Влияние рентгенологических признаков коллатеральной вентиляции в сочетании с другими факторами на результаты клапанной бронхоблокации у пациентов с деструктивными формами туберкулеза легких

По данным исследований, посвященных лечению эмфиземы, отсутствие рентгенологических признаков коллатеральной вентиляции коррелирует с результатами клапанной бронхоблокации

Введение. 

Клапанная бронхоблокация (КББ) — метод создания лечебной гиповентиляции в пораженной области легкого с сохранением дренажной функции бронха с помощью временной установки в его просвет клапана [1, с. 9].

В России развитие и использование клапанной бронхоблокации связаны с лечением различных форм туберкулеза легких и его осложнений. Целью применения бронхиальных клапанов в данных случаях являются закрытие полостей распада, бронхоплевральных свищей, устранение кровотечений и спонтанных пневмотораксов, а также лечение эмпием плевры [1, с. 14-21; 2, с. 15-17; 3, с. 113-114].

Цель исследования: изучение влияния рентгенологических признаков коллатеральной вентиляции в сочетании с другими факторами на результаты клапанной бронхоблокации у пациентов с деструктивными формами туберкулеза легких.

Один из методов выявления признаков коллатеральной вентиляции — оценка целостности междолевой плевры при компьютерной томографии органов грудной полости (КТ ОГП). Считается, что плевра, прослеживаемая менее чем на 90% ее протяжения и пересекаемая сосудами, ассоциирована с наличием коллатеральной вентиляции [4, с. 524530; 5, с. 2147-2157]. По данным зарубежных исследований, посвященных лечению эмфиземы, отсутствие рентгенологических признаков коллатеральной вентиляции коррелирует с результатами клапанной бронхоблокации при лечении данной патологии [6, с. 1233-1244; 7, с. 1334-1342], но ни в российской, ни в зарубежной литературе нет данных про связь между признаками коллатеральной вентиляции и результатами бронхоблокации при деструктивных формах туберкулеза легких. Эффективность закрытия полостей деструкции при туберкулезе с помощью данной методики различна и достигает в лучшем случае 81% [8, с. 22-28; 9, с. 47-51]. Исходя из этих фактов можно предположить, что коллатеральная вентиляция может влиять на результаты лечения деструктивных форм туберкулеза легких с помощью клапанной бронхоблокации.

Материалы и методы. 

Нами проанализировано 674 пациента с деструктивными формами туберкулеза легких, подвергшихся КББ в период с 01.01.2010 по 03.09.2020 г. в ФГБУ СПб НИИФ Минздрава

России, из которых согласно критериям включения и исключения в исследование вошли 29 пациентов.

Критерии включения:

наличие деструктивной формы легочного туберкулеза;

установка бронхоблокатора в долевой бронх;

наличие данных КТ до и после проведения лечения с помощью КББ.

Критерии исключения:

удаление бронхиального клапана при возникновении осложнений;

удаление клапана с целью проведения оперативного вмешательства.

Исследование основано на результатах оценки рентгенологом данных КТ органов грудной полости пациентов с деструктивными формами туберкулеза легких до и после проведения клапанной бронхоблокации. Оценивались целостность плевры целевой доли и наличие пересечения ее сосудами (рис. 1), наличие и степень утолщения плевры (рис. 2), давность существования полости деструкции и ее объем, максимальная толщина стенки полости деструкции и наличие плотных включений в ней, изменения объема доли легкого после вмешательства, закрытие полости деструкции, возраст, пол пациентов и лекарственная устойчивость микобактерии туберкулеза, а также взаимосвязи между признаками (табл. 1, рис. 3).

Оценка целостности плевры проводилась в аксиальной, сагиттальной и фронтальной плоскостях. Для анализа степени плевральных напластований была использована ранее применяемая Yi-TingYen и соавторами шкала, основанная на количестве срезов толщиной 10 мм, на которых определяется утолщенная плевра целевой доли [10, с. 290-295]. Формирование ателектаза, гиповентиляции (в том числе ателектазы сегментов доли) и отсутствие изменения объема целевой доли после удаления бронхоблокатора рассматривались вариантами эффекта вмешательства (рис. 4). В качестве результата бронхоблокации оценивалось закрытие полости деструкции (рис. 5).

Исследования были выполнены на двух компьютерных томографах: Toshiba Aquilion 32 и Toshiba Aquilion Prime (Toshiba, Япония). Все исследования были сделаны по одинаковой стандартной программе толщиной среза 1 мм.

Для статистического анализа данных использовался статистический пакет IBM SPSS Statistics (программное обеспечение SPSS, версия 23.0; IBM). Для оценки связи между качественными признаками использовался показатель V Крамера с оценкой его статистической значимости с помощью критерия Хи-квадрат. Для оценки взаимосвязи количественных признаков с результатами бронхо- блокации использован критерий Манна-Уитни. Корреляционный анализ осуществлялся с применением коэффициента корреляции Спирмена; также для обработки данных и построения прогностических моделей использовался пакет R

Результаты и их обсуждение.

