Грудная клетка – это естественный щит для жизненно необходимых структур – сердца, лёгких, крупных сосудистых стволов, которые важно оберегать от разнообразных повреждений и травм. Изучение морфометрических особенностей ее строения важно не только для описания анатомической структуры, но и для разработки современных подходов к диагностике и лечению ряда заболеваний, таких как пневмония, бронхиальная астма [1, 2, 3, 4]. Вместе с тем, это позволит проводить раннюю диагностику возможных осложнений заболеваний, в том числе бронхиальной астмы у детей [5,6,7,8,9,10], и превентивно их купировать. Особый интерес представляет послойное изучение структур грудной клетки у детей, характеризующееся динамическим развитием и прогрессивным ростом отдельных компонентов.
Одним из самых информативных и безопасных современных методов визуализации внутренних органов является магнитно-резонансная томография (МРТ). МРТ — это томографический метод исследования внутренних органов и тканей с использованием физического явления ядерного магнитного резонанса. Метод основан на измерении электромагнитного отклика атомных ядер, чаще всего ядер атомов водорода, а именно на возбуждении их определённой комбинацией электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряжённости, что позволяет получить объемное изображение тканей, органов, составленное из срезов толщиной от 2 мм и более. Внедрение метода МРТ во врачебную практику является одним из крупнейших достижений современной диагностики. Широкому его использованию в педиатрии способствует как безвредность метода, так и большие возможности по диагностике патологических состояний.
Цель исследования: изучить возрастные особенности послойного строения грудной клетки у детей с помощью МРТ.
Материалы и методы: Для реализации поставленной цели было проведено МРТ-исследование органов грудной клетки 245 человек в возрасте от 1 года до 40 лет. МРТ проводили на базе «Областной детской больницы» г. Ростова-на-Дону в отделении лучевой диагностики с использованием магнито-резонансного томографа «Achiva» фирмы Philips, с напряжением магнитного поля 1,5 Тесла, в проекциях T1 ВИ, Т2 ВИ, STIR. Сканирование проводили в различных проекциях. Полученные сканы записывались в формате DAICOM 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 грудной клетки проведено изучение сагитальных срезов грудной клетки на уровне бифуркации трахеи и нижнего угла лопатки, выделены клинически значимые размеры срезов передней и задней поверхности кожи (hк1, hк2), легочной паренхимы (hл), подкожно-жировой клетчатки (hпжк1 и hпжк2) и костно-мышечного каркаса (hм1 и hм2).
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». Анализ включал определение средних арифметических величин и коэффициентов корреляции.
Результаты исследования: При проведении МРТ-исследования органов грудной клетки у детей установлен значительный диапазон колебаний размеров сагитальных срезов в зависимости от возраста ребенка (табл. 1).
Таблица 1. Результаты измерений на уровне бифуркации трахеи, мм
| Воз-раст | hк1 | hпжк1 | hм1 | hл | hм2 | hпжк2 | hк2 |
| 1 | 0,887±0,074 | 3,425±0,352 | 7,975±0,469 | 78,025±2,290 | 14,638±1,143 | 2,275±0,222 | 1,225±0,025 |
| 2 | 0,875±0,131 | 2,975±0,409 | 8,025±1,1990 | 78,075±5,508 | 17,150±2,761 | 1,950±0,444 | 1,125±0,202 |
| 3 | 1,180±0,073 | 2,600±0,497 | 9,360±0,836 | 85,260±2,839 | 16,040±0,150 | 1,400±0,130 | 1,120±0,073 |
| 4 | 1,057±0,115 | 3,342±0,406 | 9,043±0,775 | 94,571±4,456 | 17,443±1,160 | 2,128±0,293 | 1,229±0,099 |
| 5 | 0,820±0,097 | 3,620±0,511 | 9,620±0,791 | 99,240±4,451 | 17,200±1,698 | 1,400±0,114 | 1,100±0,114 |
| 6 | 0,967±0,088 | 4,750±1,174 | 9,033±0,678 | 96,450±5,796 | 18,717±1,581 | 2,633±1,037 | 1,300±0,089 |
| 7 | 1,163±0,080 | 3,812±0,864 | 9,138±0,904 | 102,650±7,091 | 17,600±1,276 | 2,288±0,576 | 1,438±0,119 |
| 8 | 1,200±0,012 | 3,90±0,016 | 10,000±0,042 | 89,800±0,012 | 22,000±0,012 | 5,600±0,015 | 1,000±0,187 |
| 9 | 1,350±0,253 | 5,850±0,803 | 10,550±0,727 | 110,250±6,582 | 17,975±1,089 | 1,550±0,222 | 1,500±0,082 |
| 10 | 0,933±0,233 | 4,100±1,153 | 10,900±0,961 | 102,900±0,361 | 17,233±2,684 | 1,433±0,491 | 1,367±0,176 |
| 11 | 0,967±0,517 | 4,067±1,534 | 10,90±0,457 | 133,133±6,880 | 21,000±4,355 | 1,933±0,949 | 1,533±0,176 |
| 12 | 1,067±0,290 | 10,30±5,445 | 11,567±1,337 | 123,633±8,523 | 20,767±0,371 | 2,367±0,939 | 1,700±0,208 |
| 13 | 0,900±0,147 | 3,475±0,959 | 13,375±1,745 | 140,300±8,416 | 22,475±2,688 | 1,425±0,170 | 1,550±0,171 |
| 14 | 1,100±0,115 | 10,43±6,569 | 13,567±1,369 | 124,800±8,603 | 25,700±0,794 | 4,233±2,359 | 2,300±0,265 |
| 15 | 1,625±0,179 | 4,250±1,226 | 14,175±2,657 | 126,225±10,989 | 27,600±3,729 | 2,075±0,160 | 2,525±0,144 |
| 16 | 1,525±0,388 | 2,925±1,027 | 17,275±3,719 | 149,250±11,575 | 27,400±3,039 | 1,925±0,239 | 2,325±0,197 |
| 17 | 1,350±0,112 | 5,617±1,248 | 15,117±1,159 | 134,733±3,415 | 25,900±1,409 | 1,700±0,239 | 2,150±0,246 |
| 18 | 1,500±0,075 | 1,400±0,023 | 12,800±0,064 | 167,900±0,034 | 26,400±0,005 | 1,100±0,152 | 1,400±0,798 |
По результатам проведенных нами исследований было установлено, что с увеличением возраста ребенка отмечается пропорциональное уменьшение толщины подкожно-жировой клетчатки и увеличение массы легочной паренхимы и костно-мышечного каркаса (преимущественно за счет мышечного компонента). Причем наиболее значимые изменения по всей слоям отмечаются в подростковом периоде, что согласуется с данными литературы, свидетельствующими о том, что в первые два года жизни идет быстрый рост грудной клети, который замедляется к 6—7 годам, а наиболее сильно растет средний отдел грудной клетки именно в возрасте 12-18 лет.
