Possibilities of elastography for assessing the stiffness of post-traumatic scars in the process of complex treatment

Full Text

Обоснование

Эластография (эластографическая ультрасонография) – современный вариант ультразвуковой визуализации, который позволяет исследовать механические свойства ткани с заключением в виде эластограммы (изображение с цветовой кодировкой) и расчетом количественного показателя жёсткости в килопаскалях [1]. Эластография предоставляет информацию о напряжении или жесткости ткани, которая не зависит от акустического сопротивления и перфузии крови. Таким образом, результаты эластографического исследования дополняют данные, полученные при обычном ультразвуковом исследовании в В-режиме и допплерографии [2].

Важно понимать, что показатель жёсткости не является постоянным, он зависит от действия многочисленных факторов. На жёсткость кожи влияют: тургор, состояние внеклеточного матрикса, локализация, возраст, пол, тип кожи по Фитцпарику, а также индекс массы тела, сопутствующие патологии со стороны эндокринной системы, наличие семейного анамнеза (келоидные рубцы) и терапия, которую получает пациент на момент исследования [3-5].

Рубцы вызывают физический и эмоциональный дискомфорт, а также контрактуры и деформации, что существо влияет на качество жизни пациента [6, 7]. При этом субъективные показатели (шкалы) не могут заменить количественную оценку, необходимую для мониторинга изменений качества рубцов с течением времени. Поэтому эластография является уникальным неинвазивным объективным методом, позволяющим определять тяжесть рубцовых поражений.

Цель исследования: изучить использование эластографии сдвиговой волны в качестве инструмента для количественной оценки и визуализации жесткости посттравматических рубцов в процессе комплексного лечения.

Методы

Дизайн исследования

Работа выполнена в формате проспективного открытого исследования с декабря 2023 по май 2024 года. Основная клиническая база – кафедра кожных и венерических болезней Военно-медицинской академии Министерства Обороны Российской Федерации. Включались пациенты, поступившие в клинику для проведения реабилитации по поводу наличия посттравматических рубцов.

Коррекция рубцовых поражений проводилась по разработанной авторами методике, которая заключалась в последовательном применении двух вариантов высокоэнергетического лазерного излучения (1 этап – Nd:YAG лазер с длиной волны 1064 нм полным лучом в 5 проходов, 5 процедур с интервалом в 14 дней; 2 этап – Nd:YAG Q-Switched лазер с длиной волны 1064 нм фракционным лучом в 1-2 прохода, 3 процедуры с интервалом 14 дней) и курса инъекционной карбокситерапии в течение 2,5 месяцев параллельно с началом лазерной терапии (патент РФ № 2800323).

Состояние рубцов исследовалось с помощью УЗИ в режиме эластографии сдвиговой волны. Контролем служили клинически не измененные контралатеральные участки кожи.

Параллельно с показателями эластографии проводился расчет клинических индексов тяжести рубцовых поражений (Stony Brook, Ванкуверская шкала, POSAS) и дерматологического индекса качества жизни (DLQI). Оценка выполнялась в следующих контрольных точках: до начала лечения (0 неделя), через 1, 2 и 3 месяца.

Критерии соответствия

Критерии включения пациентов в исследование: наличие посттравматических рубцов кожи; отсутствие противопоказаний к использованию методик высокоинтенсивного лазерного воздействия; подписанное информированное согласие.

Критерии невключения: острые и хронические (в стадии обострения и декомпенсации) заболевания; онкологические заболевания; беременность или грудное вскармливание.

Критерии исключения: отзыв информированного согласия; несоблюдение пациентом графика визитов; развитие серьезных нежелательных явлений или медицинских состояний/заболеваний, при которых, по мнению исследователя, продолжение изучаемого лечения невозможно, или опасно для пациента, или не отвечает интересам максимального благополучия и безопасности пациента.

Исходы исследования

Основной исход исследования: изменение жесткости кожи при УЗИ в режиме эластографии сдвиговой волны в процессе лечения.

Дополнительные исходы исследования: установление корреляций между клиническими индексами тяжести рубцов, дерматологическим индексом качества жизни и показателем жесткости ткани, рассчитанном в ходе проведения эластографии.

