CC BY
28
УДК 618.14-006.36:616.137.73-005.73-073
ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ КРОВООБРАЩЕНИЯ В БАССЕЙНЕ МАТОЧНЫХ АРТЕРИЙ ДО И ПОСЛЕ ЭМБОЛИЗАЦИИ ПРИ МИОМАХ МАТКИ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДА МУЛЬТИФРАКТАЛЬНОЙ ПАРАМЕТРИЗАЦИИ (N=28)
С. В. Федоров, И. Ф. Мухамедьянов
Эмболизация маточных артерий (ЭМА) в настоящее время считается одним из самых современных направлений в оперативном лечении миомы матки. ЭМА, являясь альтернативным и органосохраняющим методом хирургического лечения миомы матки, принимается большинством авторов. В то же время, несмотря на эффективность ЭМА, не определена тактика лечения в зависимости от особенностей кровоснабжения миомы матки.
Цель исследования
Установить характер взаимосвязи между параметрами маточного кровотока и клини-ко-анатомическими характеристиками миомы матки до и после эмболизации маточных артерий.
Материалы и методы
Для количественного определения пространственной организации сосудистого русла в бассейне маточных артерий до и после их эмболизации был использован метод мультифрактальной параметризации (МФП). Фракталом называется структура, состоящая из частей, которые в каком-то смысле подобны целому, и выглядит одинаково, в каком масштабе ее ни наблюдать, и данному условию вполне может соответствовать геометрическая конфигурация сосудистой сети.
Выбор метода МФП объясняется следующими причинами: 1) позволяет количественно описывать конфигурации исследуемых структур в целом в рамках системного подхода, основанного на теории фракталов Б. Б. Мандельброта; 2) позволяет отразить универсальным образом связь специфических форм нарушения симметрии, в данном исследовании — в сосудистом русле, непосредственно с конкретными количественными мерами информации; 3) объект рассматривается как открытая нелинейная система, свойства которой при внешних воздействиях определяются процессами структурообразования, протекающими при обмене системной энергией, веществом и информацией с окружающей средой (Vstovsky G. V., Bunin I. J., 1994).
Сосудистая сеть была описана следующими структурно-информационными параметрами:
D0 — фрактальная хаусдорфовая размерность — геометрическая пространственная размерность носителя меры. В качестве носителей меры рассмотрены ветви правой и левой маточных артерий.
D1 — информационная размерность Реньи — информационная насыщенность структуры, обусловленная нарушением симметрии меры носителя по отношению к нарушению фрактальной симметрии вследствие внутренней дифференциации между различными частями системы или между
системой и ее окружением. Возрастание ее значения свидетельствует о дезорганизации механизмов регуляции.
Dq — обобщенная размерность (энтропия) Реньи — спектр фрактальных размерностей для фрактальной меры на предельном множестве. Фактически отражает второй закон термодинамики. Повышение данного показателя свидетельствует о повышении обмена системной энергии. При положительном значении энергия потребляется системой.
D1—Dq — мультифрактальная мера упорядоченности — показывает количественную меру нарушения Ф-симметрии или степень неравновесности системы. В данном случае характеризует термодинамическое равновесие. Чем значение данного критерия больше, тем неравновеснее система при условии канонических спектров (Б2^1), и чем значение критерия меньше, тем неравновеснее система при наличии псевдоспектров ф2^1). При D1—Dq=0 система равновесна, т. е. в ней не происходит обмен информацией, энергией и веществом с внешней средой.
Технически данное исследование проведено с помощью компьютерной программы MFRDrom, которая позволяет адекватно, двумя разными способами проведения расчетов выявлять изменения во фрактальной симметрии на плоских изображениях. Статистическая обработка полученных структурно-информационных показателей проводилась с помощью програмного пакета Statistics v. 5.5 (StatSoft Inc.).
Результаты
При изучении фрактальных параметров, средние значения которых представлены в таблицах 1 и 2, до и после ЭМА фрактальная симметрия по отношению к группе мульти-фрактальных преобразований подчиняется условию псевдоспектров — D2<D1. Согласно этому, трактовка степШи упорядоченности (или неравновесности) исследуемого объекта описывается правилом: «Чем меньше значение D1—Dq, тем более упо-
Таблица 1
Среднее значение мультифрактальных параметров до ЭМА
Параметры N M Min Max Std. Dev.
