CC BY
61
УДК 616.12-71+ 616-71 14.01.08 Педиатрия
МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СЕРДЦА И СОСУДОВ У ДЕТЕЙ В РАЗЛИЧНЫЕ ВОЗРАСТНЫЕ ПЕРИОДЫ ПО ДАННЫМ СКТ- И МРТ- ИССЛЕДОВАНИЙ © Лебеденко А.А.1, Семерник О.Е.1, Аппоева А.А.1, Иванова Д.Н.1, Инкина Е.В.2
'ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздрава России, Россия, 344022, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29
2ГБУ РО Областная детская клиническая больница, Россия, 344015, Ростов-на-Дону, ул. 339-Стрелковой Дивизии, 14/168
Резюме
Цель. Изучить морфометрические особенности строения сердца у детей в различные возрастные периоды.
Методика. Проанализированы результаты СКТ и МРТ-исследований органов грудной клетки у 125 детей в возрасте от 1 года до 18 лет. СКТ и МРТ проводились с использованием магнитно-резонансного томографа «Achiva» фирмы Philips, с напряжением магнитного поля 1,5 Тесла, в проекциях T1 ВИ, Т2 ВИ, STIR и компьютерного томографа «NeuViz», 16 срезов Лтд. Компани, Китай с толщиной среза от 2 до 6 мм. Сканирование проводили в различных проекциях. Полученные сканы записывались в формате D^COM на оптический диск. Анализ сканов проводили на персональном компьютере с использованием программы Radiant DICOM Viewer 1.99.21.9398 (BETA).
Результаты. Анализ полученных результатов установил наличие значительных колебаний морфометрических размеров сердца у детей различных возрастных групп. Выявлено, что чем старше ребенок, тем больше угол альфа, т.е. отмечается изменение положения сердца в пространстве. Также с возрастом отмечается увеличение расстояния от грудины до передней стенки сердца на уровне верхней границы сердца, бифуркации трахеи и на уровне углов лопаток, тогда как в возрасте от 1 года до 5 лет происходит уменьшение данного показателя. В возрасте от 15 до 18 лет наблюдается увеличение расстояния от грудины до передней стенки в 1,5-2 раза на уровне верхней границы сердца и бифуркации трахеи.
Заключение. Полученные данные показали, что исследование сердечно-сосудистой системы с помощью СКТ и МРТ дает возможность не только оценить изменения морфометрических показателей в различные возрастные периоды, но и описать топографию некоторых объектов с позиции трехмерной визуализации.
Ключевые слова: диагностика, сердце, сосуды, дети, СКТ, МРТ
MORPHOMETRIC CHARACTERISTICS OF THE HEART AND VESSELS IN CHILDREN AT DIFFERENT AGE PERIODS ACCORDING TO THE SCT AND MRI RESEARCH DATA Lebedenko A.A.1, Semernik O.E.1, Appoeva A.A.1, Ivanova D.N.1, Inkina E.V.2
1Rostov State Medical University, 29, Per. Nakhichevansky, 344022, Rostov-on-don, Russia 2Regional children's clinical hospital, 14/168, St. 339-Rifle Division, 344022, Rostov-on-don, Russia
Abstract
Objective. To study the morphometric features of the structure of the heart in children at different age periods.
Methods. The results of CT and MRI studies of chest organs in 125 children aged 1 year to 18 years were analyzed. SCT and MRI were performed using a Philips Achiva magnetic resonance imager with a magnetic field voltage of 1.5 Tesla, in 16 projection sections of the T1 VI, T2 VI, STIR and NeuViz CT scanners by Ltd. Company, China with a slice thickness of 2 to 6 mm. Scanning was carried out in various projections. The resulting scans were recorded in DIACOM format on an optical disc. The scans were analyzed on a personal computer using the Radiant DICOM Viewer 1.99.21.9398 (BETA) program.
Results. An analysis of the results revealed the presence of significant fluctuations in the morphometric sizes of the heart in children of different age groups. It was revealed that the older the child, the greater
the angle alpha, i.e. there is a change in the position of the heart in space. Also, with age, there is an increase in the distance from the sternum to the anterior wall of the heart at the level of the upper border of the heart, tracheal bifurcation and at the level of the angles of the shoulder blades, while at the age of 1 year to 5 years this indicator decreases. At the age of 15 to 18 years, there is an increase in the distance from the sternum to the anterior wall by a factor of 1.5-2 at the level of the upper border of the heart and tracheal bifurcation.
Conclusions. The data obtained showed that the study of the cardiovascular system using SCT and MRI makes it possible not only to assess changes in morphometric parameters at different age periods, but also to describe the topography of some objects from the perspective of three-dimensional visualization.