Методы регистрации исходов

На каждого пациента оформлялась индивидуальная регистрационная карта. Проводился физикальный осмотр с оценкой локального статуса, учитывался анамнез болезни и следующие признаки: возраст, пол, фенотип кожи, давность патологии (до 6 месяцев/ больше 6 месяцев), тип рубца (атрофический, нормотрофический, гипертрофический, келоидный или комбинированный), причина возникновения рубца (после ожога, после травмы и операции, эстетические операции, постэруптивные), наличие у пациента или родственников келоидных рубцов, индекс массы тела, применение системных кортикостероидов, антикоагулянтной терапии). Выполнялась фотофиксация интересующих рубцов.

Перед проведением объективной оценки пациент заполнял два вопросника (DLQI; POSAS) и производилась оценка по шкалам Stony Brook, POSAS и Ванкуверской шкале. После этого пациент располагался на кушетке в удобном положение, принимая наиболее физиологичную позу в зависимости от локализации рубца и проводилась оценка УЗИ в режиме эластографии рубца и здорового участка. Так как минимальные различия жесткости тканей были продемонстрированы между двумя сторонами тела у здоровых пациентов, то контралатеральный участок (рис. 1) будет являться контрольной точкой состояния жесткости кожи.

Эластография сдвиговой волны. Исследование проводили на ультразвуковом аппарате Logic 9 с линейным датчиком L3-L12 в режиме эластографии. Полученная эластограмма представляет собой цветовую кодировку, которая накладывается на изображение в В-режиме. Красный цвет представляет собой более жёсткие области, а синие более мягкие области (рис. 5). Цветовой шкале соответствует количественный показатель, измеряемый в килопаскалях. Выполнялось 4-5 снимков в зависимости от наличия артефактов на эластограмме. Далее оператор выбирал снимок и производил три замера жесткости по ходу рубца с вычислением среднеарифметического итогового показателя. Аналогичным образом проводилась оценка на участке здоровой ткани. В ходе работы была разработана гелевая подушка, которая минимизировала давление на ткани, создавая акустическое окно между исследуемым участком и датчиком (рационализаторское предложение №15461/8 от 19.10.2023 г., принятое к использованию Военно-медицинской академией) (рис. 2).

Стоуни-Брукская шкала оценки рубцов (Stony Brook Scar Evalution Scale) представляет собой шкалу в которой учитываются 6 показателей: ширина, высота, цвет, следы от швов, общий вид и общий балл. К каждому показателю предложена краткая характеристика с двоичным ответом (1 или 0). Максимальный общий балл – 5, минимальный – 0. Шкала Стоуни-Брук относительно недавно введена в долгосрочные исследования, так как изначально была разработана в 2007 году Singer и др. с целью оценки краткосрочных результатов [8].

Шкала для оценки рубцов POSAS выполняется в двух вариантах: Patient Scar Assessment Scale (patient scale – шкала пациента) и Observer Scar Assessment Scale (observer scale – шкала исследователя). Шкала пациента оценивает цвет, эластичность, толщину, рельеф, зуд и боль. Шкала исследователя оценивает васкуляризацию, пигментацию, эластичность, толщину и рельеф [9].

Ванкуверская шкала оценки рубцов (Vancouver Scar Scale, VSS) была впервые предложена Sullivan и соавт. в 1990 г., оценивает четыре клинические характеристики: васкуляризация, пигментация, податливость и высоту [10].

Дерматологический индекс качества жизни – (Dermatology Life Quality Index, DLQI) состоит из 10 пунктов и включает оценочные показатели от 0 до 3 баллов с максимальной суммой 30 баллов (качество жизни пациента обратно пропорционально сумме баллов) [11]. DLQI определяли на 0 неделе и в конце исследования (через 3 месяца).

Этическая экспертиза

Проведение исследования одобрено независимым этическим комитетом Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова, протокол №286 от 19.12.2023 г.