Статистический анализ связи между качественными признаками показал, что наиболее высокий показатель V Крамера (табл. 2), свидетельствующий о взаимосвязи переменных с изменением объема легкого и наличием результата, наблюдается у нескольких переменных, таких как целостность плевры и утолщение плевры. Что касается давности деструкции, изменением объема доли после КББ) и закрытием полости деструкции не дала результатов, свидетельствующих о статистически значимом влиянии признаков на результат бронхоблокации.

Используя данные статистического анализа, были построены прогностические математические модели (decisiontreemodels) для классификации ключевых переменных. Для расчетов использовался код, написанный в пакете R  с использованием встроенных библиотек (rpart). В моделях помимо переменных, установленных путем оценки связи на предыдущем этапе, были рассмотрены переменные, такие как объем доли, возраст и резистентность штаммов. Также на основе корреляционного анализа в обе модели не была включена переменная давность существования полости и наличия в ней плотных включений, то корреляция с рассматриваемыми переменными (объем легкого и наличие результата) довольно мала. Оценка взаимосвязей между количественными показателями (возрастом пациентов, максимальной толщиной стенки полости, объемом  полости. Однако, в зависимости от «силы связи», посчитанной по критерию Крамера, между остальными переменными, в прогностических моделях по- разному отразилась данная взаимосвязь.

В первой модели в качестве прогнозируемой переменной рассматривалось изменение объема доли после установки клапанного бронхоблокаторания объема доля в виде гиповентиляции (75%), (рис. 6)

В модели показано, что одним из важных предикторов выступает целостность плевры. При выполнения данного условия (междолевая плевра прослеживается на 90% и более, независимо от факта пересечения ее сосудами) в 80% случаев предполагается положительный результат в виде полного ателектаза или гиповентиляции (в 50% ожидаемым результатом предполагается гиповентиляция целевой доли и в 30% полный ателектаз). Вторым по важности предиктором при наличии положительного симптома «целостности плевры» является возраст пациентов с порогом в 36 лет. У пациентов 36 лет и старше в 100% прогнозируется уменьшение объема целевой доли с высокой (75%) вероятностью полного ателектаза. У более молодых пациентов преимущественно формируется гиповентиляция (67%). Предиктором третьего уровня в данной ветке является лекарственная устойчивость, отсутствие которой прогнозирует достижение искомого результата.

Таким образом, наличие положительного симптома «целостности плевры» и возраста старше 36 лет является значимым предиктором достижения положительного результата в виде уменьшения объема доли при планировании долевой клапанной бронхо- блокации.

При визуализации междолевой плевры менее 90% ее протяженности вероятность получения положительного результата в виде уменьшения объема целевой доли равняется только 26% (и только в 5% вероятен полный ателектаз).

Предикторами второго уровня и третьего уровня в этой ситуации являются широкая лекарственная устойчивость и объем полости. У пациентов с объемом полости 806 мм3 и более высок шанс уменьше-высок шанс отсутствия достижения искомого результата (уменьшения объема доли), но в 25% случаев существует вероятность ателектаза.

Такие факторы, как давность существования полости, максимальная толщина ее стенки и наличие в ней плотных включений, наличие утолщение плевры в области поражения, прогностическая модель не посчитала важными предикторами уменьшения объема целевой доли на фоне бронхоблокации.

На втором этапе нами была сформирована математическая модель дерева классификации зависимости окончательного результата (закрытие полости распада) от фактора достижения промежуточного результата (уменьшение объема доли) (рис. 7).

Модель прогнозирует 100% вариант достижения окончательного результата при визуализации уменьшения объема доли (независимо от того был получен полный ателектаз или только гиповентиляция).

Однако даже при отсутствии изменений объема целевой доли почти у половины пациентов (56%) наблюдается положительный исход лечения, и предикторами второго и третьего уровней для достижения окончательного результата в данном случае являются объем полости деструкции, возраст пациента и наличие плевральных спаек.

При объеме полостей менее 399 мм3 с высокой вероятностью (89%) достигается закрытие полости.

Предиктором следующего уровня при отсутствии уменьшения объема доли и небольшом (менее 399 мм3) объеме полости является возраст пациентов. Лучшие результаты достигались у пациентов старше 19 лет.

При полостных образованиях размером 399 мм3 и более и отсутствии изменения объема доли после бронхоблокации решающим фактором являлась толщина плевральных напластований в области поражения. Утолщение плевры, определяемое на 4 и более срезах толщиной 10 мм, прогнозировало неблагоприятный результат в виде сохранения полости распада у пациентов без формирования гиповентиляции целевой доли. Таким образом, выраженность утолщения плевры не влияет на прогноз формирования уменьшения объема доли после клапанной бронхблокации, но является предиктором результата у пациентов без гиповентиляции с полостными образованиями объемом 399 мм3 и более.