D1—Dq 112 -0,087527 —0,244000 0,261000 0,084512
D0 112 0,941545 0,843000 1,235000 0,057112
D1 112 1,759671 1,008540 1,975730 0,140238
D2 112 1,035920 0,874000 1,113000 0,035512
Dq 112 1,087527 0,739000 1,244000 0,084512
Таблица 2
Среднее значение мультифрактальных параметров после ЭМА
Параметры * N M Min Max Std. Dev.
D1—Dq p 112 —0,109321 0,283000 0,027000 0,061956
D0 p 112 0,925143 0,818000 1,020000 0,040499
D1 p 112 1,781078 1,525240 1,982510 0,108670
D2 p 112 1,045312 0,981000 1,129000 0,030322
Dq p 112 1,109321 0,973000 1,283000 0,061956
Примечание. * — здесь и далее знак «р» обозначает состояние после эмболизации.
рядоченной является структура исследованного объекта».
Из приведенных данных видно, что после эмболизации возрастает степень упорядоченности кровеносной сети, что в биологическом аспекте соответствует снижению кровотока в бассейне маточных артерий. При этом одновременное уменьшение размерности D0 фактически соответствует уменьшению количества функционирующих артерий, а увеличение Dq свидетельствует об
увеличении потребности в энергетическом обмене.
Все статистически достоверные изменения в мультифрактальных параметрах после эмболизации приведены в таблице 3.
При сравнении мультифрактальных параметров в бассейнах левой и правой маточных артерий ни один из них не имел статистически достоверного отличия в значениях до и после эмболизации (табл. 4).
Таблица 3
Сравнение мультифрактальных параметров состояния сосудистого русла в бассейне маточных артерий до и после эмболизации
Параметры М Dv. N Diff. 1 df Р
D1—Dq -0,08753 0,084512
D1—Dq p -0,10932 0,061956 112 0,021795 2,328026 111 0,021723
D0 0,941545 0,057112
D0 p 0,925143 0,040499 112 0,016402 2,631481 111 0,009711
D1 1,759671 0,140238
D1 p 1,781078 0,10867 112 —0,02141 — 1,41096 111 0,161052
Dq 1,087527 0,084512
Dq p 1,109321 0,061956 112 —0,02179 —2,32803 111 0,021723
М 1 М 2 1-уа1ие df Р УаМ N УаМ N Std. Dev. Std. Dev.
D1—Dq —0,093089 —0,081964 —0,69494 110 0,488558 56 56 0,065248 0,100469
D0 0,937107 0,945982 —0,82107 110 0,413380 56 56 0,039150 0,070781
D1 1,775058 1,744284 1,16299 110 0,247349 56 56 0,098048 0,172033
D2 1,038571 1,033268 0,78892 110 0,431856 56 56 0,026503 0,042760
Dq 1,093089 1,081964 0,69494 110 0,488558 56 56 0,065248 0,100469
D1—Dq p —0,100339 —0,118304 1,54381 110 0,125506 56 56 0,055885 0,066779
D0 p 0,931196 0,919089 1,59279 110 0,114076 56 56 0,039570 0,040864
D1 p 1,787099 1,775057 0,58459 110 0,560017 56 56 0,104923 0,112918
D2 p 1,041054 1,049571 — 1,49469 110 0,137858 56 56 0,028688 0,031554
Dq p 1,100339 1,118304 —1,54381 110 0,125506 56 56 0,055885 0,066779
Примечание. Здесь и далее жирным шрифтом выделены значения МФП до и после эмболизации, различие в которых статистически достоверно — /><0,05.
Таблица 4
Сравнение мультифрактальных параметров состояния сосудистого русла в бассейне левой и правой маточных артерий до и после эмболизации
(Г — тест; группа 1 — левая маточная артерия; группа 2 — правая маточная артерия)
Из анализа полученных данных вытекает один однозначный вывод: кровоснабжение по системе левой и правой маточных артерий как непосредственно тела матки, так и миоматозных узлов, имеет абсолютно симметричный характер.
Корреляционный анализ мультифрак-тальных параметров проводили со следующими клинико-морфологическими характеристиками: возраст пациенток, длительность заболевания, максимальный размер матки, максимальный размер миоматозных узлов, количество узлов в матке, структура узлов. Корреляционная матрица представлена в таблице 5.
