Автореферат и диссертация по медицине (14.01.13) на тему:Комплексное магнитно-резонансное исследование в выявлении и дифференциальной диагностике очаговых поражений печени
Автореферат диссертации по медицине на тему Комплексное магнитно-резонансное исследование в выявлении и дифференциальной диагностике очаговых поражений печени
На правах рукописи
БАГНЕНКО Сергей Сергеевич
КОМПЛЕКСНОЕ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ В ВЫЯВЛЕНИИ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКЕ ОЧАГОВЫХ ПОРАЖЕНИЙ ПЕЧЕНИ
14.01.13 - лучевая диагностика, лучевая терапия
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук
1 О ИЮЛ 2014
Санкт-Петербург 2014
005550346
005550346
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном военном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации
Научный консультант:
доктор медицинских наук, профессор Труфанов Геннадий Евгеньевич Официальные оппоненты:
Снницын Валентин Евгеньевич - доктор медицинских наук, профессор, руководитель центра лучевой диагностики ФГБУ «Лечебно-реабилитационный центр» Минздрава России
Савелло Виктор Евгеньевич - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой рентгенорадиологии факультета постдипломного обучения ГБОУ ВПО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Минздрава России
Семенов Игорь Иванович - доктор медицинских наук, профессор, ведущий научный сотрудник ФГБУ «НИИ онкологии им. H.H. Петрова» Минздрава России
Ведущая организация:
ФБГУ «Российский научный центр радиологии и хирургических технологий» Министерства здравоохранения РФ
Защита диссертации состоится « 26 » сентября 2014 года в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 215.002.11 на базе ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ (194044, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, 6)
С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ и на сайте: vmeda.org
Автореферат диссертации разослан « ^ Т» _ /~) С& 2014 г.
Ученый секретарь диссертационного совета ■
доктор медицинских наук /.fi/Язенок Аркадий Витальевич
mir
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования. Диагностика и лечение заболеваний гепатобилиарной зоны являются важными проблемами клинической медицины (Кармазановский Г.Г., Шимановский H.JL, 2007; Парфенова A.A., 2009; Алентьев С.А., 2010; Бахмутова Е.Е., 2010; Ратников ВА., Кузнецов C.B., Савельева Т.В. и соавт., 2010; Акчурина Э.Д., 2011; Federle М.Р., Jeffrey R.B., Woodward P.J. et al., 2010; Alicioglu В., Guler О., Bulakbasi N. et al., 2013). Очаговые поражения печени включают доброкачественные и злокачественные опухоли, паразитарные кисты, абсцессы, а также ряд других клинических состояний, сопровождающихся появлением в паренхиме органа ограниченных участков, имитирующих новообразование (очаговый жировой гепатоз, цирротические узлы и др.).
В настоящее время наблюдается достоверный рост числа больных с обсуждаемым типом поражения преимущественно за счет онкологических пациентов (Гранов Д.А., 2008; Розенгауз Е.В., 2008). Ежегодно в мире регистрируется свыше 600 000 первично выявленных случаев гепатоцеллюлярного рака (ГЦР) - (Гарин A.M., Базин И.С., 2006; Алентьев С.А., 2010). При этом если в Европе и Северной Америке частота встречаемости не превышает 3:100 000 жителей, то в странах Азии и Африки она в 30 раз выше (Гранов Д.А., 2008; Schneider G., Grazioli L., Saini S., 2006).
Еще больше распространены вторичные поражения (по данным некоторых авторов, они выявляются в 20-40 раз чаще первичных опухолей). Среди различных органов и тканей печень метастазами (МТС) поражается наиболее часто (Медведева Б.М., 2008; Розенгауз Е.В., 2008). Практически у каждого третьего больного, умершего от онкологического заболевания, в печени по данным патоморфологического исследования определяются вторичные изменения (Калашников П.А., 2010).
Очаговые доброкачественные поражения печени, нередко безопасные для пациентов сами по себе, могут нести скрытую угрозу, имитируя или, напротив, маскируя злокачественный процесс (Ратников В.А., 2003; Прокоп М., Гапански М., 2007). За последние несколько лет в отдельных эндемических регионах нашей страны (Республика Дагестан) число больных эхинококкозом увеличилось в 2,5 раза; более чем в два раза повысилось количество осложненных форм заболевания (Черемисинов О.В., 2005). Непаразитарные абсцессы печени выявляют у 0,5-5,2% госпитализированных больных (Бойко В.В., Макаров В.В., Токарев A.B. и соавт., 2011). При этом бессимптомное и медленное развитие ряда
заболеваний, сложность диагностического поиска и неоднозначность его результатов, а также недостаточность существующих дифференциально-диагностических критериев затрудняют решение проблемы диагностики и лечения обсуждаемых нозологических форм.
О каком бы из перечисленных выше поражений печени ни шла речь, целесообразность, объем и эффективность лечебных мероприятий зависят прежде всего от характера имеющихся изменений и стадии развития процесса. Нередко стадия заболевания является противопоказанием к радикальной терапии. В других же случаях своевременное и адекватное вмешательство позволяет полностью излечить пациента. Неоценимую помощь в ответе на данные вопросы оказывает применение лучевых методов исследования (Лукьянченко Л.Б., Долгушин Б.И., Шолохов В.Н., 2005; Гранов A.M., Тютин Л.А., Поздняков A.B., 2008; Parikh Т., Drew S.J., Lee V.S. et al., 2008).
Степень разработанности темы. Ведущим на этапе первичной диагностики очаговых поражений печени, как правило, является ультразвуковое исследование (Подымова С.Д., 2005; Парфенова A.A., 2009; Бахмутова Е.Е., 2010). Активно применяется данный метод и в ходе оперативных вмешательств (Акчурина Э.Д., 2011; Torzilli G., Del Fabbro D., Olivari N. et al., 2004). Однако высокая зависимость результатов сканирования от технических параметров оборудования, а также мануальных навыков и опыта врача, проводящего исследование, нередко отрицательно сказывается на эффективности его применения.
Рентгеновская компьютерная томография с многофазным болюсным контрастным усилением получила широкое распространение в выявлении очаговой патологии печени и предоперационной подготовке соответствующих больных (Прокоп М., Галански М., 2007; Розенгауз Е.В., 2008; Егоров В.И., Яшина Н.И., Кармазановский Г.Г. и соавт., 2009; Калашников П.А., 2010). Однако относительно низкая тканевая контрастность получаемых изображений нередко ограничивает диагностические возможности метода. Кроме того, в ходе сканирования пациент подвергается лучевому воздействию, что также следует учитывать при выборе вида и объема диагностических процедур.
Радионуклидные методы, прежде всего позитронно-эмиссионная томография и однофотонная эмиссионная компьютерная томография, играют заметную роль в выявлении опухолевого процесса, в том числе с точки зрения наличия отдаленных метастазов (Лишманов Ю.Б., Чернов В.И., 2004; Morton К.А., Clark Р.В., Christensen C.R. et al., 2007). Однако ограниченный выбор радиофармакологических препаратов, тропных к опухолевой ткани, сдерживает широкое
применение метода в дифференциальной диагностике заболеваний печени. Невысокое пространственное разрешение исходных изображений также серьезно затрудняет локализацию выявленных изменений.
Традиционный рентгенологический метод в настоящее время применяется преимущественно в виде ангиографических исследований и холангио-графических процедур и направлен часто не столько на решение диагностических вопросов, сколько на выполнение лечебных манипуляций (Гранов A.M., Давыдов М.И., Таразов П.Г. и соавт., 2007; Алентьев С.А., 2010; Schaefer-Prokop С.М., 2011).
Попытки внедрения магнитно-резонансной томографии (МРТ) в область исследования патологии живота предпринимались практически с момента начала ее клинического применения (Ринк П.А., 2003). Отсутствие лучевой нагрузки и высокая тканевая контрастность получаемых изображений являются очевидными достоинствами данного метода. Однако лишь с появлением высокопольных магнитно-резонансных (MP) томографов, многоканальных радиочастотных катушек, разработкой сверхбыстрых импульсных последовательностей и решением ряда других вопросов технического характера этого удалось достичь (Ратников В.А., 2003; Low R.N., 2007; Coenegrachts К., 2009). Применение современных методик MP-сканирования (МР-диффузия, МР-спектроскопия, MP-ангиография, динамическое контрастное усиление -ДКУ) в совокупности с традиционной МРТ и использованием гепатотропных контрастных препаратов позволяют получить максимум информации о морфологических характеристиках очага поражения печени, биохимическом составе и функциональном состоянии органа.
Вместе с тем устоявшегося мнения в медицинском сообществе о возможностях данных методик нет. Отсутствуют четкие показания к их применению, остаются нерешенными вопросы методологического и технического характера.
Публикации, посвященные данной проблеме, как правило, ограничиваются лишь описанием отдельных нозологических форм или использованием одной-двух методик (группы обследованных пациентов при этом часто малочисленны). Сообщения о применении MP-спектроскопии в отечественной литературе единичны. Комплексные работы, посвященные углубленному анализу перечисленных выше проблем, практически отсутствуют.
Таким образом, вышеизложенное обусловливает высокую актуальность проблемы и необходимость целенаправленного изучения возможностей комплексного MP-исследования в выявлении и дифференциальной диагностике
очаговых поражений печени.
Цель исследования. Улучшение диагностики очаговых поражений печени путем научного обоснования концепции применения различных методик комплексного MP-исследования и определения новых подходов к анализу полученных данных.
Задачи исследования:
1. Уточнить и систематизировать MP-семиотику основных очаговых поражений печени, а также определить их дифференциально-диагностические критерии с учетом применения современных методик комплексного МР-исследования.
2. Определить оптимальные импульсные последовательности и методики MP-сканирования в выявлении образований печени.
3. Оценить возможности традиционной МРТ, а также методик динамического контрастного усиления (с применением как внеклеточных препаратов, так и гепатотропного контрастного вещества) и MP-диффузии в дифференциальной диагностике очаговой патологии печени.
4. Оценить информативность фосфорной MP-спектроскопии в диагностике очаговых поражений печени и возможности ее применения в данной области.
5. Разработать методику количественного анализа изменений интенсивности MP-сигнала в очагах поражения печени, крупных сосудах и других паренхиматозных органах живота.
6. Построить математические модели дифференциальной диагностики очаговых поражений печени на основании количественного измерения показателей интенсивности MP-сигнала при использовании различных импульсных последовательностей. Оценить их диагностическую эффективность.
7. Разработать алгоритм комплексного MP-исследования пациентов с очаговыми поражениями печени с целью оптимизации и повышения диагностической эффективности метода.
Научная новизна исследования. Работа является первым обобщающим отечественным научным трудом, посвященным целенаправленному изучению возможностей комплексного MP-исследования пациентов с опухолевыми и опухолеподобными образованиями печени. На достаточном клиническом материале изучены современные возможности метода в выявлении и дифференциальной диагностике основных очаговых поражений данного органа.
Впервые проведен сравнительный анализ эффективности большинства современных методик МРТ в диагностике очаговых поражений печени. На базе полученных данных сформулированы их достоинства и недостатки, определено место каждой из этих методик в комплексном обследовании соответствующих пациентов.
Систематизирована и обобщена семиотика основных очаговых поражений печени. Показано, что нативная МРТ имеет ограниченные возможности в дифференциальной диагностике, а MP-диффузия, хотя и информативна с точки зрения выявления очаговых поражений печени, в отрыве от применения остальных методик МРТ рассматриваться не должна, поскольку является, по сути, еще одним видом взвешенности на ряду с Т1 и Т2.
Детально изучены возможности ДКУ, в том числе с гепатотропным контрастным препаратом Примовист (гадоксетовая кислота, Gd-EOB-DTPA), в выявлении и дифференциальной диагностике обсуждаемых клинических состояний. Показано, что накопление препарата в специфическую фазу указывает на морфологическое строение узла (наличие в нем гепатоцитов), а отсутствие усиления повышает контраст на границе норма/патология, улучшая выявление очаговых поражений печени.
Разработана методика количественного анализа интенсивности МР-сигнала. На основании полученных данных определены оптимальные последовательности в выявлении различных очаговых поражений печени (значение интенсивности сигнала в очаге и интактной ткани органа достоверно различаются, р<0,05). Изучены варианты накопления и вымывания контрастного препарата образованиями печени во времени (все очаги разделены на две группы: накапливающие контрастный агент в артериальную фазу и остальные). На базе значений стандартных отклонений показателя интенсивности проанализирована однородность структуры патологических очагов и ее изменение в различные фазы сканирования.
Построены математические модели дифференциальной диагностики очаговой патологии печени и проведен анализ их информативности. Показано, что подобный подход к изучению изображений предоставляет новый инструментарий оценки изменений органа, в значительной степени лишенный субъективного фактора в принятии решения.
Разработана методика проведения фосфорной MP-спектроскопии пациентов с очаговыми поражениями печени и дана оценка ее эффективности. Показано, что наиболее информативными признаками в дифференциальной диагнос-
тике очаговых поражений органа являются доли фосфомоноэфиров (PME) и фосфодиэфиров (PDE) в общем количестве фосфорсодержащих соединений, а также соотношение концентраций данных метаболитов по отношению к адено-зинтрифосфорной кислоте (АТР) и между собой, однако на современном этапе технического развития возможности методики ограниченны.
На основании всестороннего анализа возможностей методик сформулирован принцип комплексного подхода к MP-исследованию и определен его оптимальный алгоритм.
Теоретическая и практическая значимость. Разработана и внедрена в клиническую практику методика комплексного MP-обследования пациентов с очаговыми поражениями печени. Проведена оптимизация импульсных последовательностей и алгоритма их применения, которая позволила сократить общее время исследования, повысив при этом эффективность метода в целом.
Детально изучены возможности традиционной МРТ и методики ДКУ в диагностике очаговых поражений печени. Обобщена, переработана и всесторонне освещена MP-семиотика основных рассматриваемых клинических форм. Определены оптимальные импульсные последовательности для выявления каждой группы патологий.
Показано, что простые кисты, гемангиомы, очаги жирового гепатоза и эхинококковые поражения при наличии ряда характерных MP-признаков, а также типичной клинической картины и данных анамнеза могут быть со значительной долей вероятности распознаны уже при нативном сканировании. Дифференциальная диагностика остальных образований без применения ДКУ, как правило, невозможна.