Keywords: diagnostics, heart, vessels, children, SCT, MRI
Введение
Адекватное кровоснабжение всех органов и тканей человеческого организма обеспечивается системой кровообращения. Это происходит благодаря ее многоуровневой организации, сложным нервно-рефлекторным и нейрогуморальным механизмам. В каждый возрастной период растущего организма эта система претерпевает множество изменений, которые продиктованы физиологической целесообразностью. Постоянно изменяющийся анатомически и функционально в различные периоды детства аппарат кровообращения требует от врача знаний этих физиологических изменений [1].
Несмотря на многочисленные исследования, проблема взаимосвязи возрастной эволюции морфофункциональных показателей сердечно-сосудистой системы с уровнем соматического развития до сих пор актуальна и недостаточно изучена. В научных изысканиях приведены различные сведения о зависимости отдельных кардиогемодинамических и антропометрических параметров в возрастном аспекте. Кроме того, значительное изменение темпов физического развития в условиях чередования процессов акселерации и ретардации требует периодического пересмотра антропометрических нормативов и тесно связанных с ними параметров морфофункционального состояния сердечно-сосудистой системы. В мире растет распространенность кардиоваскулярной патологии среди молодых лиц, поэтому мы видим, что проблемы ранней диагностики, поиск критериев для дифференциации нормы, переходного и патологических состояний остаются актуальными и в настоящее время. Вопросы возрастной рентгенанатомии сердца мало освещены, поэтому особое внимание необходимо уделить комплексному исследованию сердечно-сосудистой системы на разных этапах онтогенеза [2].
Первой и основной в ряду методик визуализации сердца до настоящего времени остается эхокардиография. Однако, в ряде случаев из-за технических и анатомических особенностей не всегда удается получить оптимальные изображения, а, следовательно, дать исчерпывающую информацию. Развитие новых технологий, быстрое распространение методов компьютерной томографии (KT) открыли новую страницу в диагностике. Современная компьютерная томография (MPT, РКТ) с высокой разрешающей способностью, широким полем визуализации, возможностью различного рода постпроцессорной реконструкции изображений и при этом относящаяся к неинвазивным инструментальным методам, обеспечивает качественно иной, более высокий уровень диагностики патологии сердечно-сосудистой системы [3]. Знание антропометрических особенностей морфологических показателей сердца в различные возрастные периоды позволит индивидуализировать диагностические и лечебные мероприятия.
Первой и ведущей в ряду методик визуализации сердца до настоящего времени является эхокардиография. Однако в ряде случаев из-за технических и анатомических особенностей не всегда удается получить оптимальные изображения, а, следовательно, дать полную информацию. Развитие новых технологий, быстрое распространение методов компьютерной томографии (KT) открыли новую страницу в диагностике. Современная компьютерная томография (MPT, РКТ) с высокой разрешающей способностью, широким полем визуализации, возможностью различного рода постпроцессорной реконструкции изображений и при этом относящаяся к неинвазивным инструментальным методам, обеспечивает гораздо более высокий уровень диагностики патологии сердечно-сосудистой системы [3.] Знание антропометрических особенностей морфологических показателей сердца в различные возрастные периоды позволит индивидуализировать диагностические и лечебные мероприятия.
Целью работы явилось изучение морфометрических особенностей строения сердца у детей в различные возрастные периоды.
Методика
Для реализации поставленной цели были проанализированы СКТ и МРТ-исследования органов грудной клетки у 125 детей в возрасте от 1 года до 18 лет. СКТ и МРТ проводили на базе МБУЗ «Областная клиническая детская больница» г. Ростова-на-Дону в отделении лучевой диагностики с использованием магнитно-резонансного томографа «Achiva» фирмы Philips, с напряжением магнитного поля 1,5 Тесла, в проекциях T1 ВИ, Т2 ВИ, STIR и компьютерного томографа «NeuViz», 16 срезов Лтд. Компани, Китай с толщиной среза от 2 до 6 мм. Сканирование проводили в различных проекциях [4]. Полученные сканы записывались в формате DIACOM на оптический диск. Анализ сканов проводили на персональном компьютере с использованием программы Radiant DICOM Viewer 1.99.21.9398 (BETA). Для детальной оценки показателей морфометрического строения сердца проведено изучение аксиальных срезов грудной клетки на уровне верхней границы сердца, на уровне бифуркации трахеи и нижнего угла лопатки (рис. б, в, г), а также фронтального среза (рис. а). Подробное описание показателей, анализируемых в рамках исследования представлено в табл. 1.