Возраст пациенток, длительность заболевания и максимальный размер матки не имели статистически значимых корреляционных взаимосвязей с мультифрактальными параметрами, что свидетельствует об отсутствии влияния этих характеристик на кровообращение в системе маточных артерий. Количество миоматозных узлов находилось в прямой зависимости от меры упорядоченности, то есть от степени централизации кровеносных сосудов, и в обратной зависимости от интенсивности энергетического обмена. При этом максимальный диаметр узлов, наоборот, находился в обратной зависимости от меры упорядоченности и в прямой — от меры обмена системной энергией.
Выявленные взаимосвязи позволяют сделать следующее предположение: максимальный диаметр и количество миоматоз-ных узлов в матке зависят от характеристик сосудистой сети в бассейне маточных артерий. Чем более разветвленным является сосудистое русло, тем выше частота формирования солитарных миом больших размеров, чем сосудистое русло менее разветвлено, так сказать, централизовано, тем выше частота встречаемости множественных миом относительно небольших размеров в теле матки.
Кроме этого, характер кровоснабжения также влияет и на структуру узлов. До эмбо-
лизации маточных артерий корелляционные взаимосвязи между структурой узлов и муль-тифрактальными параметрами отсутствовали. Однако после эмболизации в структуре узлов происходили изменения, которые напрямую были связаны с изменением в системе кровоснабжения и имели такие же закономерности, как и размер узлов.
Отдельно необходимо рассмотреть влияние клинико-морфологических характеристик миом и мультифрактальных параметров маточных артерий как критериев их функционирования на конечный результат лечения. Контрольные исследования проводились через полгода и через год. Для решения этого вопроса были использованы корреля-
Таблица 5
Коэффициенты корреляций между клинико-морфологическими характеристиками и мультифрактальными параметрами
D1—Dq D0 D1 Dq D1—Dq р D0 р D1 р Dq р
Длительность заболевания —0,12 —0,14 —0,03 0,12 0,01 —0,01 —0,01 —0,01
Возраст пациенток —0,03 —0,06 0,05 0,03 0,00 —0,06 0,03 —0,00
Количество узлов в матке 0,23 0,17 0,01 —0,23 —0,03 —0,06 —0,09 0,03
Структура миоматозных узлов —0,17 —0,14 —0,14 0,17 —0,20 —0,23 —0,26 0,20
Максимальный размер матки —0,07 —0,05 0,00 0,07 —0,14 —0,12 —0,05 0,14
Максимальный диаметр узлов —0,36 —0,27 —0,17 0,36 —0,10 0,06 —0,08 0,10
ционный и регрессионный методы анализа данных.
Положительный результат имеет статистически достоверную (р<0,05) обратную зависимость от возраста пациентки (г=—0,28), длительности заболевания (г=—0,24), а также от размера узлов (г=—0,25), что представлено на графике 1. То есть чем более выражены объемно-временные характеристики патологического процесса, тем медленнее наступает его регресс. Помимо этого на результат влияет и состояние сосудистого русла на момент эмболизации. Чем больше мера упорядоченности и фрактальная размерность сосудистого русла и чем меньше мера энергетического обмена, тем выше эффект эмболизации. При этом зависимость от параметров сосудистого русла, по данным регрессионного анализа, соответственно, ¿1— Dq г=0,38, ¿0 г=0,38, Dq г=—0,38, была выше, чем зависимость от клинико-морфологических дан-
График 1
Зависимость результата от максимального диаметра миоматозного узла
Коэффициент корреляции: /=—0,2542 (р<0,05)
120
Диаметр узла (мм)
Хк 13едгез5юп 200 95% сопАс!.
График 2 Зависимость результата от размера эмболизационных частиц
Результат
Размер эмболизационных частиц
ных. Однако самая сильная связь выявлена между результатом и размером эмболизаци-онных частиц — г=0,43 (график 2).
Обсуждение
Известно, что миоматозный узел имеет питающие артерии, которые не анастомо-зируют с другими сосудами и являются конечными ветвями. Эти данные по ангиоар-хитектонике в миомах объясняют, почему при мультифрактальной параметризации мы выявили значимые изменения меры упорядоченности и фрактальной размерности кровеносного русла маточных артерий, по которым можно судить не только о характере патологического процесса, но и о его дальнейшем патоморфозе.