Отработана методика получения диффузионно-взвешенных (ДВИ) и спектроскопических изображений на аппарате с напряженностью внешнего магнитного поля 1,5 Тл, разработаны оптимальные параметры импульсных последовательностей и методика анализа полученных данных. Показано, что применение MP-диффузии высокоинформативно в выявлении очагов поражения печени и увеличенных регионарных лимфатических узлов, однако не слишком специфично, поэтому последовательность MP-диффузии всегда должна - включаться в стандартный протокол обследования больных, но расцениваться не как самостоятельная методика MP-сканирования, а как еще один вид взвешенности.
Фосфорная MP-спектроскопия в свою очередь предоставляет уникальную информацию о биохимическом составе области интереса, однако на
современном этапе технического развития возможности ее применения при очаговой патологии печени ограниченны.
Изучены возможности гепатотропного контрастного вещества Примовист (гадоксетовая кислота, Gd-EOB-DTPA). Разработаны практические рекомендации по его применению и обработке собранной информации. Показано, что проведение ДКУ с данным препаратом позволяет уверенно выявлять даже мелкие патологические узлы в печени, а при наличии усиления в специфическую фазу предполагать их гепатоцеллюлярную природу.
Разработана методика количественного анализа изменения интенсивности MP-сигнала в очагах поражения печени, крупных сосудах и паренхиматозных органах живота, применение которой повышает эффективность данного метода лучевой диагностики, а также существенным образом снижает субъективность принятия решения при постановке диагноза.
Проведено детальное исследование всех основных современных методик MP-сканирования печени. Установлены возможности и ограничения каждой из проанализированных последовательностей, определено их место в диагностическом алгоритме соответствующих нозологических форм.
На основании полученных данных сформулирована концепция комплексного MP-исследования. Продемонстрирована высокая эффективность метода МРТ в выявлении и дифференциальной диагностике очаговых поражений печени.
Методология и методы исследования. Диссертационное исследование выполнялось в несколько этапов. На первом этапе изучалась отечественная и зарубежная литература, посвященная данной проблеме. Всего проанализировано 297 источников, из них 65 отечественных и 232 зарубежных.
На втором этапе были обследованы 323 человека: 293 пациента с различными очаговыми поражениями печени или подозрением на наличие подобной патологии и 30 практически здоровых добровольцев контрольной группы.
На третьем этапе диссертационного исследования проводили качественный и количественный сравнительный анализ методик МР-обследования и статистическую обработку полученных результатов.
Клиническая характеристика пациентов. Всего были обследованы 323 пациента. Углубленному анализу подвергли 597 очаговых поражений печени, выявленных у 256 больных. 30 человек составили контрольную группу. У 37 пациентов очаговый характер патологии не подтвердился.
Все выявленные образования условно были разделены на три группы: доброкачественные опухоли (125 узлов; 21%), доброкачественные неопухолевые поражения (150 очагов; 25%), злокачественные опухоли (322 образования; 54%) - Таблица 1.
Таблица 1
Распределение очаговых поражений печени по этиологическим группам
Нозологическая форма Количество
Очагов | %
ДОБРОКАЧЕСТВЕННЫЕ ОПУХОЛИ
Гемангиомы 82 13,7
Очаговая узловая гиперплазия (ФНГ) 31 5,2
Гепатоцеллюлярная аденома 7 1,2
Ангиомиолипома печени 4 0,7
Цистаденома 1 0,2
ДОБРОКАЧЕСТВЕННЫЕ НЕОПУХОЛЕВЫЕ ПОРАЖЕНИЯ
Кисты печени 59 9,9
Очаговый жировой гепатоз (ОЖГ) 23 3,9
Цирротические узлы 27 4,5
Абсцессы печени 22 3,7
Эхинококковые кисты 19 3,2
ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫЕ ОПУХОЛИ
Гепатоцеллюлярный рак (ГЦР) 47 7,9
Холангиоцеллюлярный рак (ХЦР) 17 2,8
Метастазы (МТС) 258 43,2
Всего 597 100
Сканирование печени проводили в рамках традиционной МРТ верхних отделов живота в соответствии с разработанной на кафедре рентгенологии и радиологии Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова методикой (Ратников В.А., 2003; Лыткин М.В., 2006; Багненко С.С., 2006) в дополненном и несколько модифицированном варианте. Комплексное МР-исследование включало применение ДКУ (неспецифическими и гепатотропным препаратами), MP-диффузии и фосфорной МР-спектроскопии.
Возраст пациентов варьировал от 13 до 90 лет и в среднем составил 56,0±14,5 года. Лица в возрасте 51-70 лет составили основную возрастную группу (51,2%). Мужчин в данной группе было больше чем женщин (73 и 58 человек, соответственно).
Сканирование осуществляли на высокопольных MP-томографах Magnetom Symphony и Magnetom Sonata (напряженность магнитного поля 1,5 Тл). Всем
пациентам рекомендовали воздержаться от приема пищи как минимум в течение 4 часов до исследования.
Традиционная МРТ предполагала получение Т1 и Т2 взвешенных изображений (ВИ) с жироподавлением и без как минимум в трех взаимно перпендикулярных плоскостях с применением импульсных последовательностей Flash, Haste, Trufi, Vibe а также бесконтрастной магнитно-резонансной холангиопан-креатикографии (МРХПГ) по двум методикам: толстого блока и тонких срезов на задержке дыхания.
Контрастный препарат вводили внутривенно, преимущественно мануально со скоростью 1,5-2,5 мл/с. Постконтрастные томограммы получали на 20-25-й с, 60-70-й с, 120-180-й с и 7-10-й мин. после инъекции (артериальная, портальная-венозная, равновесная и отсроченная фазы, соответственно). При использовании гепатотропного контрастного вещества исследование дополняли сканированием на 20, 60 и 90-й мин. после инъекции (гепатобилиарные фазы).
Для получения ДВИ применяли две импульсные последовательности со значениями фактора взвешенности b = 50, 300, 800 с/мм2 и 300, 1200, 1500 с/мм2, соответственно.
С целью оценки эффективности каждой из примененных импульсных последовательностей в комплексном MP-исследовании, а также разработкой новой концепции в обработке полученных данных и дифференциальной диагностики очаговых поражений печени был проведен количественный анализ изменения интенсивности MP-сигнала в выявленных образованиях печени, других паренхиматозных органах и крупных сосудах живота, построены дискриминантные модели дифференциальной диагностики различных нозологических групп.
Мелкие образования (диаметром менее 1 см) при количественном анализе не учитывались. Все измерения проводили в пределах одного аксиального среза, изучали как нативные, так и постконтрастные изображения. Для оценки динамики накопления препарата применяли импульсную последовательность Vibe. Поскольку интенсивность сигнала на MP-томограммах зависит от множества параметров и может изменяться нелинейно, мы использовали не абсолютные ее значения, а различные коэффициенты, рассчитываемые на основании соотношения измеренных величин в нескольких органах, в различных участках печени или в одной и той же области печени в разные фазы сканирования. После предварительного отбора рассматриваемых величин и исключения заведомо неинформативных в конечный анализ вошли 252 коэффициента.
Алгоритм обработки полученных данных состоял из следующих этапов:
I этап - определение числовых характеристик исследуемых переменных количественных, ранговых и качественных критериев (признаков), при котором были использованы: оценка соответствия эмпирического закона распределения количественных переменных теоретическому закону нормального распределения по критерию Шапиро-Уилка; оценка значимости различий средних значений количественных показателей в независимых выборках по t-тесту Стьюдента.
II этап - отбор признаков, обладающих наибольшей информативностью в дифференциальной диагностике рассматриваемых типов патологии с использованием дисперсионного анализа. В ходе него рассчитывали критерий F-Фишера, отражающий отношение дисперсии вследствие влияния контролируемого фактора (этиологии очагового поражения органа) и дисперсии, вызываемой действием неконтролируемых случайных факторов и ошибками измерения. Для оценки статистической значимости различия средних значений показателей использовался LSD-тест.
III этап - построение дискриминантных моделей дифференциальной диагностики очаговых поражений печени и оценка их эффективности.
Магнитно-резонансную спектроскопию печени по фосфору проводили с применением поверхностной радиочастотной катушки. Данные собирали с помощью двухмерной последовательности 2D-CSI-FID с применением ядерного эффекта Овергаузера и широкополосной WALT-4 развязки.
Постпроцессорную обработку данных осуществляли с помощью программного обеспечения производителя (Spectroscopy Application на базе оболочки Syngo 2002В - Siemens). На полученных спектрах оценивали содержание фосфодиэфира (PDE), неорганического фосфата (Pi), фосфомоноэфира (PME), креатинфосфата (РСг) и аденозинтрифосфорной кислоты (ATP), а также соотношение данных величин между собой.
Положения, выносимые на защиту:
1. Магнитно-резонансная томография является высокоинформативным методом выявления и дифференциальной диагностики очаговых поражений печени. Комплексное применение различных методик MP-исследования, а также новые подходы к анализу полученных данных позволяют существенно улучшить диагностику данных нозологических форм.
2. Традиционная МРТ и методика динамического контрастного усиления являются основой MP-исследования пациентов с очаговыми поражениями пе-
чени.
3. MP-диффузия является быстрой, неинвазивной, необременительной для врача и пациента последовательностью, применение которой существенно дополняет результаты традиционного MP-сканирования (прежде всего в плане выявления очаговых поражений печени), поэтому должна всегда включаться в протокол обследования таких пациентов.
4. Применение гепатотропного контрастного препарата - гадоксетовой кислоты (Gd-EOB-DTPA) повышает возможности метода МРТ в выявлении и дифференциальной диагностике очаговых поражений печени, поскольку при наличии усиления в специфическую фазу позволяет судить о морфологическом строении узла, а при отсутствии - улучшает визуализацию патологического образования.
5. Фосфорная MP-спектроскопия печени является уникальной методикой неинвазивной диагностики, позволяющей изучать метаболизм гепатоцитов на биохимическом уровне, однако особенности применения поверхностной радиочастотной катушки, а также ряд технических ограничений не позволяют в настоящее время рекомендовать данную методику к широкому применению у пациентов с очаговыми поражениями печени.
6. Методика количественного анализа изменения интенсивности МР-сигнала в очагах поражения печени, крупных сосудах и паренхиматозных органах живота позволяет детально изучать процессы трансформации тканевого состава и васкуляризации выявленных образований, а также существенно снижает субъективный фактор в принятии решения о характере обнаруженной патологии.
Степень достоверности и апробация результатов. Степень достоверности результатов проведенного исследования определяется значительным и репрезентативным объемом выборки обследованных пациентов (п=323), а также количеством проанализированных очаговых поражений печени (п=597), применением современных методов исследования (высокопольная МРТ), а также обработкой полученных данных адекватными методами математической статистики.
Результаты диссертационного исследования получены на сертифицированном оборудовании и внедрены в практическую работу диагностических отделений кафедры рентгенологии и радиологии с курсом ультразвуковой диагностики, 2-й кафедры (терапии усовершенствования врачей), в клиниках общей и госпитальной хирургии, инфекционных болезней
ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации, ГБУ «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт скорой помощи имени И.И. Джанелидзе», ГБОУ ВПО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Минздрава России, а также в онкологических стационарах Санкт-Петербурга и Ленинградской области.
Основные научно-практические положения диссертации используются в учебном процессе на кафедре рентгенологии и радиологии для курсантов и слушателей факультетов подготовки и усовершенствования врачей Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова, курсов повышения квалификации Федерального медицинского исследовательского центра имени В.А. Алмазова, а также медицинского лечебно-профилактического учебно-научного центра Санкт-Петербургского государственного университета.
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на заседаниях Санкт-Петербургского радиологического общества (СПб., 2006-2013), конференциях кафедры рентгенологии и радиологии Военно-медицинской академии (СПб., 2006-2014), отечественных и международных конференциях и симпозиумах: научной конференции «Новые технологии в диагностике, интервенционной радиологии и хирургии печени и поджелудочной железы» (СПб., 2005); Невских радиологических форумах 2005-2014 (СПб., 2005, 2009-2014); всероссийских научно-практических конференциях «Актуальные вопросы клиники, диагностики и лечения больных в многопрофильном лечебном учреждении» (СПб., 2005, 2011); юбилейной конференции, посвященной 60-летию кафедры рентгенологии и радиологии СПбГМУ имени И.П. Павлова (СПб., 2005); всероссийских национальных конгрессах лучевых диагностов и терапевтов «Радиология 2006-2012» (М., 2006, 2010-2012); одиннадцатой российской конференции национальной гастроэнтерологической ассоциации «Гепатология сегодня» (М., 2006); XIII Международном конгрессе хирургов-гепатологов России и стран СНГ (Алматы, 2006); международной научно-практической конференции «Ведущий многопрофильный госпиталь страны: основные функции, достижения и направления развития», посвященной 300 летию госпиталя им. Бурденко (М., 2006); европейских конгрессах радиологов «European Congress of Radiology - ECR 2006-2013» (Вена, Австрия, 2006, 2007, 2012, 2013); научной конференции, посвященной 90-летию со дня основания ЦНИРРИ МЗ РФ «От лучей Рентгена - к инновациям XXI века: 90 лет со дня основания первого в мире рентгенорадиологического института» (СПб., 2008); юбилейной научно-
практической конференции, посвященной 80-летию основания кафедры рентгенологии и радиологии Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова, «Современные возможности лучевой диагностики заболеваний и повреждений в многопрофильном лечебном учреждении» (СПб., 2009); всероссийской научно-практической конференции «Скорая медицинская помощь-2009» (СПб., 2009); научно-практической конференции на тему «Актуальные вопросы клинической медицины для современного врача» (Псков, 2012); ежегодном научном конгрессе Европейского общества магнитного резонанса в медицине и биологии European Society for Magnetic Resonance in Medicine and Biology «ESMRMB 2012» (Лиссабон, Португалия, 2012); второй научно-практической конференции «Современные возможности неотложной лучевой диагностики» (Сочи, 2013); международном эксперт-митинге «КТ и МРТ исследования всего тела» (Марсель, Франция, 2013).
Апробация диссертационной работы проведена на расширенном межкафедральном совещании кафедр: рентгенологии и радиологии с курсом ультразвуковой диагностики, общей хирургии, госпитальной хирургии, инфекционных болезней ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ (протокол №16 от 11.04.2014 г.).