Статистический анализ

• Предварительный расчет объемов выборок не проводился. Статистическую обработку результатов исследования осуществляли с использованием лицензионного пакета программ STATISTICA v.10.0 (StatSoft, USA). Количественные данные представлялись в формате медианы (Me) и интерквартильного размаха (Q1; Q3). Сравнение двух независимых выборок выполняли при помощи непараметрического критерия Манна-Уитни (U-тест), двух зависимых выборок с применением непараметрического критерия Вилкоксона. Различия принимались как статистически значимые при p<0,05. Корреляционный анализ проводили с использованием непараметрического коэффициента корреляции Спирмена (r_s). Вывод о наличии слабой связи между признаками делался при значении |r_s|≤0,3, умеренной связи при 0,3<|r_s|<0,7 и сильной связи при |r_s|≥0,7.

Результаты

Объекты (участники) исследования

В исследовании было включено 45 чел (34 мужчины и 11 женщин) в возрасте от 19 до 54 лет (31,0 (26; 37)), 2 и 3 фототипов. У 16 человек (35,6%) давность рубцов составила менее 6 месяцев, у 29 (64,4%) более 6 месяцев. По морфологическим характеристикам рубцы распределились следующим образом: нормотрофический – 22,2% (10 человек); атрофический – 11,1% (5 человек); гипертрофический – 11,1% (5 человек); келоидный – 8,9% (4 человека); 5 – комбинированный – 46,7% (21 человек). Причинами образования рубцов были: ожоги у 6 человек (13,3%), минно-взрывные и огнестрельные ранения у 36 человек (80,0%), последствия операций у 3 человек (6,7 %). Локализация рубцов: лицо – 73% (33 пациента), туловище – 13% (6 человек), верхние конечности – 8% (4 человек), нижние конечности – 6% (2 пациента).

Основные результаты исследования

На рис. 1 показано изменение жесткости рубцов по ходу комплексного лечения в равнении со здоровой кожей. Отмечается планомерное уменьшение жесткости рубцов (через месяц на 8,0%, через 2 месяца на 15,8% и через 3 месяца на 32,4%), что свидетельствует об эффективности терапии. При этом на контрольных участках (здоровая кожа) показатель сохранялся на прежнем уровне. Данный факт подтверждает надежность (воспроизводилось) методики эластографии.

Статистический анализ в несвязанных выборках («посттравматический рубец» и «здоровая кожа») показал наличие значимых различий во всех контрольных точках исследования. Таким образом, несмотря на положительную динамику, даже через 3 месяца не удалось добиться жесткости в области рубцов, сопоставимой с нормальной кожей (Me_рубец = 22,7 против Me_{контроль} = 12,7 при p < 0,001) (табл. 1).

Статистический анализ в связанных выборках «посттравматический рубец на этапах лечения» показал наличие значимых различий в равнении с исходным показателем уже после первого месяца терапии (Me_{0неделя} = 33,6 против Me_1мес = 30,9 при p < 0,001). При этом значимых различий в связанных выборках «здоровая кожа в контрольных точках исследования» получено не было (p > 0,05).

Дополнительные результаты исследования

Анализ динамики показателей по субъективным шкалам показал следующие результаты. Наиболее чувствительными клиническими индексами по оценке тяжести рубцов, зафиксировавшими изменения уже через месяц лечения, оказались Ванкуверская шкала и POSAS в исполнении как врача, так и пациента. Шкала Stony Brook показала наличие значимых изменений только через 3 месяца лечения. Также необходимо отметить значимое улучшение качества жизни в процессе лечения пациентов (Me_0нед = 8,0; Me_3мес = 3,0 при p < 0,001) (табл. 2).

Важной задачей является оценка соответствия данных клинических индексов (субъективные показатели) такому объективному показателю как жесткость рубцов по данным эластографии. Корреляционный анализ показал наличие прямой умеренной взаимосвязи между жесткостью рубца и шкалой POSAS в исполнении врача до и после лечения. Также было выявлено наличие обратной умеренной взаимосвязи между жесткостью рубца и шкалой Stony Brook, но только после лечения. Взаимосвязей с Ванкуверской шкалой и шкалой POSAS в исполнении пациента выявлено не было (p>0,05). Индекс качества жизни показал наличие прямой умеренной взаимосвязи между признаками до и после лечения (табл. 3).

Нежелательные явления

Нежелательных явлений в ходе проведения исследования зарегистрировано не было.