Селективное закрытие сосудов миома-тозного узла и перифиброидного сплетения приводит к селективной ишемизации и в дальнейшем к дегенерации только самой миомы, практически не отражаясь на кровоснабжении непораженных участков стенки матки. Следовательно, для достижения наилучшего эффекта необходимо подобрать оптимальный размер эмболизационных частиц. По нашим данным, прямая корреляционная взаимосвязь средней силы была установлена между частицами диаметром 500 мкм и эффективностью процедуры ЭМА.
Также в общей исследуемой группе по мультифрактальным параметрам нами выявлено симметричное кровоснабжение как матки, так и миоматозных узлов, что не противоречит общей точке зрения. При проведении сравнительного анализа по Т-критерию не установлено статистически значимых отличий между параметрами левой и правой маточных артерий. Хотя в каждом конкретном случае отмечалось некоторое преобладание в кровоснабжении по левому или правому типу. Таким образом, наши данные не противоречат рекомендации использовать двустороннюю эмболиза-цию маточных артерий.
Выводы
1. Применение метода мультифракталь-ной параметризации в оценке маточного кровоснабжения при миоме является адекватным и высокоинформативным.
2. Установлено, что характер кровоснабжения матки оказывает значительное влияние на формирование и дальнейший рост миом, и, следовательно, ЭМА является патогенетическим методом лечения данного заболевания.
3. Выбор размера эмболизационных частиц на данный момент остается актуальнейшим вопросом и требует дальнейшего изучения.
Библиографический список
1. Бобров Б. Ю. Эмболизация маточных артерий в лечении миом матки/Б. Ю. Бобров, А. А Алиева///Акушерство и гинекология— 2004.- № 5.— С. 6—8.
2. Встовский Г. В., Колмаков А Г., Бунин И. Ж. Псевдомультифрактальный анализ геометрической асимметрии. Всероссийская научная конференция «Байкальские чтения по математическому моделированию процессов в синергетических системах».— Улан-Удэ, 1999.
3. Капранов С. А. Влияние технических и анатомических факторов на эффективность эмболизации маточных артерий/ С. А. Капранов, Б. Ю. Бобров//Ангиология и сосудистая хирургия.— 2006.— № 2— С. 51—56.
4. Кроновер Р. М. Фракталы и хаос в динамических системах. Основы теории.— М.: Постмаркет, 2000.— 352 с.
5. Савельева Г. М. Современные технологии в диагностике и лечении заболеваний матки/Г. М. Савельева, В. Г. Бреусенко, С. А. Капранов///Российский медицинский журнал.— 2006.— № 5.— С. 22—25.
6. Vstovsky G. V., Bunin I. G, Kolmakov A. G. Proc. of the 11th Biennial European Conf. on Frac-
ture, ECF 11, «Mechanisms and Mechanics of Damage and Failure», Poitiers-Futuroscope, France, 3—6 September 1996, Editors: J. Petit, J. de Fouquet, G. Henaff, P. Villechaise and A. Dragon. Published by: Engineering Materials Advisory Services Ltd. (EMAS), in 2 Volumes, 1996. Vol. 1. P. 301—306.
S. V. Fedorov, I. F. Mukhamedyanov
INVESTIGATION OF BLOOD CIRCULATION PECULIARITIES IN UTERINE ARTERIAL POOL BEFORE
AND AFTER UTERINE MYOMA EMBOLIZATION WITH MULTIFRACTAL PARAMETRIZATION METHOD
Multifractal parametrization method is adequate and highly informative in estimation of uterine blood circulation. Dependence between peculiarities of uterine blood supply and formation as well as further growth of myomas was established. The more branched is bloodstream, the higher is the rate of formation of large size solitary myomas and on the contrary, the more «centralized» is bloodstream, the higher is occurrence rate of relatively small size multiple myomas. Besides, it was detected that the rate of myoma regress after emboliza-tion is in direct proportion to increase in fractal size of uterine body bloodstream. Thus, embolization should be considered a pathogenetic method of treatment of the given disease and the choice of size of embolization elements at the given moment remains an actual problem and needs further investigation.
Keywords: multifractal parametrization, uterine blood supply, myoma, bloodstream, embolization.
ГОУ ВПО«Башкирский государственный медицинский университет Росздрава», Республиканская клиническая больница им. Г. Г. Куватова, г. Уфа
Материал поступил в редакцию 10.10.2008
