемосидерина в прикапиллярной зоне - при отсутствии таковых - «0» баллов, при наличии единичных микрогеморрагий и депозитов гемосидерина в прикапиллярной зоне - «1» балл, при наличии множественных микрогеморрагий и депозитов гемосидерина в прикапиллярной зоне и/или сливные кровоизлияния - «2» балла, при длине перикапиллярной зоны до 100 мкм - «0» баллов, более 100 мкм - «1» балл, при выраженном прикапиллярном отеке, затрудняющем визуализацию - «2» балла.

Сущность предложенного способа метода состоит в исследовании морфометрических параметров микроциркуляторного русла ногтевого валика пальцев рук с использованием капилляроскопа. Изучается плотность капилляров дистального ряда (количество капилляров на 1 мм), форма капиллярных петель, наличие/отсутствие увеличенных и гигантских капилляров, признаков неоангиогенеза, микрогеморрагий, так же длинна перкапиллярной зоны. Анализ и интерпретация капилляроскопических данных осуществляется с использованием специально разработанной шкалы, где каждой из переменных присваивается определенное количество баллов (от 0 до 2) в зависимости от наличия и степени изменения параметра. При нахождении значения исследуемого капилляроскопического параметра в пределах колебаний должных величин - присваивается «0» баллов, при максимальной выраженности изменений - «2» балла. В случае, если пациент в сумме набирает «4» и более баллов по шкале капилляроскопических изменений (ШКИ), это интерпретируется как высокий риск выявления интерстициальных измений в легких в условиях перенесенной новой коронавирусной инфекции.

Предложенный способ определения микроциркулярных нарушений, как биомаркера интерстициальных изменений в легких пациентов, перенесших новую коронавирусную инфекцию осуществляется следующим образом.

У пациентов, перенесших новую коронавирусную инфекцию, проводится бальная оценка морфометрических изменений дистального ряда капилляров методом капилляроскопии ногтевого ложа по специально разработанной шкале.

Выполняется процедура капилляроскопии с соблюдением следующих условий. Определяется, что в течение последнего месяца были исключены косметические процедуры, подразумевающие травму кутикулы. За 4-6 часов до проведения исследования пациенты предупреждены о необходимости воздержаться от употребления кофеинсодержащих продуктов и напитков, а также от курения.

Непосредственно перед процедурой пациенты моют руки теплой водой и антибактериальным мылом и в течение 15 минут ожидают исследования сидя с расположением рук на уровне сердца при комнатной температуре 20-25°С.

Для улучшения качества изображения на ногтевой валик исследуемых пальцев (II-IV палец обеих рук) наносится по одной капле нейтрального растительного масла.

Эпонихий пальца помещается под объектив капилляроскопа, при помощи которого с увеличением в 200-500 раз оцениваются следующие параметры: плотность капилляров дистального ряда, форма капиллярных петель, наличие увеличенных/гигантских капилляров и микрогеморрагий, а также длинна прикапиллярной зоны.

Для интерпретации возникших после заболевания капилляроскопических изменений используется специально разработанная шкала (таб. 1), где каждому показателю, определенному при исследовании, присваивается определенное количество баллов (от 0 до 2) в зависимости от наличия и степени изменения параметра:

Если плотность капиллярных петель (количество капилляров на 1 мм дистального ряда): более 7 - «0» баллов, от 7 до 5 - «1» балл, менее 5 - «2» балла.

Анализируется форма капиллярных петель. Если форма петель похожа на шпильку или имеет U-образную морфологию и не более 25% капилляров являются извитыми или перекещенными, присваивается «0» баллов, в случае, если до 50% капилляров имеют аномальную форму (спиралевидные, перекрещенные, извитые) - «1» балл, более 50% капилляров имеют аномальную форму и/или имеются явные признаки неоангиогенеза (капилляры причудливой формы, кустовидные капилляры) - «2» балла.

При исследовании наличия или отсутствия увеличенных (при диаметре капиллярной петли 20-50 мкм) и/или гигантских капилляров (при диаметре более 50 мкм) и обнаружении отсутствии таковых - «0» баллов, при наличии единичных увеличенных капилляров -«1» балл, при наличии в дистальном ряду капилляров множественных увеличенных капилляров и/или при наличии гигантских капиллярных петель - «2» балла.

При исследовании наличия или отсутствия микрогеморрагий и депозитов гемосидерина в прикапиллярной зоне, то в случае их отсутствия - «0» баллов, при единичныех - «1» балл, при множественных и наличии сливных кровоизлияний - «2» балла.

При исследовании длина прикапиллярной зоны и при длине до 100 мкм - «0» баллов, более 100 мкм - «1» балл, при выраженном прикапиллярном отеке, затрудняющем визуализацию, - «2» балла.

Баллы, присвоенные каждому изучаемому параметру, суммируются.

Пациенты, набравшие в сумме 4 и более баллов, стратифицируются как имеющие высокую вероятность выявления интерстициальных изменений в легких после перенесенного заболевание, вызванного новой коронавирусной инфекцией.

Достоверность способа апробирована на 16 пациентах, перенесших новую коронавирусную инфекцию различной степени тяжести. Результаты отражены в Таблице 2.