Личный вклад. Тема и план диссертации, ее основные идеи и содержание разработаны совместно с научным консультантом на основе многолетних целенаправленных исследований.
Автор самостоятельно обосновал актуальность темы диссертации, цель, задачи и этапы научного исследования. Разработана формализованная карта и на ее основе создана электронная база данных.
Диссертант лично провел МР-исследования 323 пациентов, самостоятельно выполнил обработку полученных данных (597 очаговых поражений печени).
Личный вклад автора в изучение литературы, сбор, обобщение, анализ, статистическую обработку клинических материалов и написание диссертации -100%.
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликованы 44 научные работы, из них 11 статей в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ. Основные положения и результаты диссертации легли в основу следующих руководств для врачей: «Магнитно-резонансная томография», «Лучевая диагностика (МРТ, КТ, УЗИ, ОФЭКТ и ПЭТ) заболеваний печени», «Магнитно-резонансная спектроскопия», «Лучевая
диагностика заболеваний желчевыводящих путей», «Лучевая диагностика заболеваний печени», «Путеводитель» по лучевой диагностике органов брюшной полости». Отдельные материалы работы применялись при написании тематических разделов 3 учебников и одного учебного пособия.
На базе полученных данных внедрены 4 рационализаторских предложения (№12829/6 от 11.11.2011 г.; №12847/6 от 17.11.2011 г.; №13198/5 от 25.10.2012 г.; №13223/6 от 26.10.2012 г.)
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, обсуждения результатов и заключения, выводов, практических рекомендаций, списка сокращений, списка используемой литературы и приложений. Работа содержит 59 рисунков, 39 таблиц. Список литературы включает 297 источников (65 отечественных и 232 зарубежных). Текст диссертации изложен на 310 листах машинописного текста.
Методы статистической обработки результатов исследования
Клинические материалы и результаты лучевых исследований заносили в специально разработанную формализованную карту, а затем в базу данных. Результаты подвергали обработке методами вариационной статистики.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Результаты комплексного MP-исследования пациентов с доброкачественными новообразованиями печени
Обследован 81 пациент с доброкачественными опухолями печени (125 очагов) в возрасте от 13 до 90 лет (в среднем 51,5±15,8 года у мужчин и 51,3±13,4 у женщин). Клиническая симптоматика, как правило (93,8%), отсутствовала, и выявленные очаги оказались «случайными находками».
Гемангиомы отчетливо определяли на изображениях любых типов взвешенности. Незначительные затруднения были встречены лишь при размере очага до 1 см и его локализации в поддиафрагмальных отделах печени или в непосредственной близости к желчному пузырю. Наиболее информативными в выявления образований оказались Т2 ВИ (Т2 Haste, Trufi) и ДВИ.
При традиционном MP-сканировании гемангиомы характеризовались преимущественно округлой или неправильно округлой формой (78%), четкими контурами (93%), гиперинтенсивным (25%) или изо-гиперинтенсивным (75%) MP-сигналом на Т2 ВИ и гипоинтенсивным (100%) на Т1 ВИ. При сравнении Т2 ВИ с жироподавлением и коротким временем эха (ТЕ) с аналогичными изображениями, полученными при длинном ТЕ, отмечалось сохранение
высокой интенсивности сигнала от гемангиом на второй серии изображений на фоне подавления сигнала от остальных тканей. Контуры образований становились более четкими.
При ДКУ в сосудистые фазы сканирования большинство узлов (64,6%) демонстрировали интенсивное лакунарное постепенное накопление контрастного препарата в направлении от периферии к центру, достигающее своего пика на отсроченных томограммах. Ряд очагов небольшого размера (23,2%) однородно усиливался уже в артериальную фазу, однако также демонстрировал стойкое удержание контраста (более 10 минут). В 12% наблюдений контрастный препарат в образование не поступил.
На ДВИ гемангиомы сохраняли высокую интенсивность сигнала при факторе взвешенности 800 с/мм2 и более. Среднее значение ИКД составило (158,2±44,3)- 10"5 мм2/с.
Очаговая узловая (фокальная нодулярная) гиперплазия (ФНГ) плохо визуализировалась или вообще не определялась на нативных Т1 и Т2 ВИ (особенно при отсутствии центрального «звездчатого рубца»). Наиболее информативными в выявлении образования оказались артериальная фаза ДКУ, а также (в меньшей степени) гепатобилиарная фаза и ДВИ с фактором взвешенности 50300 с/мм2.
При традиционном МРТ ФНГ характеризовались изоинтенсивным (38,7%) или незначительно повышенным (61,3%) MP-сигналом на Т2 ВИ. На Т1 ВИ очаги не определялись (35,5%) или были изо-гипоинтенсивными. Большинство образований (72%) имели округлую форму с дольчатыми нечеткими контурами. Нередко (45,2%) присутствовал центральный «звездчатый рубец», существенно упрощающий проведение дифференциальной диагностики.
При ДКУ большинство узлов демонстрировало раннее однородное (90,3%) и достаточно интенсивное накопление препарата с пиком в артериальную или венозную фазу сканирования, за которым следовало быстрое вымывание контрастного агента. Центральный «рубец» накапливал препарат на отсроченных томограммах (35,5%) или не усиливался вовсе. В гепатобилиарную фазу все узлы ФНГ контраст накапливали, однако интенсивность данного процесса могла широко варьировать.
На ДВИ ФНГ сохраняли незначительную гиперинтенсивность при Ь=800 с/мм2. Среднее значение ИКД составило (83,4±33,5)- 10"3 мм2/с.
В группе пациентов с доброкачественными опухолями печени нами была выделена подгруппа лиц с редко встречающимися новообразованиями органа.
Приведены клинические наблюдения с описанием MP-семиотики и результатов комплексного MP-исследования пациентов с гепатоцеллюлярной аденомой (3 пациента - 7 образований), ангиомиолипомой (4 пациента - 4 узла) и цистаденомой (1 опухоль) печени. Применение методик МРТ позволило уверенно визуализировать области поражения, дать их детальную характеристику, а в ряде случаев со значительной долей вероятности высказаться о природе выявленных изменений.
Результаты комплексного MP-исследования пациентов с неопухолевыми очаговыми поражениями печени
Обследованы 69 пациентов (150 неопухолевых очагов) в возрасте от 18 до 90 лет (в среднем 56,1±18,3 у мужчин и 52,5±15,9 года у женщин). Клиническая картина была чрезвычайно разнородной и определялась характером имеющегося процесса. Так, у обследованных с простыми кистами обычно жалобы отсутствовали, а у пациентов с абсцессами имелась выраженная клиническая картина в виде лихорадки, озноба, болевых ощущений, явлений астеновегетативного характера, воспалительных сдвигов формулы крови и др.
Кисты отчетливо визуализировали на MP-томограммах любых типов взвешенности. При традиционном сканировании они характеризовались округлой формой, однородной структурой, четкими и ровными контурами. Интенсивность сигнала от данных образований была резко гиперинтенсивной на Т2 ВИ и гипоинтенсивной на Т1 ВИ. Атипичные кисты (4 образования) характеризовались повышением сигнала на Т1 ВИ, обусловленным увеличением содержания белка. При ДКУ кисты препарат не накапливали ни в одну из фаз сканирования (в том числе гепатобилиарную).
На ДВИ они были резко гиперинтенсивными при факторе взвешенности 50-300 с/мм2 и полностью исчезали при значениях данного параметра 800 с/мм2 и более. Среднее значение ИКД составило (208,3±71,0)- 10"5 мм2/с - самый высокий показатель среди очаговых поражений печени.
Для визуализации очагов жирового гепатоза ЮЖГ) оптимальной последовательностью оказалась T1 Flash с применением спектрального жироподавле-ния и получением изображений в противофазу (T1 out of phase).
При классической МРТ в условиях естественной контрастности тканей ОЖГ определялись плохо. Если образование удавалось выявить (33,3%), оно характеризовалось округлой (41,7%) или неправильной (58,3%) формой, нечеткими контурами и незначительно повышенным (или изоинтенсивным) сигналом на Т1 и Т2 ВИ. Применение методик жироподавления, основанных на
пресатурации, в 41,7% случаев сопровождалось снижением интенсивности сигнала от образований, однако данный эффект был не слишком выраженным. На Т1 ВИ со спектральным жироподавлением в противофазу (T1 out of phase) во всех случаях ОЖГ происходило отчетливое подавление сигнала от данных структур, очаги становились гипоинтенсивными и отчетливо определялись на фоне неизмененной ткани печени. Локализация образований была различной, однако чаще они располагались вдоль серповидной связки печени, в медиальных отделах квадратной доли или вокруг желчного пузыря. При ДКУ (в том числе с применением гадоксетовой кислоты) ОЖГ ангиоархитектонику печени не изменяли.
На ДВИ очаги стеатоза не визуализировались, поэтому их ИКД соответствовал окружающей ткани печени и стремился к нулю.
Для выявления макрорегенеративных узлов при циррозе печени особое значение имело обнаружение признаков основного заболевания: изменение размеров и формы органа и/или отдельных его сегментов (57,1-64,3%), бугристые контуры, неоднородная внутренняя структура, проявления портальной гипертензии (78,6%). Сами узлы лучше визуализировались на Т1 ВИ с применением методики жироподавления (T1 out of phase или T1 Vibe), a также ДКУ. Эффективность той или иной фазы сканирования зависела от типа васкуляризации и степени дисплазии конкретного узла: гиперваскулярный узел - оптимальна артериальная, гиповаскулярный узел — портальная-венозная, узел высокой степени дисплазии — гепатобилиарная.
При традиционной МРТ макрорегенеративные узлы характеризовались округлой формой, преимущественно нечеткими контурами, изоинтенсивным MP-сигналом на Т1 и Т2 ВИ (37%). Если в очаге содержалось избыточное количество гемосидерина, интенсивность сигнала от данного образования снижалась на Т2 ВИ и повышалась на Т1 ВИ, границы его становились более четкими (63%).
При ДКУ большинство узлов (70,3%) были изоинтенсивными остальной ткани органа во все фазы сканировании. Наличие признаков гиперваскуляризации (11,1%) или сниженное накопление гепатотропного агента в специфическую фазу (18,5%) служило признаком дисплазии очага.
На ДВИ удалось визуализировать лишь один узел (при факторе взвешенности 50 с/мм2). Остальные образования ни на «сырых» томограммах, ни на картах ИКД обнаружить не удалось (значение ИКД стремилось к нулю).
Пиогенные абсцессы печени при наличии жидкостного компонента лучше
определяли на любых Т2 ВИ (Haste, Trufi), там же удавалось выявить зону отека окружающих тканей. Если зона некроза к моменту сканирования не сформировалась, очаги поражения лучше визуализировались на Т1 ВИ (Т1 Flash, Vibe). ДВИ были информативны в выявлении мелких очагов и на этапе инфильтративных изменений. ДКУ оказалось эффективным в артериальную и портальную-венозную фазы. Сканирование в гепатобилиарную фазу помогало не только выявить очаг поражения, но и косвенно оценить функциональное состояние прилежащих тканей органа.
MP-семиотика абсцессов определялась характером инфицирования и стадией развития процесса. Холангиогенные абсцессы, были небольшими, множественными и располагались по ходу внутрипеченочных желчных протоков, сливаясь между собой в более крупные образования. При остальных вариантах инфицирования очаги оказывались преимущественно единичными, локализовались в любом отделе органа и имели более крупные размеры. На стадии инфильтрации формирующийся абсцесс характеризовался нечеткими контурами, округлой формой и несколько повышенными сигнальными характеристиками на Т2 ВИ. В 81,8% случаев вокруг данных изменений определяли зону диффузного отека, изо-гиперинтенсивную на Т2 ВИ. К моменту формирования полости абсцесса в нем начинал преобладать жидкостный компонент (яркий на Т2 ВИ, на Т1 ВИ интенсивность сигнала могла варьировать), вокруг которого можно было обнаружить толстую фиброзную капсулу, гипоинтенсивную на Т1 и Т2 ВИ.
При ДКУ некротизированные ткани препарат не накапливали ни в одну из фаз сканирования (в том числе гепатобилиарную). Фиброзная капсула обычно отставала в динамике усиления от остальной ткани органа сразу после инъекции, но демонстрировала стойкое отсроченное удержание контрастного вещества (81,8%). Прилежащие к зоне некроза жизнеспособные ткани печени в специфическую фазу гепатотропный агент накапливали, однако интенсивность процесса была снижена вввду угнетенной функции гепатоцитов.
На «сырых» ДВИ абсцессы сохраняли высокие показатели интенсивности сигнала при высоких значениях фактора взвешенности (вплоть до 1000-1500 с/мм2). Среднее значение ИКД для них составило (93,6±22,6)- 10"5 мм2/с.
Следует также отметить, что для пациентов с абсцессами печени была характерна типичная клиническая картина: острое начало заболевания, лихорадка, недомогание, озноб и другие явления, сопутствующие воспалительному процессу. При лабораторных исследованиях наблюдался
сдвиг лейкоцитарной формулы крови влево. •
MP-семиотика эхинококкоза печени была гетерогенной и определялась как морфологическим типом поражения, так и стадией развития патологического процесса. Так как в подавляющем большинстве выявленных очагов (84,2%) присутствовал жидкостный компонент, оптимальная их визуализация достигалась на любых Т2 ВИ (Haste, Trufi) и «сырых» ДВИ (Ь=50-300 с/мм2). В остальных случаях образования лучше определяли на Т1 ВИ (Flash, Vibe). Участки массивного обызвествления хорошо были видны на томограммах градиентного эха (Trufi). ДКУ с применением гепатотропного контрастного препарата позволяло не только уверенно обнаружить очаг в гепатобилиарную фазу, но и оценить функциональное состояние органа.
При МРТ были выделены следующие типы гидатидного поражения: тонкостенная однокамерная киста (21,1%), однокамерная киста с толстой многослойной стенкой (36,8%), многокамерная киста (26,3%), псевдоопухолевое поражение (10,5%) и обызвествленный очаг (5,3%).
Независимо от типа поражения жидкостный компонент обладал высокой интенсивностью сигнала на Т2 ВИ и низкой - на Т1 ВИ (при высоком содержании белка данная характеристика могла меняться). Участки массивного обызвествления были гипоинтенсивными на изображениях всех типов взвешенности, а капсула и внутренние перегородки паразита -гипоинтенсивными на Т2 и изо-гипоинтенсивными на Т1 ВИ.