Рис. СКТ-исследование органов грудной клетки ребенка Г., 9 лет, на уровне верхней границы сердца, на уровне фронтального среза - а. бифуркации трахеи и нижнего угла лопатки - б, в, г
Статистическая обработка проводилась с помощью набора прикладных программ «Microsoft Office 2000Pro» for Windows OSR 2 на ЭВМ PC Intel Pentium-166 (Microsoft Office 97 Professional, 1997). Также для статистического анализа применялась компьютерная программа «STATISTICA 6.0». Достоверность различий между группами по среднеарифметическим величинам, а также достоверность коэффициента корреляции при нормальном законе распределения определяли по критерию Стьюдента t. Достоверным считался результат при t>2, при котором р<0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты проведенных исследований выявили значительный диапазон колебаний размеров сердца и сосудистого пучка у детей разных возрастных групп (табл. 2).
В ходе исследования установлено, что у детей первого года жизни длинник сердца составляет 29,9±12,168 мм, поперечный размер - 58,4±8,803 мм, переднезадний размер на уровне верхней границы сердца - 30,254±5,659 мм., на уровне бифуркации трахеи - 35,738 ±5,032мм, а на уровне углов лопатки - 46,969±9,605 мм. К 2 годам происходит полуторное увеличение размеров сердца,
к 7 годам - удвоение размеров, к 15-17 годам размеры сердца увеличиваются в 2,5-3 раза, длинник составил 118,067±11,212 мм, ширина - 103,307±15,300 мм. Результаты проведенных нами исследований согласуются с приведенными данными И.И. Кагана (2018).
Таблица 1. Показатели, изучаемые у детей разных возрастных групп
Обозначение Описание параметра
а Угол
Ь1 длинник сердца - прямая, соединяющая правый предсердно-сосудистый и левый сердечно-диафрагмальный углы
Ь2 поперечник сердца - наиболее выступающие точки краеобразующих дуг сердца
Ь3 расстояние от диафрагмы до верхней границы сердца
Ь4 длина сосудистого пучка
Ь5 горизонтальная линия, проведенная на уровне левого сердечно-диафрагмального угла
Ь6 ширина сосудистого пучка
Ь7 ширина сосудистого пучка на уровне основания сердца
На уровне верхней границы сердца
а1 расстояние от грудины до передней стенки сердца
а2 расстояние от задней стенки сердца до позвоночника
а3 поперечник сердца
а4 расстояние между передней и задней стенками сердца
На уровне бифуркации трахеи
в1 расстояние от грудины до передней стенки сердца
в2 расстояние от задней стенки сердца до позвоночника
в3 поперечник сердца
в4 расстояние между передней и задней стенками сердца
На уровне углов лопатки
с1 расстояние от грудины до передней стенки сердца
с2 расстояние от задней стенки сердца до позвоночника
с3 поперечник сердца
с4 расстояние между передней и задней стенками сердца
Установлено, что чем старше ребенок, тем больше угол альфа: у детей первых трех групп его средние значения составили 31,796±0,793, тогда как у подростков в возрасте от 15 до 18 лет 38,911±8,022 (р<0,05), т.е. отмечается изменение положения сердца в данной плоскости. Причем у детей в возрасте от 10 до 15 лет отмечено уменьшение угла альфа 27,75±8,413, что возможно связано с тем, что с 5-6 лет грудная клетка постепенно удлиняется, диафрагма опускается, сердце занимает более вертикальное положение, сердечно-сосудистый пучок удлиняется, что особенно заметно у подростков. В то время, как для сердца плода характерно преобладание поперечного размера. Положение сердца у новорожденных часто горизонтальное. Тогда как в возрасте от 2 до 3 лет преобладает косое положение сердца [4].
Также с возрастом отмечается увеличение расстояния от грудины до передней стенки сердца на уровне верхней границы сердца, бифуркации трахеи и на уровне углов лопаток, тогда как в возрасте от 1 года до 5 лет происходит снижение показателя - на уровне верхней границы сердца 4,975±2,220, на уровне бифуркации трахей - 7,45±4,253, на уровне углов лопаток - 4,467±2,023. Возможно, это связано с тем, что ретростернальное пространство в боковой проекции сужено или затемнено за счет гиперплазированной вилочковой железы. С ростом ребенка и уменьшением размеров вилочковой железы ретростернальное пространство постепенно увеличивается. В возрасте от 15 до 18 лет наблюдается увеличение расстояния от грудины до передней стенки в 1,52 раза на уровне верхней границы сердца и бифуркации трахеи. Возможно это связано с тем, что с 7 лет быстро нарастает жировая ткань под эпикардом и перикардиально, особенно в переднем средостении.
