Shear wave elastography in the diagnosis of rhabdomyolysis

Aleksandr A. Emelyantsev; Емельянцев Александр Александрович; Sergey N. Bardakov; Бардаков Сергей Николаевич; Igor’ V. Boikov; Бойков Игорь Валерьевич; Vladimir N. Malakhovskiy; Малаховский Владимир Николаевич; Tamara E. Rameshvili; Рамешвили Тамара Евгеньевна; Vadim A. Tsargush; Царгуш Вадим Андреевич; Gennadiy G. Romanov; Романов Геннадий Геннадиевич; Anna A. Bagrova; Багрова Анна Анатольевна

doi:10.17816/rmmar104383

Эластография сдвиговой волны в диагностике рабдомиолиза

Авторы: Емельянцев А.А.¹, Бардаков С.Н.¹, Бойков И.В.¹, Малаховский В.Н.¹, Рамешвили Т.Е.¹, Царгуш В.А.¹, Романов Г.Г.¹, Багрова А.А.¹
Учреждения:
1. Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Выпуск: Том 41, № 1 (2022)
Страницы: 23-30
Раздел: Оригинальные исследования
URL: https://journals.eco-vector.com/RMMArep/article/view/104383
DOI: https://doi.org/10.17816/rmmar104383
ID: 104383

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Рабдомиолиз является жизнеугрожающим заболеванием скелетных мышц, скорость постановки диагноза и начала лечения которого напрямую влияют на вероятность развития острого почечного повреждения и качество восстановления мышечной функции. Ультразвуковой метод диагностики является доступным и может быть применен на этапе первичной диагностики, но имеет невысокие характеристики чувствительности — 68 % и специфичности — 57 % при использовании таких ультразвуковых симптомов, как диффузное выраженное повышение эхогенности (однородное или неоднородное), нарушение поперечной исчерченности структуры мышцы и большой объем поражения мышечной ткани (более 30 %).

Рассматриваются возможности ультразвуковой эластографии в диагностике рабдомиолиза у 95 пациентов, поступающих с подозрением на повреждение мышечной ткани. При сравнении параметров эластографии сдвиговой волны пациентов с рабдомиолизом и пациентов с другими заболеваниями, проявляющимися мышечным отеком (ушибы мышц, воспалительные миопатии, постнагрузочный мышечный отек), а также контрольной группы отмечаются значимые различия (p < 0,01), что позволяет определить количественные ультразвуковые характеристики мышечной ткани, патогномоничные для рабдомиолиза. Использование эластографии сдвиговой волны с получением значений скорости боковой волны менее 1,64 м/с повысило чувствительность и специфичность метода в диагностике рабдомиолиза до 75 и 62 % соответственно.

Разработана логит-модель с комплексным использованием показателей эластографии, диагностическая точность которой составила 77 %. В процессе восстановления мышечной ткани отмечалось увеличение скорости боковой волны до уровня значений контрольной группы, что может быть использовано как один из маркеров выздоровления пациента.

Ключевые слова

воспалительные миопатии, миалгия, мышечный отек, рабдомиолиз, скелетные мышцы, ультразвуковая диагностика мышц, эластография сдвиговой волны

Полный текст

АКТУАЛЬНОСТЬ

Рабдомиолиз — заболевание, характеризующееся разрушением скелетных мышц, приводящее к высвобождению внутриклеточного содержимого в кровь, что может вызвать жизнеугрожающие осложнения. Несмотря на то что у большинства пациентов с рабдомиолизом прогноз благоприятный, в 7–10 % случаев развивается острое почечное повреждение [1]. Исследования некоторых авторов подтвердили, что ранняя диагностика и своевременное адекватное лечение могут не только предотвратить возникновение осложнений рабдомиолиза, но также значительно улучшить прогноз пациентов [2, 3].

При наличии классической триады симптомов рабдомиолиза, таких как миалгия, мышечная слабость и коричневая моча, диагноз выставляется достаточно быстро и точно. Однако подобная клиническая картина наблюдается менее чем у 10 % пациентов при первичном обращении. Основные жалобы в большинстве случаев — локальная или распространенная боль в мышцах и плохое самочувствие [4]. Таким образом, отсутствие специфической клинической картины в отдельных ситуациях может привести к недооценке тяжести больного и позднему назначению лабораторных анализов на специфические маркеры острого повреждения мышц: креатинфосфокиназы (КФК) и миоглобина крови [5].