Для всех пациентов была выполнена капилляроскопия ногтевого валика с оценкой выявленных изменений с использованием балльной шкалы (таб. 1). Кроме того, пациентам проводили исследования органов грудной клетки с использованием компьютерной томографии. Выявлено, что большинство (6 из 7) пациентов, набравших «4» и более баллов по разработанной шкале, имели различные интерстициальные изменения на компьютерной томограмме органов грудной клетки (повышение плотности легочной ткани по типу «матового стекла», ретикулярные изменения, тракционные бронхоэктазы). В свою очередь, только у 2 из 9 пациентов, набравших менее «4» баллов выявлены интерстициальные изменения. Таким образом, в данном исследовании пациенты набравшие «4» и более баллов имели достоверно большую вероятность наличия интерстициальных изменений в легких по данным КТ ОГК, с отношением шансов (ОШ)=21 (95% ДИ=1,5-293).

Таким образом, в предложении достигается требуемый технический результат, который заключается в повышении достоверности выявления у пациентов риска развития и прогресса интерстициальных изменений в легких в условия новой коронавирусной инфекции при одновременном обеспечении простоты, доступности и неинвазивности диагностической методики, а также ее высокой предсказательной ценности в отношении развития интерстициальных изменений в легких после перенесенного заболевания, вызванного новой коронавирусной инфекцией.

Список литературы

1. Antoniou KM, Vasarmidi E, Russell AM, et al. European Respiratory Society Statement on Long COVID-19 Follow-Up [published online ahead of print, 2022 Feb 10]. Eur Respir J. 2022; 2102174.

2. Самсонова M.B., Конторщиков A.C., Черняев А.Л., Михайличенко К.Ю., Михалева Л.М., Мишнев О.Д., Зайратьянц О.В. Патогистологические изменения в легких в отдаленные сроки после COVID-19. Пульмонология. 2021; 31 (5): 571-579

3. Huang С, Huang L, Wang Y, et al. 6-month consequences of COVID-19 in patients discharged from hospital: a cohort study. Lancet. 2021;397(10270):220-232.

4. Carmona P, et al. Pulmonary Function and Radiologic Features in Survivors of Critical COVID-19: A 3-Month Prospective Cohort. Chest. 2021; 160(1): 187-198.

5. Gumulec J, et al. COVID-19 Associated Coagulopathy: Mechanisms and Host-Directed Treatment [published online ahead of print, 2021 Nov 6]. Am J Med Sci. 2021; S0002-9629(21)00403-1.

6. Mesquida J, Caballer A, Cortese L, et al. Peripheral microcirculatory alterations are associated with the severity of acute respiratory distress syndrome in COVID-19 patients admitted to intermediate respiratory and intensive care units. Crit Care. 2021; 25(1):381.

Способ оценки микроциркуляторных нарушений как биомаркера интерстициальных изменений в легких у пациентов, перенесших новую коронавирусную инфекцию, включающий

капилляроскопию ногтевого ложа с нанесением перед проведением капилляроскопии на ногтевой валик исследуемых II-IV пальцев обеих рук по капле нейтрального растительного масла,

определение плотности капилляров дистального ряда, формы капиллярных петель и капилляров аномальной формы - спиралевидной, перекрещенной или извитой, наличия увеличенных капиллярных петель с диаметром капиллярной петли 20-50 мкм и гигантских капиллярных петель с диаметром петли более 50 мкм, микрогеморрагий и депозитов гемосидерина в прикапиллярной зоне, длины перикапиллярной зоны, а также наличия стазов, при этом каждому из определенных показателей присваивают оценку в баллах; при этом

- при более 7 капиллярах на 1 мм присваивают 0 баллов, при 7-5 капиллярах на 1 мм – 1 балл, при менее 5 капиллярах на 1 мм - 2 балла;

- если определяют капиллярные петли, похожие на шпильку, или U-образной формы и до 25% капилляров аномальной формы, то присваивают 0 баллов, если 25-50% капилляров аномальной формы - 1 балл, если более 50% капилляров аномальной формы и/или определяют наличие кустовидных капилляров - 2 балла;

- при отсутствии увеличенных и гигантских капиллярных петель присваивают 0 баллов, при наличии единичных увеличенных капиллярных петель - 1 балл, при наличии множественных увеличенных капиллярных петель и/или наличии гигантских капиллярных петель - 2 балла;

- при отсутствии микрогеморрагий и депозитов гемосидерина в прикапиллярной зоне присваивают 0 баллов, при наличии единичных микрогеморрагий и депозитов гемосидерина в прикапиллярной зоне - 1 балл, при наличии множественных микрогеморрагий и депозитов гемосидерина в прикапиллярной зоне и/или сливных кровоизлияний - 2 балла;

- при длине перикапиллярной зоны до 100 мкм присваивают 0 баллов, при длине перикапиллярной зоны более 100 мкм - 1 балл, при выраженном прикапиллярном отеке, затрудняющем визуализацию - 2 балла;

- при отсутствии стазов присваивают 0 баллов, при наличии единичных стазов – 1 балл, при наличии крупных множественных стазов – 2 балла;

суммируют баллы и, если сумма баллов составляет более трех, определяют высокую вероятность наличия интерстициальных изменений в легких после перенесенного заболевания, вызванного новой коронавирусной инфекцией.