Полученные результаты расширяют представления о возрастных особенностях количественных характеристик отделов сердца и крупных сосудов и дополняют знания по возрастной анатомии. Необходимо отметить, что отличия между возрастными группами определяются также и качественными особенностями морфологических структур.
Таблица 2. Результаты измерений параметров грудной клетки детей на обзорной рентгенограмме, мм±81^Егг
Параметры От 0 до 1 года От 1 года до 5 лет От 5 лет до 10 лет От 10 лет до 15 лет От 15 лет до 18 лет
Угол а 30,885 ±4,344 32,328 ±5,611 32,176 ±8,730 27,75 ±8,413 38,911 ±8,022
Ь - длинник сердца 29,9 ±12,168 79,322 ±14,612 88,906 ±10,860 102,169 ±13,472 118,067 ±11,212
Ь2 -поперечник сердца 58,4 ±8,803 75,862 ±13,307 79,332 ±10,855 84,674 ±22,255 103,307 ±15,300
Ьз - расстояние от диафрагмы до верхней границы сердца 58,4 ±8,850 47,522 ±10,997 63,720 ±15,216 79,037 ±15,930 84,089 ±14,397
Ь4 - длина сосудистого пучка 36,669 ±5,831 25,675 ±9,442 31,284 ±13,467 41,125 ±12,392 53,026 ±11,795
Ь5 - горизонтальная линия, проведенная на уровне левого сердечно-диафрагмального угла 18,026 ±12,825 67,853 ±13,463 72,006 ±12,946 84,3 ±11,431 91,404 ±15,066
Ь6 - ширина сосудистого пучка 52,685 ±6,652 33,472 ±9,750 39,847 ±10,034 51,619 ±13,528 46,181 ±12,753
Ь7 - ширина сосудистого пучка на уровне основания сердца 27,908 ±7,326 42,672 ±23,627 49,041 ±9,877 57,656 ±12,644 57,478 ±13,149
а1 - расстояние от грудины до передней стенки сердца, на уровне верхней границы сердца 5,567 ±0,651 4,975 ±2,220 6,628 ±4,075 6,532 ±2,906 16,387 ±8,404
а2 - расстояние от задней стенки сердца до позвоночника, на уровне верхней границы сердца 9,317 ±1,666 11,584 ±3,451 17,415 ±5,088 21,11 ±6,164 21,117 ±7,434
аз - поперечник сердца на уровне верхней границы сердца 32,4 ±7,557 39,971 ±8,277 39,291 ±8,276 38,62 ±5,846 49,225 ±7,239
а4 - расстояние между передней и задней стенками сердца на уровне верхней границы сердца 30,254 ±5,659 33,532 ±9,139 39,365 ±7,985 41,93 ±10,091 37,9 ±8,954
в1 - расстояние от грудины до передней стенки сердца, на уровне бифуркации трахеи 6,3 ±5,374 7,45 ±4,253 8,98 ±6,364 7,62 ±4,416 13,326 ±7,156
в2 - расстояние от задней стенки сердца до позвоночника, на уровне бифуркации трахеи 9,325 ±1,848 11,293 ±2,984 16,768 ±5,272 20,3 ±6,467 19,562 ±8,173
вз - поперечник сердца, на уровне бифуркации трахеи 37,077 ±6,242 47,019 ±9,774 47,581 ±7,485 45,49 ±6,604 57,462 ±11,816
в4 - расстояние между передней и задней стенками сердца, на уровне бифуркации трахеи 35,738 ±5,032 42,545 ±7,810 50,685 ±9,761 55,6 ±11,696 50,137 ±9,689
с1 - расстояние от грудины до передней стенки сердца, на уровне углов лопатки 7,7 ±4,525 4,467 ±2,023 8,192 ±5,002 8,25 ±3,556 8,453 ±5,669
с2- расстояние от задней стенки сердца до позвоночника, на уровне углов лопатки 7,867 ±2,905 11,813 ±5,5024 16,712 ±6,105 18,233 ±6,409 17,804 ±10,550
сз - поперечник сердца, на уровне углов лопатки 49,146 ±11,489 60,910 ±10,568 61,421 ±11,316 64,28 ±10,312 79,730 ±14,045
с4 - расстояние между передней и задней стенками сердца, на уровне углов лопатки 46,969 ±9,605 53,310 ±12,505 62,022 ±9,747 68,1 ±15,072 72,837 ±8,921
Знание особенностей онтогенетического развития структур грудной клетки окажет существенную помощь при лучевых и ультразвуковых методах исследования органов грудной клетки у детей, а также позволит разработать современные диагностические приборы и макеты грудной клетки для различных возрастных периодов [6, 7].