В ряде работ перечисляются разнообразные признаки рабдомиолиза при проведении ультразвуковых исследований (УЗИ), такие как утолщение мышцы, изменение эхогенности, появление картины «матового стекла» и др. [6, 7]. При этом УЗИ обычно используется только для подтверждения диагноза уже после лабораторных данных [8]. Однако ряд авторов представляют кейсы, где именно УЗИ позволило заподозрить острое повреждение скелетных мышц при стертой клинической картине и провести анализ крови пациентов на КФК [9, 10].

Ультразвуковая картина при рабдомиолизе может быть разнообразна и не отличаться от других заболеваний, проявляющихся отеком мышечной ткани: травматических повреждений, воспалительных миопатий, повреждений, связанных с чрезмерной физической нагрузкой, и др. В некоторых статьях указывается на невысокие значения специфичности УЗИ в выявлении мышечного отека [7, 11, 12].

Повышение диагностических характеристик возможно с помощью количественной методики УЗИ — эластографии сдвиговой волны (ЭСВ). Она показала себя эффективной при обследовании многих органов, таких как печень, молочные железы, сосуды, предстательная железа [13, 14]. ЭСВ используется для диагностики заболеваний органов опорно-двигательного аппарата, например сухожилий [15], некоторых наследственных миопатий [16, 17]. Отмечаются единичные работы по применению ЭСВ при поражении скелетных мышц [15, 18, 19].

Цель исследования — повысить диагностическую эффективность УЗИ в выявлении рабдомиолиза с помощью количественной ЭСВ.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Всем пациентам проводилось исследование после подписания добровольного информированного согласия. Всего обследовано 95 человек. УЗИ проводилось на этапе первичной диагностики с клинической картиной заболеваний скелетных мышц: жалобы на миалгию, отеки конечностей, снижение мышечной силы.

Пациенты были разделены на две группы. В основную группу (n = 54) вошли случаи с доказанным острым повреждением мышечной ткани (повышение уровня КФК и миоглобина крови, наличие изменений на изображениях лучевых методов диагностики). Остальные пациенты вошли в контрольную группу. В основной группе были выделены две подгруппы: случаи подтвержденного рабдомиолиза (n = 18) и остальные заболевания, сопровождающиеся мышечным отеком (ушибы мышц, воспалительные миопатии, синдром отсроченной мышечной боли, постнагрузочный отек). Верификация рабдомиолиза осуществлялась на основании выявления миоглобинемии более 72 нг/мл.

Обследование пациентов проводилось на ультразвуковом сканере диагностическом экспертного класса «Logiq E9» (General Electric, США). Использовался линейный высокочастотный датчик для поверхностных тканей. Подготовка пациентов не требовалась. Сканирование проводилось в двухмерном режиме в области повреждения и смежных, а также противоположных областях.

Для устранения влияния компрессии датчика на мышечную ткань использовалась гелевая подушка. ЭСВ проводили в положении пациента лежа на спине в состоянии расслабления всех скелетных мышц. Для визуальной оценки использовалась цветная шкала, где темно-синий цвет означал минимальную эластичность, а красный— максимальную. Области интереса выделялись в средних отделах мышц без захвата сухожилий и мышечных футляров. Для получения более точных результатов измерение проводилось на нескольких уровнях с вычислением среднего значения. Параметры ЭСВ выражались в виде скорости боковой волны (V) в м/с и значениях жесткости (модуль Юнга, Е) в кПа.

Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась с использованием программного обеспечения MedCalc (версия 18.2.1). Нормальность распределения определялась с помощью критерия Д’Агостино–Пирсона. Количественные результаты морфометрического анализа выражались в виде «Ме [1-й квартиль; 3-й квартиль]». Для сравнения групп значений показателей ЭСВ использовался U-критерий Манна–Уитни. Для определения порогов отсечения скорости боковой волны и жесткости проводился ROC-анализ и сравнение AUC методом Делонга. Комплексное использование количественных характеристик проводилось с помощью построения уравнения бинарной логистической регрессии.