Суммарно анализируя полученную прогностическую модель, мы можем с уверенностью утверждать, что уменьшение объема доли (неважно, гиповентиляция или ателектаз) после клапанной бронхоблока- ции позволяет прогнозировать достижения закрытия полости распада. При отсутствии уменьшения объема доли для оценки прогноза результата необходимо изучение таких факторов, как объем полости деструкции, возраст пациента и выраженность плевральных напластований.

В проведенном исследовании корреляционный анализ и результаты математических моделей деревьев классификации показали, что симптом целостности плевры (междолевая плевра прослеживается на 90% и более, независимо от факта пересечения ее сосудами) является полезным при прогнозировании непосредственного результата клапанной бронхоблокации только в сочетании с комплексом других признаков. При выполнении данного условия в 80% случаев предполагается положительный результат в виде полного ателектаза или гиповентиляции (в 50% ожидаемым результатом предполагается гиповентиляция целевой доли и в 30% — полный ателектаз). 

При визуализации междолевой плевры менее 90% ее протяженности вероятность получения положительного результата в виде уменьшения объема целевой доли составляет только 26% (и только в 5% вероятен полный ателектаз).

Возраст более 36 лет у пациентов с целостной плеврой является предиктором уменьшения объема целевой доли с высокой (75%) вероятностью формирования полного ателектаза. Также пациенты 19 лет и старше с неизменным объемом доли после КББ и малым объемом полости деструкции (<399 мм3) имеют более высокую вероятность закрытия полости.

Больший объем полости деструкции (^806 мм3) у пациентов с отсутствием симптома целостности плевры и ШЛУ прогнозирует формирование гиповентиляции доли после КББ в 75% случаях. При меньших полостях более вероятно отсутствие изменения объема доли. Полости менее 399 мм3 у пациентов с отсутствием уменьшения объема доли после КББ лучше поддаются закрытию (89%). Полости больших размеров закрываются лишь в 14% случаев.

Лекарственная чувствительность явилась предиктором уменьшения объема доли после КББ. У пациентов с положительным симптомом целостности плевры младше 36 лет наличие лекарственно чувствительного штамма прогнозирует большую вероятность уменьшения объема доли (100% в виде гиповентиляции). В случае несоблюдения этого условия гиповентиляция развивается с вероятностью 33%. Среди пациентов с ШЛУ штаммов и отсутствием целостной плевры выявлена большая вероятность уменьшения объема полости (50%), в условиях отсутствия ШЛУ вероятность закрытия снижена до 9%.

Главным предиктором закрытия полости деструкции при клапанной бронхоблокации является уменьшение объема доли. Уменьшение объема доли (как в случае гиповентиляции, так и ателектаза) после клапанной бронхоблокации позволяет прогнозировать достижения закрытия полости распада до 100% случаев. Полученная взаимосвязь была получена также и в корреляционном анализе (величина коэффициента V Крамера — 0,508; p=0,024), который говорит о средней взаимосвязи между этими двумя факторами.

Выраженность утолщения плевры не влияла на прогноз формирования уменьшения объема доли после клапанной бронхблокации, но была предиктором положительного результата у пациентов без гиповентиляции с полостными образованиями объемом 399 и более мм3. Этим можно объяснить отсутствие взаимосвязи между утолщением плевры и изменением объема доли после клапанной бронхоблокации и наличие средней взаимосвязи между утолщением плевры и закрытием полости деструкции.

Ограничениями нашего исследования являются небольшой размер выборки, ретроспективный характер, а также отсутствие рандомизации пациентов, получающих противотуберкулезную терапию без установки бронхоблокатора. По этой причине сложно объяснить часть влияния лекарственной устойчивости штаммов на результат. Можно предположить, что у части пациентов с ШЛУ была более высокая приверженность к лечению и соблюдению режима, что не учитывалось в данном исследовании ввиду его ретроспективного характера. При рассмотрении влияния объема полости деструкции на результат КББ не представляется возможным достоверно отделить эффект закрытия полостей вследствие клапанной бронхобло- кации от эффекта закрытия полостей маленького объема на фоне изолированной противотуберкулезной терапии. Продолжение нашего исследования с увеличением набора выборки позволит либо исключить данный факт, либо его достоверно подтвердить.

Заключение. 

Положительный симптом целостности плевры является предиктором уменьшения объема доли после клапанной бронхоблокации. Уменьшение объема доли при клапанной бронхоблокации является прогностическим фактором закрытия полости деструкции.