При ДКУ очаги, как правило (84,2%), контраст не накапливали, однако в 15,8% случаев капсула кисты все же усилилась на отсроченных томограммах. На ДВИ жидкостная составляющая очагов вела себя подобно простым кистам (была яркой при низких значениях фактора взвешенности и демонстрировала полное подавление сигнала при увеличении данного параметра до 800 с/мм2 и более). Капсула и перегородки, напротив, сохраняли относительную гиперинтенсивность при факторе взвешенности 1000 с/мм2 и более. Среднее значение ИКД составило (164,2±101,5)- 10~5 мм2/с
Результаты комплексного MP-исследования пациентов со злокачественными новообразованиями печени Гепатоцеллюлярный рак (ГЦР) лучше всего выявлялся в специфическую фазу при применении гепатотропного препарата (95,8%), а также в артериальную фазу при неспецифическом ДКУ (57,5%). «Сырые» ДВИ с низкими значениями фактора взвешенности (50-300 с/мм2) в 91,5% случаев помогали выявить новообразование и регионарные лимфатические узлы.
Поскольку ГЦР является наиболее частой опухолью цирротически измененной печени (69,2% обследованных), больные с подобным типом поражения должны особенно тщательно изучаться на предмет наличия онкологического заболевания.
При традиционной МРТ ГЦР характеризовался гетерогенной лучевой картиной, зависящей от морфологического типа поражения (экспансивный, инфильтративный, многоузловой, диффузный), стадии и распространенности патологического процесса, явлений цирроза печени и др. Очаги имели правильную округлую или неправильную бугристую, многоузловую форму, гомогенную или неоднородную структуру, были инкапсулированны или имели нечеткие контуры. Поражались различные сегменты печени или образование было солитарным. У ряда больных диагностировали абдоминальную лимфаденопатию (30,8%) или поражение сосудов печени (19,2%).
Большинство узлов (89,4%) характеризовалось несколько повышенным MP-сигналом на Т2 ВИ и сниженным на Т1 ВИ. Внутренняя структура крупных очагов была неоднородной, «мозаичной», с наличием областей некроза (гиперинтенсивных на Т2 ВИ и изо-гипоинтенсивных на Т1 ВИ), кровоизлияний (гиперинтенсивных на Т1) и локальных обызвествлений (гипоинтенсивных на изображениях всех типов взвешенности). Мелкие очаги были однородными и плохо визуализировались на Т2 ВИ.
При ДКУ большинство узлов (78,7%) накопило препарат с пиком в ранние фазы сканирования. После чего в 63,2% случаев наблюдалось быстрое вымывание контрастного агента. В гепатобилиарную фазу превалировала картина замедленного накопления гадоксетовой кислоты (85,1%) или очаги не усиливались вовсе (сниженная функция гепатоцитов).
На ДВИ большинство узлов (95,7%) были умеренно гиперинтенсивными при высоких значениях фактора взвешенности (800 с/мм2 и выше). Среднее значение ИКД составило (62,7±41,6)-10"5 мм2/с.
Узловые формы холангиоцеллюлярного рака (ХЦР) лучше выявляли на нативных Т1 ВИ, а диффузные поражения - при ДКУ в поздние отсроченные фазы. Определенное значение в обнаружении очага имели «сырые» ДВИ с фактором взвешенности 50-300 с/мм2, а также томограммы в гепатобилиарную фазу. Наличие обструкции желчных протоков с формированием супрастенотического расширения упрощало задачу поиска области поражения, однако определялось не всегда. Оптимальной методикой, позволяющей детально оценить состояние расширенных желчных протоков, была МРХПГ.
При традиционном MP-сканировании отчетливо визуализировался, как правило, только периферический узловой тип опухоли (47,1%). Новообразование обычно имело неправильную округлую форму с дольчатыми нечеткими контурами на Т2 ВИ и достаточно отчетливыми на Т1 ВИ. Структура крупных очагов была гетерогенной, в 50% случаев присутствовали внутриорганные отсевы. Диффузный тип роста (52,9%) проявлялся распространением патологического процесса вдоль желчных протоков (с наличием участков их стеноза и признаками локальной билиарной гипертензии). Поражение в таком случае имело ветвистый характер, уверенно очертить границы новообразования было сложно. В 16,7% случаев присутствовала ретракция капсулы печени, обусловленная массивным фиброзным компонентом, встречающимся в большинстве опухолей.
При ДКУ большинство ХЦР (70,6%) накапливали препарат достаточно медленно, неоднородно в направлении от периферии к центру. На томограммах в отсроченные фазы во всех очагах наблюдалось стойкое удержание контрастного вещества. В гепатобилиарную фазу узлы ХЦР специфический препарат не накапливали (гепатоциты в структуре очага отсутствуют). При диффузном характере распространения уверенно отделить опухолевую ткань от паренхимы печени и желчных протоков было затруднительно, поэтому в ряде случаев складывалось впечатление о наличии некоторого усиления области поражения (эффект усреднения) в специфическую фазу, однако интенсивность данного процесса в любом случае была замедленной.
На ДВИ ХЦР сохранял повышенную интенсивность сигнала при высоких значениях фактора взвешенности (800 с/мм2 и более). Среднее значение ИКД составило (94,0±38,0)-10"5 мм2/с.
Очаги метастатического поражения печени лучше всего выявляли в гепатобилиарную фазу при ДКУ с применением гепатотропного агента. На нативных MP-томограммах оптимальными с точки зрения выявления опухолевых узлов были Т1 ВИ (Flash, Vibe) и «сырые» ДВИ с фактором взвешенности 50-300 с/мм2. На этапе сосудистых фаз ДКУ гиперваскулярные опухоли лучше определялись в артериальную фазу, а гиповаскулярные — в портальную-венозную или паренхиматозную фазу.
MP-семиотика МТС была разнородной. Чаще они визуализировались в виде множественных округлых или неправильно-округлых очагов с нечеткими неровными контурами на Т2 ВИ и достаточно отчетливыми на Т1 ВИ, локализующихся в любых отделах печени. Данные узлы могли сливаться в более
крупные образования, распространяться на прилежащие сосуды и желчные протоки. Крупные опухоли были неоднородными за счет участков некроза, кистозных включений, обызвествлений и (значительно реже) кровоизлияний. При нативном сканировании большинство выявленных МТС характеризовались преимущественно повышенной интенсивностью МР-сигнала на Т2 ВИ и сниженной на Т1 ВИ. Нередко вокруг этих изменений определялась зона пери-фокального отека. Следует, однако, заметить, что описанная выше семиотика являлась наиболее типичной, но наблюдалась не всегда. Так, МТС могли быть одиночными, характеризоваться гиперинтенсивным сигналом на Т1 ВИ (при кровоизлияниях или отложении меланина), демонстрировать инфильтративный тип роста или вообще не вьивляться при нативном сканировании. Большое значение для постановки диагноза имело выявление первичной опухоли, а также признаков регионарной или отдаленной лимфаденопатии.
При ДКУ большинство (93,8%) очагов вторичного поражения печени были гиповаскулярными, а потому не накапливали контрастный препарат в сосудистые фазы сканирования или демонстрировали неоднородное, чаще периферическое усиление (по типу «кольца» или «мишени»), более выраженное на отсроченных изображениях. Гиперваскулярные опухоли встречались значительно реже (6,2%) и были следствием рака почки, меланомы сетчатки глаза или кар-циноида поджелудочной железы. Подобные образования при ДКУ интенсивнее всего набирали контрастный препарат в артериальную фазу, после чего наблюдалось быстрое его вымывание. В гепатобилиарную фазу все выявленные МТС специфический агент не накопили (гепатоциты в структуре отсутствуют).
На «сырых» ДВИ большинство узлов (95,4%) сохраняли повышенную интенсивность МР-сигнала при высоких значениях фактора взвешенности (800 с/мм2 и выше). Среднее значение ИКД составило (108,4±48,5)- 10"5 мм2/с.
В ходе работы нами были выявлены некоторые симптомы, позволяющие на основании той или иной МР-картины поражения печени сделать предположение о природе первичной опухоли.
Так, от некоторых МТС меланомы (20%) можно было наблюдать высокую интенсивность МР-сигнала на нативных Т1 ВИ, обусловленную высоким содержанием меланина. В большинстве случаев болезнь у таких пациентов развивалась стремительно и не ограничивалась пределами печени.
Пациенты с нейроэндокринными опухолями были достаточно молоды (средний возраст 44,7±11,5 года), клиническая картина долгое время отсутствовала, поэтому на момент выявления поражение носило тотальный или
субтотальный характер (множественные, разнокалиберные очаги, локализующиеся во всех отделах печени). Интенсивность МР-сигнала от подобных МТС на Т2 ВИ была резко повышенной. У 67% больных удавалось выявить первичную опухоль в поджелудочной железе.
МТС рака легкого были множественными, преимущественно небольшого размера (диаметром до 1-2 см с тенденцией к слиянию в более крупные образования) и тотально поражали практически весь объем печени.
При раке желудка (реже кишечника) очаги были менее многочисленными (до 5-10 образований) и достаточно крупными (до 10,5 см в диаметре). При ДКУ на этапе сосудистых фаз сканирования преобладала картина накопления по типу «кольца» или «бычьего глаза».
При раке желчного пузыря у всех больных удалось выявить первичное новообразование и лимфаденопатию ворот печени. МТС содержали массивный фиброзный компонент, формирующий соответствующую картину ДКУ (замедленное накопление препарата сразу после инъекции и стойкое отсроченное усиление).
Рак яичников характеризовался имплантационным путем метастазирова-ния, поэтому узлы располагались обычно по поверхности печени.
Большинство выявленных гиперваскулярных новообразований оказалось МТС рака почки или карциноида.
Также нами приведены клинические наблюдения редких форм метастази-рования в печень, таких как МТС'рака языка и мочевого пузыря (по одному пациенту, 3 и 1 очаг, соответственно). Сделаны выводы о неспецифическом характере МР-семиотики подобных изменений. Отмечена тенденция к формированию выраженной абдоминальной лимфаденопатии при данных состояниях.
Результаты количественного анализа данных комплексного МР-исследовання в дифференциальной диагностике очаговых поражений печени
Для подтверждения описанных выше качественных характеристик очаговых поражений печени цифрами, систематизации полученных данных, выявления дополнительных дифференциально-диагностических критериев и поиска новых подходов к изучению трансформации ткани органа в рамках патологического процесса и за его пределами был проведен углубленный статистический анализ значений интенсивности МР-сигнала внутри образований, в ин-тактной паренхиме печени, других паренхиматозных органах и сосудах живота.
Полученные данные отчетливо коррелировали с признаками, сформулиро-
ванными при качественном описании MP-семиотики тех или иных структур. При этом удалось не только достоверно подтвердить справедливость сделанных заключений, но и наглядно продемонстрировать выявленные изменения интенсивности сигнала в виде диаграмм и таблиц, а также снизить субъективный фактор и перейти в оценках от полярных терминов вроде «гиперинтенсив-ный/гипоинтенсивный сигнал» или «однородная/неоднородная структура» к конкретным цифровым значениям.
С применением дисперсионного анализа были отобраны признаки, обладающие наибольшей информативностью в дифференциальной диагностике очаговых поражений печени. При традиционной нативной МРТ таковым оказался коэффициент «Очаг / Печень (Т2 Haste)», отражающий соотношение интенсивности сигнала в очаге поражения к аналогичной величине в интактной паренхиме печени на Т2 Haste томограммах (F=62,2, р<0,0001), который достоверно отличался в кистах, гемангиомах и очагах эхинококковой инвазии по сравнению с остальными образованиями печени, а также между перечисленными группами поражений (везде р<0,05). Также значимы были различия показателя в цирротических узлах и абсцессах, ФНГ и абсцессах и др. (Рисунок 1).
Код патологии
Кисты Гемангиомы ФНГ ГЦР
6 - МТС? гиперваск.
7 - МТС гияоваск.
8 - ОЖГ 10-ХЦР "
11 - Абсцессы
12 - Цирротич. углы 14 - Эхинококк
5 6 7
Кол патологии
Рисунок 1. Распределение значений коэффициента, отражающего соотношение интенсивности сигнала, измеренного в очаге поражения печени, к аналогичному параметру интактной паренхимы органа на изображениях последовательности Т2 Haste. Наиболее высокие показатели получены в жидкостных образованиях, которые характеризовались резко гиперинтенсивным сигналом на Т2 ВИ. ОЖГ и цирротические узлы на Т2 ВИ визуализировались плохо, поэтому величина рассматриваемого параметра в них была близкой к единице
Для определения природы образований, содержащих избыточное количество триглицеридов, информативен был коэффициент «Очаг (T1 in phase/Tl out of phase)», отражающий соотношение интенсивности сигнала в рассматриваемом очаге на Т1 ВИ по фазе к аналогичному измерению в противофазу (Рисунок 2). Так, ОЖГ имели самое высокое значение данного показателя среди всех образований печени (р<0,05). Повышен этот коэффициент был и в узлах ГЦР, что подтверждает информацию ряда авторов (Schneider G., Grazioli L., Saini S., 2006) о нередком присутствии в подобных очагах триглицеридов.
Код патологии
Рисунок 2. Распределение значений коэффициента, отражающего соотношение интенсивности сигнала, измеренного в очаге поражения печени на томограммах T1 Flash по фазе (in phase), к аналогичному показателю в противофазу (out of phase). Большинство образований в своей структуре жировую ткань не содержало, поэтому значение коэффициента для них было близким к единице. На этом фоне резко выделялись ОЖГ и ГЦР
Графическое отображение собранных данных позволило детально проанализировать процесс ДКУ в каждой группе очагов и наглядно отобразить все его этапы. Интегрально все рассмотренные образования печени были условно разделены на усиливающиеся в артериальную фазу интенсивнее интактной ткани органа и остальные. В первую группу вошли гемангиомы, ФНГ, ГЦР, ХЦР, абсцессы и МТС (Рисунок 3), а во вторую - кисты, ОЖГ, цирротические узлы и области эхинококковой инвазии (Рисунок 4). При этом кисты контрастное вещество не накапливали ни в одну из фаз сканирования, а ОЖГ не нарушали васкуляризации печени и усиливались изоинтенсивно остальной ткани органа.
Натив/ Натив/ Натив/ Натив/
Арт. Веноз. Равновес. Отсроч.7-Ю мин.