РЕЗУЛЬТАТЫ

К ультразвуковым признакам рабдомиолиза относили диффузное выраженное повышение эхогенности (однородное или неоднородное), нарушение поперечной исчерченности структуры мышцы и большой объем поражения мышечной ткани (более 30 %) (рис. 1). Заключение «рабдомиолиз» выставлялось в случаях обнаружения всех перечисленных ультразвуковых симптомов.

Рис. 1. Эхограммы рабдомиолиза скелетных мышц различных анатомических областей: a — мышцы, разгибающей спину, b — медиальной и латеральной головок трехглавой мышцы плеча

Под ультразвуковые критерии рабдомиолиза подходили 27 случаев. После лабораторной верификации рабдомиолиза была определена следующая диагностическая эффективность УЗИ: чувствительность — 68 %, специфичность — 57, точность — 62 %. При этом, несмотря на низкую чувствительность метода в диагностике рабдомиолиза, чувствительность УЗИ в выявлении неспецифических отечных изменений мышечной ткани (пациентов основной группы) составила 74 %.

Таким образом, ультразвуковое исследование позволяет выявить мышечный отек, однако отсутствие характерных семиотических признаков и субъективная оценка эхогенности мышечной структуры приводят к большому количеству ошибок I и II рода. Для повышения эффективности ультразвукового метода в диагностике рабдомиолиза была проведена количественная оценка эластичности мышечной ткани.

При сравнении коэффициентов жесткости мышечной ткани в м/с и в кПа было выявлено, что значения при рабдомиолизе статистически значимо отличаются как от других заболеваний, проявляющихся мышечным отеком (U-критерий Манна–Уитни с поправкой Бонферрони, p < 0,001), так и от контрольной группы (U-критерий Манна–Уитни с поправкой Бонферрони, p < 0,001) в сторону уменьшения (рис. 2). При этом скорость боковой волны и жесткость при мышечном отеке статистически значимо не отличались от контрольной группы: p = 0,583 и p = 0,117 соответственно (U-критерий Манна–Уитни с поправкой Бонферрони).

Рис. 2. Эхограммы с измерением параметров ЭСВ, верхний ряд — при рабдомиолизе, нижний ряд — в контрольной группе: a — мышцы, разгибающие спину, b — наружные широкие мышцы бедра, c — большие грудные мышцы

Таким образом, можно сделать вывод, что ЭСВ позволяет диагностировать рабдомиолиз, но не позволяет дифференцировать другие формы мышечного отека от нормальной мышцы.

Пороги отсечения показателей ЭСВ для рабдомиолиза были определены с помощью ROC-анализа на основании критерия Юдена (рис. 3). При проведении сравнения AUC полученных кривых значимых различий не было выявлено (метод Делонга, p = 0,9761).

Рис. 3. Диаграммы ROC-анализа данных ЭСВ в отдельности и сравнительный анализ ROC-кривых. Точками обозначены оптимальные значения порогов отсечения, определенных по критерию Юдена

Оптимальным для скорости боковой волны было V = 1,64 м/с со значениями чувствительности 75 %, специфичности 62, точности 68 %. Для жесткости получено значение E = 6,38 кПа с чувствительностью 51 %, специфичностью 92 и точностью 70 %. Оценка показателей ЭСВ по отдельности позволила улучшить эффективность ультразвуковой диагностики рабдомиолиза по сравнению с нативным исследованием, но, к сожалению, незначительно.

Для комплексного использования показателей ЭСВ была построена модель бинарной логистической регрессии. Использовался метод последовательного введения переменных в модель с проверкой коэффициентов на значимость (p > 0,05) на каждом этапе.

В полученной ЭСВ-модели отмечается удовлетворительный коэффициент детерминации (Nagelkerke R² = 0,38). Формула итоговой модели представлена далее:

$P_{+} = \frac{1}{1 + e^{- (- 0, 22391 \cdot E - 1, 45259 \cdot V + 0, 87874}}$

где Р₊ — вероятность заболевания рабдомиолизом (Р₊ > 0,5 — положительная вероятность), е — основание натурального логарифма, E — эластографическая жесткость, выраженная в кПа, V — скорость боковой волны, выраженная в м/с.