Заключение
Результаты, полученные при изучении морфометрической структуры сердца и сосудов детей, могут быть востребованы в экспериментальной науке и практической диагностике. Исследование сердечно-сосудистой системы с помощью СКТ и МРТ дает возможность не только оценить изменения морфометрических показателей в различные возрастные периоды, но и описать топографию некоторых объектов с позиции трехмерной визуализации.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта №18-37-20045/18. Литература (references)
1. Гудков А.Б., Шишелова О.В. Морфофункциональное состояние сердца и магистральных сосудов у детей школьного возраста - Архангельск: Изд-во Северного государственного медицинского университета, 2011. - 169 с. [Gudkov A.B., Shishelova O.V. Morfofunktsional'noe sostoyanie serdtsa i magistral'nykh sosudov u detei shkol'nogo vozrasta. Morphofunctional state of the heart and major vessels in school children. -Arkhangel'sk: Izd-vo Severnogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta, 2011. - 169 p. (in Russian)
2. Акберов Р. Ф., Кудрис И.В. Рентгено-эхокардиографическая анатомия сердца у детей раннего возраста // Казанский медицинский журнал. - 2002. - Т.83, №5. - С. 368-370. [Akberov R. F., Kudris I.V. Kazanskii meditsinskii zhurnal. - 2002. - V.83, N5. - P. 368-370. (in Russian)]
3. Юрпольская Л.А. Рентгеновская и магнитно-резонансная компьютерная томография в диагностике врожденных пороков сердца: Автореф.дис. ... д-ра мед. наук. - М., 2008. - 247 с. [Yurpol'skaya L.A. Rentgenovskaya i magnitno-rezonansnaya komp'yuternaya tomografiya v diagnostike vrozhdennykh porokov serdtsa (doctoral dis.). X-ray and magnetic resonance computed tomography in the diagnosis of congenital heart defects (Doctorial Thesis). - Moscow, 2008. - 247 p. (in Russian)]
4. Кардиология детского возраста: учебник / под ред. А.Д. Царегородцева, Ю.М. Белозёрова, Л.В. Брегель. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 784 с. [Kardiologiya detskogo vozrasta: uchebnik / pod red. A.D. Tsaregorodtseva, Yu.M. Belozerova, L.V. Bregel'. Cardiology of childhood. - Moscow: GEOTAR-Media, 2014. - 784 p. (in Russian)]
5. Каган И.И. Клиническая анатомия сердца: иллюстрированный авторский цикл лекций. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018. - 128 с. URL:https://www.rosmedlib.ru/book/ISBN9785970448052.html [Kagan I.I.
Klinicheskaya anatomiya serdtsa: illyustrirovannyi avtorskii tsikl lektsii. - Moscow: GEOTAR-Media, 2018. -128 p. (in Russian)]
6. Семерник О.Е., Демьяненко А.В., Семерник И.В., Лебеденко А.А. Проектирование прибора для диагностики бронхиальной астмы у детей раннего возраста // Актуальные проблемы и достижения в медицине: Материалы Международной научно-практической конференции. Самара, 7 апреля 2015 г. -Самара, 2015. - С. 136-138. [Semernik O.E., Dem'yanenko A.V., Semernik I.V., Lebedenko A.A. Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. - Samara, 2015. - P. 136-138. (in Russian)]
7. Семерник О.Е., Демьяненко А.В., Семерник И.В., Лебеденко А.А. Определение рабочей частоты прибора для диагностики бронхиальной астмы у детей // Фундаментальные и прикладные науки сегодня: Материалы V международной научно-практической конференции. North Charleston, 30-31 марта 2015 г.-North Charleston, 2015. - C. 47 [Semernik O.E., Dem'yanenko A.V., Semernik I.V., Lebedenko A.A. Materialy Vmezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. - North Charleston, 2015. - P. 47 (in Russian)]
Информация об авторах
Лебеденко Александр Анатольевич - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедры детских болезней №2 ФГБОУ ВО Ростовский государственный медицинский университет Минздрава России. E-mail: [email protected]
Семерник Ольга Евгеньевна - кандидат медицинских наук, ассистент кафедры детских болезней №2 ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздрава России. E-mail: [email protected]
Аппоева Алина Альбертовна - ординатор кафедры детских болезней №2 ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздрава России. E-mail: [email protected]
Иванова Дарья Никитична - ординатор кафедры неврологии и нейрохирургии ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздрава России. E-mail:[email protected]
Инкина Елена Владимировна - заведующая рентгенологическим отделением ГБУ РО «Областная клиническая детская больница», Ростов-на-Дону. E-mail: [email protected]