Рисунок 3. Динамика контрастного усиления очаговых поражений печени, накапливающих препарат в артериальную фазу интенсивнее остальной ткани органа. Гиперваскулярные МТС, ФНГ и ГЦР активно накапливали препарат с пиком усиления в артериальную фазу. Гемангиомы и ХЦР постепенно медленно усиливались с максимумом на отсроченных изображениях. Абсцессы незначительно накапливали контрастный агент в артериальную фазу, однако пик усиления приходился на более поздние этапы сканирования
Натив/ Натив/ Натив/ Натив/
Арт. Веноз. Равновес. Отсроч.7-Ю мин.
Рисунок 4. Динамика контрастного усиления очаговых поражений печени, накапливающих препарат в артериальную фазу изо- или менее интенсивно остальной ткани органа. Простые и паразитарные кисты на протяжении всех фаз сканирования практически не усиливались. ОЖГ и цирротические узлы ан-гиоархитектонику органа существенно не меняли (значение показателя близко к единице на всех этапах)
В литературе имеется достаточно публикаций, посвященных качественному изучению ДКУ при очаговых поражениях печени; в нашей же работе все выводы основывались на конкретных числовых значениях рассчитанных коэффициентов. Этот подход позволяет значительно снизить субъективный фактор в оценке тех или иных изменений, а также дает возможность детально рассмотреть фазы накопления и вымывания препарата различными морфологическими единицами на каждом этапе сканирования. Следует также подчеркнуть, что рассчитанные показатели ДКУ в нашем исследовании применялись не только как самостоятельные дифференциально-диагностические критерии, но и оценивались с точки зрения комплексного подхода к проблеме вьивления и дифференциальной диагностики очаговых поражений печени при МРТ.
Нами была предложена методика изучения однородности образований печени путем анализа величины стандартного отклонения интенсивности МР-сигнала в них. Оценивали как нативные, так и постконтрастные томограммы (Рисунок 5).
Рисунок 5. Изменение однородности очаговых поражений печени при ДКУ (оценка величины стандартного отклонения в последовательности Vibe). При нативном сканировании наименее однородны эхинококковые кисты, а наиболее - ОЖГ и цирротические узлы. В артериальную фазу гетерогенность всех образований возрастала (более выраженно в гемангиомах и гиперваску-лярных МТС). В венозную фазу гемангиомы становились еще более неоднородными, а гетерогенность ФНГ и гиперваскулярных МТС снижалась. На этапе сосудистого равновесия самыми неоднородными вновь были гидатидные кисты, а гомогенными - цирротические узлы и ОЖГ
Самыми однородными очагами в последовательности T1 Vibe до введения контрастного вещества оказались ОЖГ (диапазон стандартных отклонений б,87±2,28), а самыми гетерогенными - гидатидные поражения (21,63±18,60).
После инъекции в артериальную фазу неоднородность практически всех узлов нарастала (величина стандартного отклонения увеличивалась), более выражен данный процесс был в гемангиомах, что обусловлено типичной для кавернозных гемангиом картиной интенсивного периферического лакунарного усиления.
В венозную фазу накопление препарата гемангиомами продолжалось в направлении от периферии к центру и образования по-прежнему оставались самыми неоднородными среди других морфологических единиц. Также неоднородными в эту фазу были области гидатидного поражения. В то же время ги-перваскулярные МТС и ФНГ на данном этапе сканирования демонстрировали быстрое вымывание препарата, становясь более однородными.
В равновесную фазу гемангиомы обычно полностью заполнялись контрастным веществом, а гиперваскулярные МТС, напротив, полностью его вымывали. В результате структура и тех и других становилась более гомогенной. Остальные очаги к этому моменту и в дальнейшем существенно свою однородность уже не меняли. Самыми однородными образованиями на протяжении всех этапов ДКУ оказались ОЖГ.
При ДКУ с применением гепатотропного контраста наиболее информативным показателем (с точки зрения дифференциальной диагностики рассматриваемых очагов) оказался коэффициент «Очаг / Печень (натив / 20 мин.)», отражающий изменение величины соотношения интенсивности MP-сигнала в патологическом узле и окружающей паренхиме печени до внутривенной инъекции и на 20-й минуте специфической фазы (F=15,5, р<0,0001).
Самым низким данное соотношение оказалось в ОЖГ, ФНГ и ХЦР (1,0±0,1, 0,88±0,1 и 0,76±0,02, соответственно). Самое высокое значение рассматриваемого показателя было в гидатидных и простых кистах печени (1,64±0,29 и 1,4±0,19, соответственно), что легко объяснимо, поскольку в обоих случаях речь идет об очагах, не содержащих в своей структуре гепатоцитов (Рисунок-6).
Описанные выше тенденции отмечали не только на 20-й минуте сканирования, но и сохранялись в более поздние периоды (60, 90-я минуты). Сравнение полученных данных не выявило значимых различий рассматриваемых коэффициентов, поэтому в обычных условиях, на наш взгляд, исследование можно за-
вершить уже на 20-й минуте. Если же функция захвата клетками печени препарата и выведения желчи у пациента по какой-либо причине снижена (цирроз, холестаз и др.), целесообразно провести повторное сканирование через 1-1,5 часа. Визуальным критерием достижения специфической фазы можно считать появление контрастного препарата в желчных протоках. Если подобная картина так и не наступила, говорить о гепатобилиарной фазе некорректно.
Гадоксетовая кислота
.ташококк
В '
с
-.. 1.0
т
'с
т
Код патологип
1 - Кисты
2 - Геыангиомы .4 - ФНГ 5-ГЦР
6 - МТС гкперваек.
7 — МТС гиповаск. 8-ОЖГ 10-ХЦР
11 - Абсцессы
12 - Цирротич. учлы 14-Эхинококк
1 2 3 5 7 8 10 II 12 14
Кол патологии
Рисунок 6. Распределение значений коэффициента, отражающего изменение соотношения интенсивности сигнала в очаге поражения к интактной паренхиме печени на этапе от нативного сканирования к 20-й минуте исследования при введении гадоксетовой кислоты. Простые и паразитарные кисты специфический препарат не накапливали, а ФНГ усиливались в ряде случаев даже сильнее остальной ткани органа. ОЖГ в гепатобилиарную фазу были изоинтен-сивны печени. На измерения в ХЦР существенное влияние оказала усилившаяся желчь, содержащаяся в протоках
Следует отметить, что применение гепатотропного контрастного препарата позволяет получить изображения как динамических фаз сканирования, так и гепатобилиарной. Поэтому количественный анализ результатов исследования нами проводился на базе коэффициентов, полученных не только в специфическую фазу ДКУ, но и на других этапах усиления. Дисперсионный анализ показал, что среди 11 наиболее информативных признаков 7 были получены в результате измерений именно в гепатобилиарную фазу, что указывает на существенное значение данных этого этапа исследования (Таблица 2).
Таблица 2
Информативность признаков, полученных при ДКУ с применением гепатотропного контрастного препарата
Признак Б Р
Очаг / Печень (натив / 20 мин.) 15,53 <0,0001
Очаг / Печень (натив / 60 мин.) 13,34 <0,0001
Очаг / Печень (натив / равновес. фаза) 11,86 <0,0001
Очаг / Печень (натив / отсроч. фаза) 12,24 <0,0001
Очаг / Печень (натив / 90 мин.) 10,07 <0,0001
Очаг / Печень (натив / веноз. фаза) 9,08 <0,0001
Очаг (натив / 20 мин.) 8,43 <0,0001
Очаг (натив / веноз. фаза) 7,88 <0,0001
Очаг / НПВ (натив / 20 мин.) 7,93 <0,0001
Очаг (натив / 60 мин.) 7,49 <0,0001
Очаг / НПВ (натив / 60 мин.) 7,45 <0,0001
Б - критерий Фишера, р - уровень значимости
В ходе дисперсионного анализа данных, полученных при обработке ДВИ, наиболее информативным дифференциально-диагностическим признаком оказался ИКД, высчитанный на базе последовательности с тремя факторами взвешенности: 50, 300 и 800 с/мм2, коэффициент «Очаг (АБС 50, 300, 800)» (Р=22,3, р<0,0001). Самые высокие значения данного показателя были в кистах, а самые низкие из измеренных - в опухолях ГЦР. Все ОЖГ и подавляющее большинство цирротических узлов ни на «сырых» ДВИ, ни на картах ИКД не визуализировались, а потому рассматриваемый коэффициент в них стремился к нулю и корректно вычислен быть не мог.
Сравнивая данные ДВИ, полученные с применением двух серий импульсных последовательностей с факторами взвешенности 50, 300, 800 с/мм2 и 300, 1200, 1500 с/мм2, следует отметить более стабильные результаты первых. В целом описанные закономерности прослеживались независимо от примененных параметров сканирования, однако более низкие значения фактора Ь увеличивали соотношение сигнал/шум и повышали чувствительность выявления очаговой патологии печени. Применение импульсных последовательностей с фактором диффузии выше 1000 с/мм2 не только визуально ухудшало качество изображений, но и не давало значимых преимуществ в дифференциальной диагностике. Таким образом, в практической работе, на наш взгляд, имеет смысл ог-
раничиться значениями фактора Ь не более 1000 с/мм2.
Особый интерес в ходе нашего исследования заключался в поиске внутренних закономерностей, позволяющих по данным количественного измерения интенсивности МР-сигнала в той или иной области отнести выявленное очаговое поражение печени к группе с конкретной нозологической формой. Для этого применяли дискриминантный анализ - метод многомерной статистики, позволяющий отнести объект с определенным набором признаков к одному из известных классов. Для сравнения эффективности различных методик МР-исследования в дифференциальной диагностике дискриминантные математические модели были построены для каждой из них (Таблица 3). Опробовали всевозможные модели с разным набором признаков. Вычисления проводили исходя из предположения о равной априорной вероятности принадлежности изучаемого очага к рассматриваемым группам.
Таблица 3
Оценка эффективности дискриминантных моделей, построенных на основе
данных различных методик МР-исследования
Этиология очагового поражения печени Корректно распознано моделью, %
Традиц. МРТ Неспец. ДКУ ДКУ с гепатотроп.
Простая киста 70,6 73,5 69,2
Гемангиома 60,7 64,3 77,8
ФНГ 65,5 72,4 83,3
ГЦР 16,7 56,7 73,3
МТС 58,8 64,9 80,0
ОЖГ 76,9 69,2 83,3
ХЦР 61,5 61,5 100,0
Пиогенный абсцесс 50,0 83,3 75,0
Цирротический узел 62,5 75,0 100,0
Эхинококк 75,0 75,0 83,3
Итого 58,4% 66,7% 79,7%
Эффективность окончательной модели, основанной на данных традиционного нативного MP-сканирования, колебалась от 16,7% при ГЦР до 70-75% при кистах, ОЖГ или паразитарных поражениях. Общая ее эффективность для всех образований печени составила 58,4%. Таким образом, на основании результатов исключительно классической МРТ (без применения дополнительных методик исследования) со значительной долей вероятности можно дифференцировать
простые и эхинококковые кисты, а также ОЖГ. В остальных случаях возможности ее крайне ограниченны.
Данные, полученные при ДКУ на этапе неспецифических фаз, позволили построить модель, эффективность которой находилась в диапазоне от 56,7% для очагов ГЦР до 83,3% при пиогенных абсцессах печени. Общая ее эффективность составила 66,6%, заметно превысив аналогичный показатель исключительно нативного сканирования.
Самые лучшие результаты были получены при анализе ДКУ с введением гепатотропного контрастного препарата. Методика его применения предполагает обработку изображений как в динамические, так и специфические (гепато-билиарные) фазы сканирования. Поэтому в перечень изучаемых показателей вошли коэффициенты, полученные на всех этапах подобного исследования. В итоге эффективность окончательной модели в зависимости от характера выявленных изменений находилась в диапазоне 70-100%, в целом оказавшись на уровне 79,7%.
При аналогичной работе с ДВИ возникли объективные трудности. Так, ОЖГ и цирротические узлы на подавляющем большинстве ДВИ не визуализировались, а потому корректные измерения показателей в них были невозможны. Разброс значений ИКД эхинококковых кист и абсцессов был весьма существенным. Доверительные интервалы ряда очагов в значительной степени перекрывались. В результате уже на начальном этапе обработки данных из перечня анализируемых образований были исключены ОЖГ и цирротические узлы. Работа с остальными поражениями также не принесла желаемого результата. Эффективность построенных математических моделей не превысила 30-40%.
Таким образом, полученные данные позволяют говорить о том, что ДВИ, обладая высокой информативностью в выявлении очаговой патологии печени и предоставляя ценную дополнительную информацию о морфологических характеристиках образований органа, как самостоятельная методика исследования в отрыве от традиционной МРТ и ДКУ рассматриваться не может.
На заключительном этапе работы мы проанализировали весь комплекс данных, собранных как при количественном анализе изменений интенсивнос-тей MP-сигнала, так и при качественной оценке выявленных узлов, а также информацию о поле и возрасте пациента. Общая эффективность окончательной модели составила 77,1% (F=8,76, р<0,0001). Данный показатель отражает высокую информативность комплексного подхода в анализе рассматриваемых групп патологии. Формально результаты этой модели не превысили эффективность
аналогичной, построенной на базе только данных ДКУ с применением гепато-тропного контрастного препарата, однако в последнем случае расчеты велись исключительно среди очагов, выявленных у пациентов, которым вводилась га-доксетовая кислота, а интегральная модель строилась с учетом данных всех проанализированных поражений печени.
Результаты фосфорной МР-спекггроскопии пациентов с очаговыми поражениями печени Данные базируются на обследовании 102 человек, среди которых 30 лиц были представителями контрольной группы (условно здоровые). По ряду причин (будут рассмотрены ниже) добиться MP-спектров удовлетворительного качества от кист и гемангиом в ходе нашей работы не удалось, поэтому углубленному статистическому анализу было подвергнуто лишь 132 спектра, полученных у пациентов с ГЦР, МТС, ОЖГ, макрорегенераторными цирротическим узлами и обследуемых контрольной группы.
Наиболее информативными признаками в дифференциальной диагностике поражений печени оказались доли PME и PDE в общем количестве фосфорсодержащих соединений, а также соотношение концентраций данных метаболитов по отношению к АТР и между собой (Таблица 4).