Обсуждение

Эластография кожи относительно новая технология, внедренная в клиническую практику в начале 21 века [2]. В настоящее время в дерматологии данный метод исследования находится на этапе разработки и изучения. Предыдущие работы касались в основном опухолей кожи [12-18], склеродермии [19-23] и псориаза [24]. Большинство этих исследований подтвердили, что эластография является точным методом выявления и количественной оценки пролиферативных и фиброзных процессов, происходящих в коже. При этом отсутствуют публикации по оценке посттравматических рубцов с помощью эластографической ультрасонографии, а также нет опубликованных эталонных значений напряжения здоровой кожи.

Имеющиеся объективные методы оценки рубцов немногочисленны и ориентированы на измерение конкретного физического свойства: плотность (дюрометрия), эластичность (кутометрия), цвет (хромаметрия), перфузия (доплеровская флуометрия). Существенным недостатком вышеуказанных технологий является отсутствие сертифицированных приборов в штатном оснащении медицинских учреждений. В тоже время аппараты УЗИ широко распространены в клинической практике и при наличии соответствующего датчика и программного обеспечения могут использоваться в варианте эластографии.

В нашем исследовании применение эластографии продемонстрировало в целом существенно большую жесткость рубцов на всех участках по сравнению со здоровой кожей. Также мы констатировали разницу в жёсткости рубцовых тканей уже через месяц лечения, что свидетельствует как об эффективности терапии, так и о высокой чувствительности метода эластографии сдвиговой волны. Важным результатом следует считать наличие взаимосвязи между показателем жесткости и качеством жизни пациента (чем выше жёсткость рубца, тем хуже качество жизни пациента). Данный факт показывает клиническую значимость методики эластографии.

Наиболее важным ограничением применения эластографической ультрасонографии при поражениях кожи является минимальное расстояние между датчиком и оцениваемой тканью, что может привести к искажениям в измерениях. В ходе нашего исследования была разработана акустическая гель-подушка, применение которой нивелирует данную ситуацию и улучшает визуализацию кожи.

В практической и научной деятельности широкое распространение получили субъективные методы оценки рубцов на основании заключения врача или пациента. Выбрать подходящую шкалу довольно сложно из-за схожести определяемых параметров, показателей надежности и согласованности. По нашим данным только шкала POSAS в исполнении врача коррелирована с данными эластографии на протяжении всего исследования.

Ограничения исследования

Включение пациентов с одной нозологической формой, что не позволяет сделать окончательный вывод о необходимости внедрения эластографии в клиническую дерматологическую практику. Также целесообразного проведение отдельного исследования по определению жёсткости нормальной кожи в различных локализациях и возрастных группах.

Заключение

Ультразвуковая эластография может рассматриваться как альтернативный метод количественной оценки тяжести поражения кожи у пациентов с посттравматическими рубцами.

About the authors

Kristina Stanislavovna Iurchenko

442 Military Hospital, Saint Petersburg, Russia

Email: kristina23237@gmail.com
ORCID iD: 0009-0006-9909-356X
SPIN-code: 1724-6729

врач-дерматовенеролог кожно-венерологического кабинета консультативно-диагностической поликлиники

Россия, г. Санкт-Петербург, Россия, 191124, Суворовский проспект, д. 63а;

Natalia Shanina

Военно-медицинская академия

Email: shanina_n@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0254-7048
SPIN-code: 2938-8820

к.м.н.

Россия

Alexandr Vladimirovich Patrushev

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова, Санкт-Петербург, Россия; Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова, Санкт-Петербург, Россия

Email: alexpat2@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6989-9363
SPIN-code: 1367-5580

д.м.н.

Denis Viktorovich Kovlen

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова, Санкт-Петербург, Россия; Федеральный научно-образовательный центр медико-социальной экспертизы и реабилитации имени Г.А. Альбрехта, Санкт-Петербург, Россия

Email: denis.kovlen@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6773-9713
SPIN-code: 6002-2766

д.м.н.,доцент

Россия

Alexey Viktorovich Samtsov

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова, Санкт-Петербург, Россия

Author for correspondence.
Email: avsamtsov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9458-0872
SPIN-code: 2287-5062

д.м.н., профессор

Россия

References

Supplementary files