ЭСВ-модель позволила классифицировать случаи рабдомиолиза с диагностической точностью в 77 %. При ROC-анализе предсказанных значений в оптимальной точке чувствительность и специфичность составили 84 и 65 % соответственно.

При оценке данных в контрольной группе отмечалось ненормальное распределение показателей ЭСВ. Медианы значений и межквартильный размах для скорости боковой волны составляли V = 2,03 [1, 72; 2, 64] м/с, для жесткости E = 13,22 [10, 09; 22, 41] кПа.

В пяти случаях проводилась оценка мышечной ткани пациентов с рабдомиолизом перед выпиской. При этом показатели скорости боковой волны поврежденных мышц у всех пациентов после выздоровления входили в межквартильный размах значений контрольной группы.

ОБСУЖДЕНИЕ

Метод УЗИ обладает высокой доступностью в диагностике заболеваний мышечной ткани как при первичном обследовании, так и в динамике заболевания. В отношении рабдомиолиза скорость и точность постановки диагноза являются критически важными для прогноза и восстановления пациента [3]. Несмотря на сравнительно невысокие диагностические возможности, даже нативное УЗИ дает информацию о состоянии мышечной ткани, а знание семиотики рабдомиолиза позволяет заподозрить острое повреждение скелетных мышц и назначить специфические лабораторные тесты для его подтверждения или исключения [8].

Проведенное исследование продемонстрировало, что возможности нативного УЗИ в выявлении рабдомиолиза недостаточны, однако метод позволяет выявить недифференцированный мышечный отек с чувствительностью в 74 %. При этом стоит отметить преимущества метода: малое время обследования, возможность выполнения у пациентов в тяжелом состоянии без транспортировки в другие кабинеты и отсутствие воздействия ионизирующего излучения. Помимо первичной диагностики УЗИ позволило осуществлять контроль состояния мышечной ткани у пациентов на весь период пребывания в палате интенсивной терапии.

ЭСВ, выраженная в скорости боковой волны, позволила повысить основные диагностические характеристики УЗИ в выявлении рабдомиолиза, в первую очередь чувствительность. Снижение скорости боковой волны при мышечном отеке отмечается в работе о диагностике воспалительных миопатий [20] и описании клинического случая рабдомиолиза [18]. Уменьшение эластографической жесткости объясняется повышением объема внеклеточной и внутриклеточной воды при отеке тканей, что приводит к уменьшению скорости распространения боковой волны от центрального ультразвукового луча.

ЭСВ, выраженная в жесткости, при диагностике рабдомиолиза показала крайне низкое значение чувствительности в 51 %, что не позволяет использовать данную методику. При эмпирическом подборе порога отсечения с соблюдением баланса между чувствительностью и специфичностью полученные результаты не отличались от возможностей качественной методики. Это объясняется тем, что показатель модуля Юнга является расчетным из скорости боковой волны и, следовательно, менее точным, чем первично измеряемая величина [13]. Однако специфичность и точность жесткости были выше, чем у скорости боковой волны.

Комплексное использование скорости боковой волны и жесткости с помощью модели логистической регрессии позволило скомпенсировать неоднородность распределения чувствительности и специфичности показателей ЭСВ в отдельности и сформировать формулу определения вероятности рабдомиолиза с достаточно высокой точностью в 77 %.

Методика ЭСВ, выраженная в виде скорости боковой волны, позволила оценить восстановление мышечной ткани в процессе выздоровления, что согласуется с научными исследованиями C. Botar-Jid et al. [21] и A.M. Alfuraih et al. [20], которые показывают увеличение показателей ЭСВ до нормативных значений при некоторых отечных и воспалительных повреждениях при положительной динамике течения заболеваний.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, разработанная логит-модель с комплексным использованием значений эластографии позволяет увеличить диагностическую точность УЗИ в определении рабдомиолиза с 62 до 77 %. Увеличение скорости боковой волны до нормативных значений V = 2,03 [1, 72; 2, 64] м/с свидетельствует о восстановлении мышечной ткани после заболевания.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Финансирование данной работы не проводилось.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Этическая экспертиза. Проведение исследования одобрено локальным этическим комитетом ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» (протокол № 217 от 25.12.2018 г.).

Вклад авторов. Все авторы внесли существенный вклад в проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.