Таблица 4
Результаты дисперсионного анализа данных фосфорной МР-спекггроскопии па-
циентов с очаговыми поражениями печени
Название признака Значение F-критерия Уровень значимости, р
Доля РМЕ в общем количестве фосфорсодержащих метаболитов 38,41534 <0,000001
Соотношение РМЕ/а-АТР 25,27925 <0,000001
Доля РБЕ в общем количестве фосфорсодержащих метаболитов 21,70612 <0,000001
Соотношение РМЕ/у-АТР 18,17572 <0,000001
Соотношение РМЕ/р-ВАТР 11,71646 <0,000001
Соотношение РБЕ/а-АТР 9,52639 0,000001
Соотношение РОЕ/у-АТР 8,47751 0,000004
Соотношение РМЕ/РБЕ 7,68117 0,000014
Самые высокие показатели доли PME были в узлах ГЦР, а самые низкие -в ОЖГ (Рисунок 7). Все образования, предполагающие интенсивное клеточное
деление (МТС, ГЦР и цирротические узлы), имели повышенное содержание PME по сравнению с лицами контрольной группы, что обусловлено, на наш взгляд, активными процессами синтеза фосфолипидных мембран. При этом в ряде случаев подобного рода биохимические сдвиги наблюдали в ткани печени и за пределами опухолевого поражения. Вероятно, эти изменения связаны с комплексной перестройкой процессов энергетического и фосфолипидного обмена у онкологических пациентов. Одним из звеньев такой перестройки, можно считать резкую активизацию процессов глюконеогенеза в печени как ответной реакции организма на усиленный расход глюкозы в ходе синтеза опухолевых клеток. В результате в органе накапливается содержание соответствующих промежуточных метаболитов (глюкозо-6-фосфат и т.п.), участвующих в формировании пика PME на МР-спектре.
0.32
е 0.30
i 0.2» S
s026
S 0.24 о 0.22 g 0.20 0,18 | 0.16 - 0.14
I »■«
С
а) 0.10
о.са
Оч
g 0.06
п: о.о4
0.02 L
ГЦР I
I
PME
Контрольная rpjiïaa
Ш
Цнрр.
Рисунок 7. Содержание доли PME в общем количестве соединений фосфора в зависимости от этиологии очагового поражения печени. В ГЦР, МТС и цирротических узлах значение показателя достоверно выше результатов контрольной группы, а в ОЖГ - ниже
Таким образом, нами были выявлены определенные закономерности в изменении биохимического состава ткани в ряде очаговых поражений печени, которые важны как с точки зрения изучения нозологических групп в принципе, так и с позиций решения конкретных вопросов дифференциальной диагностики. Подобные изменения были проанализированы и достоверные различия статистически подтверждены. Однако в ходе работы мы столкнулись с рядом существенных сложностей и ограничений методики:
1. Локализация изучаемого узла не всегда позволяла сопоставит^ область поражения печени с зоной максимальной чувствительности поверхностной ра-
диочастотной катушки и изоцентра аппарата. В результате соотношение сигнал/шум резко снижалось и исследование становилось неинформативным.
2. Характер приемной радиочастотной катушки исходно позволял оценивать лишь ограниченный объем печени (не более 5-6 см поверхности тела).
3. Относительная чувствительность ядра фосфора при проведении спектроскопических исследований сравнительно невелика (6,6% от аналогичного параметра водорода), поэтому для получения спектров приемлемого качества приходилось наращивать количество усреднений, размер вокселя и т.п., что приводило к существенному увеличению времени сканирования.
4. Напряженность магнитного поля в 1,5 Тл была слишком низкой для разрешения большинства получаемых пиков (PME, PDE, ATP). Поэтому при анализе MP-спектра речь шла не о конкретных химических соединениях, а о группах метаболитов.
5. Исследование при свободном дыхании не позволяло анализировать небольшие новообразования печени, а MP-спектр от крупных очагов в таком случае был «контаминирован» прилежащими тканями.
6. Синхронизация сканирования по дыханию позволяла выполнить МР-локализацию, однако резко удлиняла продолжительность процедуры (до 45-90 минут). В результате добиться полной неподвижности пациента в заданном положении на протяжении всего исследования удавалось не всегда.
7. Мышечные структуры диафрагмы, груди и живота, содержащие достаточное количество РСг, часто искажали спектр прилежащих отделов печени. Аналогичная картина наблюдалась вблизи крупных сосудов и расширенных желчных протоков.
8. Ряд образований печени (кисты, биломы, эхинококковые очаги, геман-гиомы и др.) имеют в своей структуре массивный жидкостный компонент, требующий дополнительных усилий по калибровке аппарата и оптимизации программного обеспечения.
Следовательно, говоря о методике фосфорной МР-спектроскопии, необходимо отметить ее уникальные возможности неинвазивного определения биохимического состава тканей in vivo, а также то, что полученная информация позволяет перейти от изучения исключительно морфологических изменений к анализу состояния биохимического и фосфолипидного обмена печени на клеточном уровне. В перспективе выявленные закономерности, по всей видимости, помогут продвинуться, в том числе и в отношении дифференциальной диагностики обсуждаемых групп патологий. Кроме того,
методика предполагает работу с цифрами, а потому во многом является операторонезависимой. Вместе с тем ряд вопросов технического характера и ограничения аппаратной базы на сегодняшний день не позволяют рекомендовать ее к широкому клиническому применению у пациентов с очаговыми поражениями печени.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Подводя итог выполненной научно-исследовательской работе, следует сделать заключение о высокой информативности комплексного MP-обследования в выявлении и дифференциальной диагностике очаговых поражений печени.
Качественный анализ отдельных методик сканирования позволил определить оптимальные импульсные последовательности для обнаружения конкретных морфологических элементов, а также подробно изложить МР-семиотику данных состояний.
Количественный анализ интенсивности MP-сигнала и построенные дис-криминантные модели дали возможность косвенно оценить эффективность каждой из методик в дифференциальной диагностике, а также сравнить их по этому показателю между собой. Кроме того, рассчитанные количественные показатели способствовали выявлению дополнительных дифференциально-диагностических критериев тех или иных образований печени, снизили субъективность принятия решения и в целом дали основу появлению нового инструментария оценки изменений органа, где в качестве меры выступают цифры.
Оптимальный алгоритм комплексного MP-обследования пациентов с очаговыми поражениями печени (Рисунок 8), на наш взгляд, предполагает на первом этапе углубленное ознакомление с данными анамнеза жизни и болезни пациента, опрос жалоб и изучение результатов предшествующих клинико-инструментальных методов обследования.
Далее выполняется традиционная МРТ, включающая получение Т1 и Т2 ВИ в нескольких плоскостях, Т1 ВИ с жироподавлением, основанным на преса-турации и Т1 ВИ по фазе и в противофазу (in phase / out of phase). Также обязательным является включение на данном этапе обследования в стандартный набор импульсных последовательностей МР-диффузии.
Если в ходе сканирования получены результаты, позволяющие уверенно говорить о типичной MP-картине кист, гемангиом, ОЖГ и гидатидного поражения, данные клинического состояния и анамнеза также характерны для искомого типа патологии, MP-исследование на этом этапе можно считать завершенным.
В остальных случаях требуется проведение ДКУ.
Исследование с введением неспецифических контрастных препаратов позволяет при наличии типичного паттерна усиления (а также клинической картины и анамнеза) со значительной долей уверенности диагностировать все рассмотренные нозологии: ФНГ, ГЦР, МТС, абсцессы, ХЦР, цирротические узлы, простые и гидатидные кисты, гемангиомы и ОЖГ.
Рисунок 8. Алгоритм комплексного МР-обследования пациентов с очаговыми поражениями печени (пояснения в тексте)
Если усиление не типично или имеются другие вопросы, не позволяющие говорить о характерной картине заболевания, следует проводить ДКУ с применением гепатотропного контрастного вещества.
Необходимо отметить, что исследование с гадоксетовой кислотой исходно информативнее неспецифического, а потому может назначаться сразу после на-тивного сканирования (без ДКУ с внеклеточными препаратами), однако экономическая составляющая требует учета следующих факторов. При наличии у пациента поражения гепатоцеллюлярной природы (ФНГ, ГЦР, абсцессы, цирроти-ческие узлы, ОЖГ) гепатотропный препарат преимущественно накапливается в гепатобилиарную фазу, что делает его применение весьма эффективным в вынесении решения о характере процесса. Однако в случаях, когда специфического усиления не наблюдается (может встречаться при отсутствии гепатоцитов в очаге или при их угнетённом функциональном состоянии), информативность исследования повышается (относительно применения внеклеточных веществ) только с точки зрения выявления области поражения (высокий контраст на границе: патология / нормальная ткань органа), и для вынесения окончательного диагноза может все равно потребоваться проведение биопсии.
Выводы
1. Комплексное магнитно-резонансное исследование с применением традиционных методик, диффузионно-взвешенных изображений и динамического контрастного усиления (с внеклеточными и гепатотропными препаратами) позволяет уверенно выявить очаговое поражение печени, определить его форму, размеры, локализацию, оценить сосудистое строение и в ряде случаев охарактеризовать тканевые параметры (наличие в структуре макроскопического или внутриклеточного жира, функционирующих гепатоцитов, массивного фиброзного компонента, жидкости, белка и др.), изучить морфологию желчных протоков и крупных сосудов в пределах области сканирования, выявить признаки абдоминальной лимфаденопатии, а также оценить общее состояние всех паренхиматозных органов живота.
2. В выявлении очаговых образований печени при традиционной нативной МРТ наиболее информативны: Т2 ВИ - жидкостные образования (кисты простые и паразитарные, гемангиомы, абсцессы на стадии формирования гнойной полости, цистаденомы и т.п.), а также зоны перифокального отека; Т1 ВИ - метастазы, абсцессы на стадии инфильтрации, узловые 'формы периферических холангиокарцином, некоторые узлы эхинококковой инвазии
(содержащие минимальное количество жидкости); T1 out of phase - очаги стеатогепатоза, жировые опухоли, некоторые формы гепатокарцином и аденом, цирротические узлы с высоким содержанием гемосидерина.
Возможности методики традиционной МРТ в дифференциальной диагностике существенно варьируют. Так, эффективность дискриминантной модели, построенной на базе результатов исключительно нативного сканирования, составляет 70-75% для кист, очагового жирового гепатоза, гидатиоза (довольно информативна) и 16,7-65,5% для остальных образований (малоинформативна). Общая эффективность модели - 58% (возможности ограниченны).
3. Оптимальными для выявления очаговых поражений печени при применении ДКУ являются: артериальная фаза - любые гиперваскулярные очаги (гиперваскулярные метастазы, гепатокарциномы, очаги узловой гиперплазии, некоторые регенераторные узлы); паренхиматозная фаза - кисты и массивные обызвествления; отсроченные изображения - образования с массивным фиброзным компонентом (холангиокарциномы, гемангиомы, некоторые метастазы и абсцессы).
Результаты дифференциальной диагностики, базирующейся только на данных ДКУ, заметно превышают аналогичный показатель нативной МРТ. Эффективность построенной модели составляет от 57% для узлов гепатоцеллюлярного рака до 83% при абсцессах печени (общая эффективность 67%).
4, Применение гепатотропного контрастного препарата для выявления очаговых поражений печени является оптимальным при любых образованиях, не содержащих в своей структуре гепатоцитов (метастазы, кисты, гемангиомы, холангиокарциномы, эхинококк), а также если узел в специфическую фазу демонстрирует повышенный захват препарата (ряд очаговых узловых гиперплазий).
Дифференциальная диагностика поражений печени основывается как на данных, полученных в динамические фазы контрастного усиления, так и результатах специфических фаз. Результаты гепатобилиарной фазы с точки зрения клеточного состава очага имеют значение только при наличии контрастного усиления (образование содержит функционирующие гепатоциты). Если его нет, можно говорить о хорошей визуализации очагов, состоянии желчных протоков, оценке функции органа, но не о морфологическом строении узла. Эффективность модели, полученной при
анализе динамических и специфических фаз контрастного усиления при введении гадоксетовой кислоты, составляет 78% (самый высокий показатель среди рассмотренных методик МР-сканирования).
5. Диффузионно-взвешенные изображения высокоинформативны в выявлении большинства очаговых поражений печени за исключением жирового гепатоза и цирротических узлов, однако возможности методики в дифференциальной диагностике новообразований органа ограниченны (эффективность построенных моделей не превысила 30-40%), вследствие чего MP-диффузию следует рассматривать как одну из импульсных последовательностей нативной МРТ (требующую обязательного включения в стандартный протокол сканирования), а не как самостоятельную методику исследования.
6. Количественный анализ значений интенсивности MP-сигнала позволяет детально изучать процессы трансформации ткани в пределах патологического процесса, дает дополнительную дифференциально-диагностическую информацию и является практически операторонезависимой процедурой. Данные, собранные в результате такого анализа у разных пациентов, можно сравнивать между собой, применяя методы математико-статистической обработки. Фактически речь идет о новом инструментарии оценки изменений органа, где в качестве меры выступают цифры, а не полярные качественные суждения о повышенном или пониженном МР-сигнале.
7. Фосфорная магнитно-резонансная спектроскопия является уникальной методикой неинвазивной оценки биохимического состава печени. Наиболее информативными признаками в дифференциальной диагностике очаговых поражений органа являются доли PME и PDE в общем количестве фосфорсодержащих соединений, а также соотношение концентраций данных метаболитов по отношению к АТР и между собой (F-критерий в диапазоне 38,4-7,7, р<0,00005), однако на данном этапе технического развития существенные ограничения методики не позволяют говорить о возможности ее широкого применения в отношении данных нозологических форм.
Практические рекомендации
1. Минимальный набор импульсных последовательностей традиционной МРТ должен предполагать получение Т1 ВИ, Т2 ВИ, применение методик жироподавления, в том числе с анализом изображений химического сдвига (Т1 in/out of phase).
2. Для получения качественных томограмм достаточно применения матрицы 256x256 пикселей и толщины среза 3-5 мм, однако при анализе мелких структур и решения целенаправленных вопросов диагностики оправданно изменение данных параметров до 320x320 пикселей и 1-2,5 мм, соответственно.
3. Исследование с применением синхронизации по дыханию позволяет повысить соотношение сигнал/шум, однако является усредненным, поэтому должно оцениваться вместе с аналогичными изображениями, полученными на задержке дыхания.