Также нами установлена достоверная корреляционная взаимосвязь между возрастом ребенка и показателями толщины сагитального среза кожи (r = 0,59), подкожно-жировой клетчатки (r = 0,54), костно-мышечного каркаса (r = 0,60) и легочной паренхимы (r = 0,73).
Динамические морфометрические наблюдения за развитием детей необходимы не только для выявления индивидуальных особенностей роста и созревания, темпа и гармоничности развития, факторов благополучия и уровня здоровья, но и являются диагностическим ключом к своевременному решению вопроса о показаниях к углубленному специализированному обследованию, а также выбору профилактических мер.
В заключение можно сделать следующие выводы:
- МРТ является наиболее высокоинформативным методом визуализации послойного строения грудной клетки, как у взрослых, так и у детей.
- Результаты МРТ-исследования морфометрической структуры грудной клетки у детей, востребованы в экспериментальной науке и практической деятельности у специалистов разного профиля.
- Знание толщины кожи, подкожно-жировой клетчатки, костно-мышечного компонента и легочной паренхимы необходимо для моделирования грудной клетки детей различных возрастов.
- Изготовление фантомов и макетов грудной клетки пациентов на основании полученных данных МРТ-исследования позволит провести испытания современных приборов для диагностики и лечения заболеваний бронхолегочной системы [11,12].
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований в рамках научного проекта № 16-38-00263 мол_а.
Библиографический список
- Семерник О.Е., Тараканова Т.Д., Лебеденко А.А.
Кардиогемодинамика у подростков с бронхиальной астмой // Цитокины и воспаление. – 2012. – Т. 11. - № 3. – С. 92. - Лебеденко А.А., Семерник О.Е. Оптимизация бронхолитической терапии у детей с обострением бронхиальной астмы с учетом риска развития кардиогемодинамических нарушений // Экспериментальная и клиническая фармакология. – 2015. – Т. 78. - № 7. – С. 7-11.
- Сависько А.А., Батюшин М.М., Лебеденко А.А., Семерник О.Е. Прогнозирование риска развития неконтролируемого течения бронхиальной астмы у детей //
Фундаментальные исследования. – 2011. - № 6. – С. 154-157. - Семерник О.Е., Лебеденко А.А. Влияние бронхолитических препаратов на состояние вегетативного гомеостаза у детей с бронхиальной астмой //
Международный научно-исследовательский журнал. – 2013. - № 11-3 (18). – С. 46-47. - Семерник О.Е. Кардиовегетологические аспекты бронхолитической терапии у детей с бронхиальной астмой // Вестник новых медицинских технологий. – 2013. – Т. 20. № 2. – С. 208-212.
- Лебеденко А.А., Семерник О.Е., Тараканова Т.Д., Козырева Т.Б., Касьян М.С., Носова Е.В. Нейрогуморальные изменения в периоде обострения бронхиальной астмы у детей //Цитокины и воспаление. -2014.- Т. 13. № 3.- С. 113-114.
- Лебеденко А.А. Клинико-фармакоэпидемиологический мониторинг и прогнозирование течения бронхиальной астмы у детей: дис. доктора мед. наук: Ростов-на-Дону, 2012. – 272 с.
- Лебеденко А.А., Тараканова Т.Д., Семерник О.Е. Состояние систолической и диастолической функции сердца у подростков с бронхиальной астмой в периоде обострения// Медицинский вестник Северного Кавказа.- 2015.- Т. 10, № 3.- С. 217 – 221.
- Лебеденко А.А., Семерник О.Е. Нейрогуморальные аспекты обострения бронхиальной астмы у детей // Пульмонология. – 2013. – № 5. – С. 36–39.
- Лебеденко А.А., Мальцев С.В. Эффективность использования фенспирида (эреспал) при обострении бронхиальной астмы у детей // Вестник оториноларингологии. – 2011. – № 4. – С. 66–67.
- Семерник О.Е., Демьяненко А.В., Семерник И.В., Лебеденко А.А. Проектирование прибора для диагностики бронхиальной астмы у детей раннего возраста // В сборнике: «Актуальные проблемы и достижения в медицине», Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. Самара, 2015. – С. 136-138.
- Семерник О.Е., Демьяненко А.В., Семерник И.В., Лебеденко А.А. Определение рабочей частоты прибора для диагностики бронхиальной астмы у детей // В сборнике: «Фундаментальные и прикладные науки сегодня». Материалы V международной научно-практической конференции. North Charleston, SC, USA, 2015. – C.47.