ЛИТЕРАТУРА

D.J., Brown M.S., Abtin F., Kim H.J., Holmes-Higgin D., Radhakrishnan S., Herth F.J., Goldin J. Diagnostic performance comparison of the Chartis System and high-resolution computerized tomography fissure analysis for planning endoscopic lung volume reduction. Respirology (Carlton, Vic.). 2014. Vol. 19, No. 4. Р 524-530

Eberhardt R., Gompelmann D., Herth F.J., Schuhmann M. Endoscopic bronchial valve treatment: patient selection and special considerations // International journal of chronic obstructive pulmonary disease. 2015. Vol. 10. Р 2147-2157. 

Sciurba F.C., Ernst A., Herth F.J., Strange C., Criner G.J., Marquette C.H., Kovitz K.L., Chiacchierini R.P., Goldin J., McLennan G., VENT Study Research Group. A randomized study of endobronchial valves for advanced emphysema // The New England journal of medicine. 2010. Vol. 363, No. 13, рр. 1233-1244

Herth F.J., Noppen M., Valipour A., Leroy S., Vergnon J.M., Ficker J.H., Egan J.J., Gasparini S., Agusti C., Holmes-Higgin D., Ernst A., International VENT Study Group (2012). Efficacy predictors of lung volume reduction with Zephyr valves in a European cohort // The European Respiratory Journal. 2012. Vol. 39, No. 6. Р 1334-1342

Дел ахов А.С., Кравченко А.Ф., Павлова Е.С., Тарасова А.Н. Эффективность применения клапанной бронхоблокации в комплексном лечении больных туберкулезом органов дыхания // Вестник СевероВосточного федерального университета имени М.К.Амосова. Серия «Медицинские науки». 2018. Т. 3, № 12. с. 22-28. [Delakhov A.S., Kravchenko A.F., Pavlova E.S., Tarasova A.N. Effectiveness of valvular bronchoblocking in the complex treatment of patients with respiratory tuberculosis. Bulletin of the North-Eastern Federal University named after M. K. Amosov. Series «Medical Sciences», 2018, Vol. 3, No. 12, рр. 22-28 (In Russ.)].

Еримбетов К.Д., Бектурсинов Б.У, Зетов А.Ш. Эффективность клапанной бронхоблокации в комплексном лечении больных туберкулезом легких с широкой лекарственной устойчивостью // Туберкулез и болезни легких. 2018. Т. 96, № 4. с. 47-51. [Erimbetov K.D., Bektursinov B.U., Zetov A.Sh. Efficacy of valvular bronchoplasty in the complex treatment of patients with extensively drug-resistant pulmonary tuberculosis. Tuberculosis and lung diseases, 2018, Vol. 96, No. 4, рр. 47-51 (In Russ.)].

Yen Y.T., Wu M.H., Cheng L., Liu Y.S., Lin S.H., Wang J.D., Tseng Y.L. Image characteristics as predictors for thoracoscopic anatomic lung resection in patients with pulmonary tuberculosis. The Annals of thoracic surgery. 2011. Vol. 92, No. 1. Р 290-295.     

Сведения об авторах:

Гаврилов Павел Владимирович — кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник, руководитель направления «Лучевая диагностика» федерального государственного бюджетного учреждения «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии», доцент научно-клинического и образовательного центра «Лучевая диагностика и ядерная медицина» института высоких медицинских технологий федерального государственного бюджетного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации; 191036, Санкт-Петербург, Лиговский пр., д. 2-4;

Весельский Артем Борисович — клинический ординатор федерального государственного бюджетного учреждения «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации; 191036, Санкт-Петербург, Лиговский пр., д. 2-4

Баулин Иван Александрович — кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник, врач-рентгенолог федерального государственного бюджетного учреждения «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации; 191036, Санкт-Петербург, Лиговский пр., д. 2-4; 191036, Санкт-Петербург, Лиговский пр., д. 2-4

Табанакова Ирина Андреевна — кандидат медицинских наук, заведующая эндоскопическим отделением, врач-эндоскопист федерального государственного бюджетного учреждения «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации; 191036, Санкт-Петербург, Лиговский пр., д. 2-4

Наркевич Артем Николаевич — доктор медицинских наук, доцент, декан медико-психолого-фармацевтического факультета, заведующий лабораторией медицинской кибернетики и управления в здравоохранении, заведующий кафедрой медицинской кибернетики и информатики федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф.Войно- Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации; 660022, Красноярский край, Красноярск, ул. Партизана Железняка, д. 1

Лаврова Анастасия Игоревна — доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник федерального государственного бюджетного учреждения «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации, старший научный сотрудник института высоких медицинских технологий федерального государственного бюджетного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет»; 191036, Санкт-Петербург, Лиговский пр., д. 2-4

Соколович Евгений Георгиевич — доктор медицинских наук, профессор, заместитель директора по научной работе» федерального государственного бюджетного учреждения «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 191036, Санкт-Петербург, Лиговский пр., д. 2-4