4. Любые локальные неоднородности вьивленного узла печени хорошо визуализируются на томограммах градиентного эха, поэтому при подозрении на наличие обызвествлений, кровоизлияний и т.п. данная программа также должна добавляться в протокол исследования.
5. При анализе нативных изображений следует особое внимание уделить не только самому очагу, но и общему состоянию печени, крупных сосудов и желчных протоков, а также остальных паренхиматозных органов живота, поскольку выявленные изменения нередко могут сузить дифференциально-диагностический ряд.
6. ДВИ следует также включить в стандартный алгоритм обследования пациентов с очаговой патологией печени. При этом нужно помнить, что подобные изображения высокочувствительны в выявлении очага (особенно при невысоких значениях фактора взвешенности 50-300 с/мм2), но недостаточно специфичны.
В практической работе при получении ДВИ имеет смысл ограничиться последовательностями со значением фактора взвешенности не более 1000 с/мм2.
7. Дифференциальная диагностика большинства образований печени невозможна без применения ДКУ с анализом артериальной, портальной-венозной и равновесной фаз сканирования. Желательным является также получение отсроченных томограмм (вплоть до 7-10-й минуты после внутривенной инъекции). Оптимально применение автоматического шприца-инъектора, однако в большинстве случаев мануальное введение препарата подготовленным сотрудником также дает информативный результат.
8. Количественный анализ изменений интенсивности МР-сигнала следует проводить в проекции одного аксиального среза на изображениях всех типов взвешенности, пользуясь при этом относительными характеристиками,
рассчитанными при сравнении данных в различных областях данного среза или в одном и том же месте в разные фазы сканирования.
Небольшой размер образований (диаметр менее 10-15 мм) резко увеличивает погрешность количественных измерений, поэтому имеет смысл в подобных случаях ограничиться качественными характеристиками очага.
9. Применение гепатотропного контрастного препарата оправдано при обследовании пациентов с подозрением на наличие любого очагового поражения печени. Методология подобной процедуры предполагает анализ нативных томограмм, ДКУ в динамические фазы сканирования, а также томограмм, полученных в гепатобилиарную фазу, что позволяет говорить о комплексном MP-обследовании и дает наилучшие результаты в выявлении и дифференциальной диагностике очаговых поражений печени.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1. Багненко, С. С. Методика фосфорной магнитно-резонансной спектроскопии печени (31P-MRS) / С. С. Багненко // Вестник хирургии им. И. И. Грекова. - 2006, - Т. 165, № 6. - С. 105-106.
2. Багненко, С. С. Магнитно-резонансная томография в диагностике очаговых поражений печени с применением гепатотропного контрастного препарата / С. С. Багненко, Г. Е. Труфанов, С. А. Алентьев, И. И. Дзидзава // Вестник Российской Военно-медицинской академии. — 2012. — № 1(37). — С. 97-105.
3. Багненко, С. С. Методика количественного анализа динамики накопления контрастирующего препарата (в сосудистые фазы сканирования) при многофазной магнитно-резонансной томографии пациентов с опухолевыми и опухолеподобными поражениями печени / С. С. Багненко, Г. Е. Труфанов, М. В. Резванцев, Ю. Н. Савченков // Вестник Российской Военно-медицинской академии. - 2012. - № 1(37). -С. 182-187.
4. Багненко, С. С. Количественная оценка динамики накопления парамагнитных контрастирующих препаратов очаговыми поражениями печени / С. С. Багненко, Г. Е. Труфанов II Бюллетень сибирской медицины. - 2012. - № 1. - С. 171-179.
5. Багненко, С. С. Диффузионно-взвешенные изображения в диагностике поражений печени метастатического характера / С. С. Багненко, Г. Е. Труфанов, Ю. Н. Савченков // Вестник Российской Военно-медицинской академии. — 2012. - № 4(40). — С. 217-220.
6. Багненко, С. С. Фосфорная магнитно-резонансная спектроскопия в диагностике заболеваний печени / С. С. Багненко, Г. Е. Труфанов // Вестник Российской Военно-медицинской академии. - 2012. - № 4(40). — С. 190-195.
7. Савченков, Ю. Н. Современное состояние н проблемы лучевой диагностики метастатического поражения печени / Ю. Н. Савченков, С. С. Багненко, Г. Е. Труфанов, В. А. Фокин // Вестник Российской Военно-медицинской академии. — 2013. - № 3(43). - С. 170-176.
8. Багненко, С. С. Фосфорная магнитно-резонансная спектроскопия в диагностике очаговых поражений печени / С. С. Багненко, Г. Е. Труфанов // Ученые записки СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова. - 2013. - Т. 20, № 4. -С. 77-79.
9. Савченков, Ю. Н, Количественный анализ результатов многофазной МРТ в дифференциальной диагностике метастатических поражений печени при злокачественных опухолях толстой кишки и поджелудочной железы / Ю. Н. Савченков, С. С. Багненко, Г. Е. Труфанов, В. А. Фокин, М. В. Резванцев // Ученые записки СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова. - 2013. -Т. 20, № 4. - С. 80-84.
10. Багненко, С. С. Фосфорная магнитно-резонансная спектроскопия печени / С. С. Багненко // Анналы хирургической гепатологии. - 2014. - Т. 19, № 2. - С. 46-48.
11. Багненко, С. С. Магнитно-резонансная диффузия в диагностике очаговых образований печени / С. С. Багненко, Г. Е. Труфанов // Военно-медицинский журнал. — 2014. — Т. 335, №1. - С. 20-21.
12. Лучевая диагностика и лучевая терапия: учебное пособие / Р. М. Акиев, М. А. Асатурян, А. Г. Атаев, С. С. Багненко [и др.]. - СПб.: ВМедА, 2005. -344 с.
13. Лучевая диагностика (учебник для вузов) / под ред. Г. Е. Труфанова. -М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. - Т. 1. - 416 с.
14. Магнитно-резонансная томография: руководство для врачей / под ред. Г. Е. Труфанова и В. А. Фокина. - СПб.: Фолиант, 2007. - 688 с.
15. Лучевая диагностика (MPT, КТ, УЗИ, ОФЭКТ и ПЭТ) заболеваний печени: руководство для врачей / Г. Е. Труфанов В. В. Рязанов, В. А. Фокин; под ред. Г. Е. Труфанова. - М.: ГЭОТ АР-Медиа, 2008. - 264 с.
16. Магнитно-резонансная спектроскопия: руководство для врачей / С. С. Багненко, Д. Л. Дубицкий, А. В. Мищенко [и др.] - СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2008. -239 с.
17. Общая и военная рентгенология: учебник / Р. М. Акиев, М. А. Асатурян, А. Г. Атаев, С. С. Багненко [и др.]; под. ред. Г. Е. Труфанова. - СПб.: ВмедА; ЭЛБИ-СПб, 2008. - 480 с.
18. Лучевая диагностика заболеваний желчевыводящих путей (Конспект лучевого диагноста) / Г. Е. Труфанов, С. Д. Рудь, С. С. Багненко, С. И. Лыткина. - СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2011. - 224 с.
19. Лучевая диагностика заболеваний печени (Конспект лучевого диагноста) / Г. Е. Труфанов, С. С. Багненко, С. Д. Рудь. - СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2011.-416 с.
20. Лучевая диагностика: учебник / Г. Е. Труфанов [и др.]; под. ред. Г. Е. Труфанова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. - 496 с.
21. «Путеводитель» по лучевой диагностике органов брюшной полости
(атлас рентгено-, УЗИ-, КТ- и МРТ-изображений) / К. Н. Алексеев, С. С. Багненко, И. В. Бойков [и др.]; под ред. Г. Е. Труфанова, В. В. Рязанова, А. С. Грищенкова. - СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2014. - 432 с.
22. Труфанов, Г. Е. Возможности магнитно-резонансной спектроскопии по фосфору в диагностике цирроза печени / Г. Е. Труфанов, В. А. Фокин, С. С. Багненко, И. И. Дзидзава // Анналы хирургической гепатологии. - 2006. - Т. 11, № з. _ С. 161. - (Тезисы XIII конференции хирургов-гепатологов России и стран СНГ).
23. Багненко С. С. Фосфорная магнитно-резонансная спектроскопия (SIP-MRS) при хронических диффузных заболеваниях печени / С. С. Багненко, А. П. Крецу, И. И. Дзидзава // Невский радиологический форум «Новые горизонты».
- СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2007. - С. 177.
24. Труфанов, Г. Е. Первый опыт применения гепатотропного парамагнитного контрастного препарата «Примовист» в диагностике очаговых поражений печени / Г. Е. Труфанов, В. А. Фокин, И. И. Дзидзава, С. С. Багненко И Невский радиологический форум - 2009: материалы / под ред. В. И. Амосова. - СПб.: СПбГМУ, 2009. - С. 548-549.
25. Труфанов, Г. Е. Магнитно-резонансная диагностика очаговых поражений печени с помощью гепатотропного парамагннитного контратсного препарата «Примовист» / Г. Е. Труфанов, С. С. Багненко, И. И. Дзидзава // Вестник Российской Военно-медицинской академии. - 2009. - № 4(28). - С. 128-129. - (Сборник научных трудов юбилейной научно-практической конференции «Современные возможности лучевой диагностики заболеваний и повреждений в многопрофильном лечебном учреждении»),
26. Багненко, С. С. Применения гепатотропных контрастных препаратов в диагностике очаговых поражений печени / С. С. Багненко, Г. Е. Труфанов, И. И. Дзидзава // Медицинская визуализация. - 2010. - Спец. вып. - С. 40-41. -(Материалы IV Всероссийского Национального конгресса лучевых диагностов и терапевтов «Радиология 2010»).
27. Багненко, С. С. Гепатотропный парамагнитный контрастный препарат «Примовист» в диагностике очаговых поражений печени препарата / С. С. Багненко, Г. Е. Труфанов, С. А. Алентьев, И. И. Дзидзава // Вестник Российской Военно-медицинской академии. - 2011. - № 1(33). - С. 404. - (Материалы X юбилейной Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы клиники, диагностики и лечения в многопрофильном лечебном учреждении»).
28. Багненко, С. С. Количественная оценка результатов магнитно-резонансной томографии с многофазным контрастным усилением у пациентов с очаговыми поражениями печени / С. С. Багненко, Г. Е. Труфанов, С. А. Алентьев, Ю. Н. Савченков // Диагностическая и интервенционная радиология.
- 2011. - Т. 5, № 2 (приложение). - С. 44-45.
29. Багненко, С. С. Диффузионно взвешенные изображения (DWI) в дифференциальной диагностике кист и гемангиом печени / С. С. Багненко // Невский радиологический форум - 2011 / под ред. Л. А. Тютина. - СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2011.-С. 16.
30. Багненко, С. С. Примовист в диагностике очаговых поражений печени / С. С. Багненко, Г. Е. Труфанов // Невский радиологический форум - 2011: материалы / под ред. Л. А. Тютина. - СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2011. - С. 16.
31. Багненко, С. С. Магнитно-резонансная диффузия в диагностике поражений печени метастатического характера / С. С. Багненко, Г. Е. Труфанов, Ю. Н. Савченков // Невский радиологический форум - 2013: материалы / под ред. Н. А. Карловой. - СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2013. - С. 37-38.
32. Багненко, С. С. Количественный анализ диффузионно-взвешенных МР-томограмм в дифференциальной диагностике метастатического поражения печени колоректальной и панкреатической этиологии / С. С. Багненко, Ю. Н. Савченков, Г. Е. Труфанов // VI Всероссийский Национальный конгресс лучевых диагностов и терапевтов «Радиология 2012»: тезисы докладов. - М., 2012.-С. 44-45.
33. Багненко, С. С. Количественный анализ данных многофазного МР-исследования в дифференциальной диагностике метастатического поражения печени колоректальной и панкреатической этиологии / С. С. Багненко, Ю. Н. Савченков, Г. Е. Труфанов // VI Всероссийский Национальный конгресс лучевых диагностов и терапевтов «Радиология 2012»: тезисы докладов. - М.,
2012.-С. 503-504.
34. Багненко, С. С. Диффузионно-взвешенные изображения (ДВИ) в диагностике очаговых поражений печени / С. С. Багненко, Г. Е. Труфанов, Ю. Н. Савченков // VI Всероссийский Национальный конгресс лучевых диагностов и терапевтов «Радиология 2012»: тезисы докладов. - М., 2012. - С. 77-78.
35. Багненко, С. С. Возможности диффузионно-взвешенных изображений в дифференциальной диагностике метастатического поражения печени колоректальной и панкреатической этиологии / С. С. Багненко, Ю. Н. Савченков, Г. Е. Труфанов // Вестник морского врача. - 2013. - № 11. - С. 205207.
36. Багненко, С. С. Количественный анализ данных МР-исследования с динамическим контрастным усилением в дифференциальной диагностике очагов метастатического поражения печени колоректальной и панкреатической этиологии / С. С. Багненко, Ю. Н. Савченков, М. В. Резванцев, Г. Е. Труфанов // Вестник морского врача.-2013.-№ 11. — С. 256-257.
37. Багненко, С. С. Магнитно-резонансная спектроскопия по фосфору и очаговые поражения печени / С. С. Багненко // Конгресс Российской ассоциации радиологов «Лучевая диагностика и терапия в реализации национальных проектов»: материалы. - СПб.: ООО «Человек и его здоровье»,
2013.-С. 14-16.
38. Багненко, С. С. Количественный анализ данных магнитно-резонансной томографии с динамическим контрастным усилением в дифференциальной диагностике метастатического поражения печени / С. С. Багненко, Ю. Н. Савченков, В. А. Фокин, Г. Е. Труфанов // Конгресс Российской ассоциации радиологов «Лучевая диагностика и терапия в реализации национальных проектов»: материалы. - СПб.: ООО «Человек и его здоровье», 2013. - С. 310— 312.
39. Bagnenko, S. In vivo phosphorus-31 magnetic resonance spectroscopy of the human liver in patients with cirrhosis / S. Bagnenko, G. Trufanov, V. Fokin // Europen Congress of Radioilogy - ECR. (Vienna). - 2006. - Vol. 16, Suppl. 1. - P. 218.
40. Bagnenko, S. In vivo Phosphorus-31 magnetic resonance spectroscopy of the human liver in patients with cirrhosis and Child-Pough classification / S. Bagnenko, G. Trufanov, V. Fokin // ESMRMB 2006. - 23rd Annual Scientific Meeting, Sept. 21-23 2006, Warsawa/PL: Book of Abstracts. - P. 230.
41. Bagnenko, S. In vivo phosphorus-31 magnetic resonance spectroscopy in patients with fatty liver. / S. Bagnenko, G. Trufanov, V. Fokin // Europen Congress of Radioilogy - ECR. (Vienna). - 2007. - Vol. 17, Suppl. 1. - P. 339.
42. Bagnenko, S. S. Quantitative data analysis of the multiphase contrast-enhanced MRI in the differential diagnosis of metastatic liver disease of colorectal and pancreatic etiology / S. S. Bagnenko, Y. N. Savchenkov, V. A. Fokin, G. E. Trufanov // ESMRMB, 29rd Annual Scientific Meeting, Oct. 4-6 2012, Lisbon/PT: Book of Abstracts. - 2012. - P. 539.
43. Bagnenko, S. Focal liver lesions and quantitative evaluation of contrast agent dynamics in liver MRI (1.5 T) C-0844 // S. Bagnenko, G. Trufanov, Y. Savchenkov// ECR 2012 (European Congress of Radiology, 1-5.03. 2012, Vienna): Book of Abstracts. - URL: http://posterng.netkey.at/esr/online_viewing/index.php7module = view_postercoverpage&task=viewcoverpage&start=0&ls=search&searchKey=18fcd
47081209d66a5fl)aef5f3e82b5f&pi=l 093 60&rn= 1
44. Savchenkov, Y. N. Quantitative data analysis of the diffusion-weighted MR-images in the differential diagnosis of metastatic liver disease of colorectal and pancreatic etiology/ Y. N. Savchenkov, S. S. Bagnenko, V. A. Fokin, G. E. Trufanov // Insights into Imaging. - 2013. - Vol. 4, Suppl. 1: ECR 2013 (European Congress of Radiology, 7-11.03. 2013, Vienna): Book of Abstracts. - P. 339.
Список сокращений и условных обозначений Арт. фаза — артериальная фаза Веноз. фаза - портальная-венозная фаза ВИ - взвешенные изображения ГЦР - гепатоцеллюлярный рак ДВИ - диффузионно-взвешенные изображения ДКУ - динамическое контрастное усиление ИКД - измеряемый коэффициент диффузии MP - магнитно-резонансный (магнитный резонанс) МРТ — магнитно-резонансная томография МРХПГ - магнитно-резонансная холангиопанкреатикография МТС - метастазы НПВ - нижняя полая вена ОЖГ - очаговый жировой гепатоз
Отсроч. фаза - отсроченная фаза (7-10 мин. после инъекции) Равновес. фаза - равновесная фаза
ФНГ - фокальная нодулярная (очаговая узловая) гиперплазия ХЦР — холангиоцеллюлярный рак
2D-CSI-FID - 2D Chemical Shift Imaging Free Induction Decay - двумерная импульсная последовательность получения спектроскопических изображений химического сдвига на базе свободного спада индукции
АТР - аденозинтрифосфорная кислота (а, Р, у - соответствующие фосфорнокислые группы)
CSI - Chemical Shift Imaging - визуализация химического сдвига FID - Free Induction Decay - спад свободной индукции
Flash — Fast Low Angle Single Shot - быстрая одноимпульсная (последовательность) с малым углом отклонения Gd-EOB-DTPA - гадоксетовая кислота
Haste - Half-Fourier acquisition single-shot turbo spin-echo - (импульсная последовательность) с единственным возбуждающим импульсом и полу-Фурье восстановлением РСг - креатинфосфат PDE - фосфодиэфир Pi — неорганический фосфат РМЕ - фосфомоноэфир ТЕ - Time Echo - время эхо
Trufi — True Fast Imaging With Steady Precession - методика быстрого создания изображений с устойчивой прецессией
Vibe - Volume Interpolated Breath-hold Examination — получение изотропных изображений на задержке дыхания
WALT-4 - широкополосная серия развязывающих 'Н импульсов
Подписано в печать 26. 05.14. Формат 60x84/16
Обьем 2 пл. Тираж 100 экз. Заказ № 438
Типография ВМедА, 194044, СПб., ул. Академика Лебедева, 6.
Текст научной работы по медицине, диссертация 2014 года, Багненко, Сергей Сергеевич
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОЕННО-МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ С.М. КИРОВА» МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
05201451417 На правах рукописи
КОМПЛЕКСНОЕ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
В ВЫЯВЛЕНИИ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКЕ ОЧАГОВЫХ
ПОРАЖЕНИЙ ПЕЧЕНИ
Сергей Сергеевич
БАГНЕНКО
14.01.13 - лучевая диагностика, лучевая терапия
Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук
Научный консультант:
доктор медицинских наук профессор
ТРУ ФАНОВ Геннадий Евгеньевич
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2014
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.................................................................................. 6
Глава 1. ОЧАГОВЫЕ ПОРАЖЕНИЯ ПЕЧЕНИ. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ДИАГНОСТИКИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)........................................ 21
1.1. Определение и социальная значимость проблемы.......................... 21
1.2. Эпидемиология, этиология и краткие морфологические характеристики основных очаговых поражений печени........................ 22
1.3. Современное состояние и проблемы магнитно-резонансной томографии в диагностике очаговых поражений печени........................ 29
1.3.1. Традиционное магнитно-резонансное сканирование в условиях естественной контрастности тканей............................................. 32
1.3.2. Методики изменения тканевого контраста при магнитно-резонансной томографии.......................................................... 37
1.3.3. Магнитно-резонансная холангиопанкреатикография.............. 41
1.3.4. Магнитно-резонансные контрастные препараты..................... 43
1.3.4.1. Внеклеточные (неспецифические) контрастные препараты....................................................................... 43
1.3.4.2. Гепатотропные (тканеспецифичные) контрастные препараты....................................................................... 47
1.3.5. Магнитно-резонансная диффузия, диффузионно-взвешенные изображения.......................................................................... 51
1.3.6. Магнитно-резонансная спектроскопия по фосфору.................. 55
Глава 2. ХАРАКТЕРИСТИКА КЛИНИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ........................................................................ 60
2.1. Общая характеристика обследованных больных............................. 60
2.2. Методики комплексного магнитно-резонансного исследования и статистическая обработка полученных данных.................................. 63
2.2.1. Методика традиционной магнитно-резонансной томографии верхних отделов живота (нативное сканирование).......................... 65
2.2.2. Методика магнитно-резонансной томографии с применением динамического контрастного усиления неспецифическими и гепатотропными препаратами.................................................... 71
2.2.3. Методика магнитно-резонансной диффузии верхних отделов живота................................................................................. 74
2.2.4. Методика магнитно-резонансной спектроскопии печени по фосфору............................................................................... 77
2.2.5. Методики количественного анализа данных комплексного магнитно-резонансного исследования и их статистическая обработка............................................................................. 84
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ КОМПЛЕКСНОГО МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПАЦИЕНТОВ С ДОБРОКАЧЕСТВЕННЫМИ ОПУХОЛЯМИ ПЕЧЕНИ........................ 90
3.1. Результаты комплексного магнитно-резонансного исследования пациентов с гемангиомами печени.................................................... 91
3.2. Результаты комплексного магнитно-резонансного исследования пациентов с очаговой узловой гиперплазией печени............................ 96
3.3. Результаты комплексного магнитно-резонансного исследования пациентов с редкими доброкачественными опухолями печени (гепатоцеллюлярная аденома, ангиомиолипома, цистаденома) -
клинические наблюдения.............................................................. 101
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ КОМПЛЕКСНОГО МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПАЦИЕНТОВ С НЕОПУХОЛЕВЫМИ ОЧАГОВЫМИ ПОРАЖЕНИЯМИ ПЕЧЕНИ......... 111
4.1. Результаты комплексного магнитно-резонансного исследования пациентов с кистами печени........................................................... 112
4.2. Результаты комплексного магнитно-резонансного исследования пациентов с очаговым жировым гепатозом......................................... 118
4.3. Результаты комплексного магнитно-резонансного исследования пациентов с макрорегенеративными узлами при циррозе............................. 122
4.4. Результаты комплексного магнитно-резонансного исследования пациентов с пиогенными абсцессами печени...................................... 128
4.5. Результаты комплексного магнитно-резонансного исследования
пациентов с эхинококкозом печени (гидатиоз)................................... 134
Глава 5. РЕЗУЛЬТАТЫ КОМПЛЕКСНОГО МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПАЦИЕНТОВ СО ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫМИ ПОРАЖЕНИЯМИ ПЕЧЕНИ......................... 144
5.1. Результаты комплексного магнитно-резонансного исследования пациентов с гепатоцеллюлярным раком............................................ 145
5.2. Результаты комплексного магнитно-резонансного исследования пациентов с холангиоцеллюлярным раком......................................... 155
5.3. Результаты комплексного магнитно-резонансного исследования
пациентов с метастатическим поражением печени............................... 162
Глава 6. РЕЗУЛЬТАТЫ КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА ДАННЫХ КОМПЛЕКСНОГО МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
В ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКЕ ОЧАГОВЫХ ПОРАЖЕНИЙ ПЕЧЕНИ............................................................... 180
6.1. Результаты количественного анализа измерений интенсивности сигнала при применении различных методик комплексного магнитно-резонансного исследования........................................................... 180
6.2. Математические модели дифференциальной диагностики очаговых поражений печени, построенные на базе количественных измерений интенсивности магнитно-резонансного сигнала.................................. 199
6.3. Результаты фосфорной магнитно-резонансной спектроскопии
пациентов с очаговыми поражениями печени..................................... 208
ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ....... 225
ВЫВОДЫ................................................................................. 254
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ............................................. 257
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ............................................................. 259
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования
Диагностика и лечение заболеваний гепатобилиарной зоны являются важными проблемами клинической медицины (Кармазановский Г.Г., Шимановский H.JL, 2007; Парфенова A.A., 2009; Алентьев С.А., 2010; Бахмутова Е.Е., 2010; Ратников В.А., Кузнецов C.B., Савельева Т.В. и соавт., 2010; Акчурина Э.Д., 2011; Federle М.Р., Jeffrey R.B., Woodward P.J. et al., 2010; Alicioglu В., Guler О., Bulakbasi N. et al., 2013). Очаговые поражения печени включают доброкачественные и злокачественные опухоли, паразитарные кисты, абсцессы, а также ряд других клинических состояний, сопровождающихся появлением в паренхиме органа ограниченных участков, имитирующих новообразование (очаговый жировой гепатоз, цирротические узлы и др.).
В настоящее время наблюдается достоверный рост числа больных с обсуждаемым типом поражения преимущественно за счет онкологических пациентов (Гранов Д.А., 2008; Розенгауз Е.В., 2008). Ежегодно в мире регистрируется свыше 600 000 первично выявленных случаев гепатоцеллюлярного рака (Гарин A.M., Базин И.С., 2006; Алентьев С.А., 2010). При этом если в Европе и Северной Америке частота встречаемости не превышает 3:100 000 жителей, то в странах Азии и Африки она в 30 раз выше (Гранов Д.А., 2008; Schneider G., Grazioli L., Saini S., 2006).
Еще больше распространены вторичные поражения (по данным некоторых авторов, они выявляются в 20-40 раз чаще первичных опухолей). Среди различных органов и тканей печень метастазами поражается наиболее часто (Медведева Б.М., 2008; Розенгауз Е.В., 2008). Практически у каждого третьего больного, умершего от онкологического заболевания, в печени по данным патоморфологического исследования определяются вторичные изменения (Калашников П.А., 2010).
Очаговые доброкачественные поражения печени, нередко безопасные для пациентов сами по себе, могут нести скрытую угрозу, имитируя или, напротив,
маскируя злокачественный процесс (Ратников В. А., 2003; Прокоп М., Галански М., 2007). За последние несколько лет в отдельных эндемических регионах нашей страны (Республика Дагестан) число больных эхинококкозом увеличилось в 2,5 раза; более чем в два раза повысилось количество осложненных форм заболевания (Черемисинов О.В., 2005). Непаразитарные абсцессы печени выявляют у 0,5-5,2% госпитализированных больных (Бойко В.В., Макаров В.В., Токарев A.B. и соавт., 2011). При этом бессимптомное и медленное развитие ряда заболеваний, сложность диагностического поиска и неоднозначность его результатов, а также недостаточность существующих дифференциально-диагностических критериев затрудняют решение проблемы диагностики и лечения обсуждаемых нозологических форм.
О каком бы из перечисленных выше поражений печени ни шла речь, целесообразность, объем и эффективность лечебных мероприятий зависят прежде всего от характера имеющихся изменений и стадии развития процесса. Нередко стадия заболевания является противопоказанием к радикальной терапии. В других же случаях своевременное и адекватное вмешательство позволяет полностью излечить пациента. Неоценимую помощь в ответе на данные вопросы оказывает применение лучевых методов исследования (Лукьянченко А.Б., Долгушин Б.И., Шолохов В.Н., 2005; Гранов A.M., Тютин Л.А., Поздняков A.B., 2008; Parikh Т., Drew S.J., Lee V.S. et al., 2008).
Степень разработанности темы
Ведущим на этапе первичной диагностики очаговых поражений печени, как правило, является ультразвуковое исследование (УЗИ) (Подымова С.Д., 2005; Парфенова A.A., 2009; Бахмутова Е.Е., 2010). Активно применяется данный метод и в ходе оперативных вмешательств (Акчурина Э.Д., 2011; Torzilli G., Del Fabbro D., Olivan N. et al., 2004). Однако высокая зависимость результатов сканирования от технических параметров оборудования, а также мануальных навыков и опыта врача, проводящего исследование, нередко отрицательно сказывается на эффективности его применения.
Рентгеновская компьютерная томография (KT) с многофазным болюсным
контрастным усилением получила широкое распространение в выявлении очаговой патологии печени и предоперационной подготовке соответствующих больных (Прокоп М., Галански М., 2007; Розенгауз Е.В., 2008; Егоров В.И., Яшина Н.И., Кармазановский Г.Г. и соавт., 2009; Калашников П.А., 2010). Однако относительно низкая тканевая контрастность получаемых изображений нередко ограничивает диагностические возможности метода. Кроме того, в ходе сканирования пациент подвергается лучевому воздействию, что также следует учитывать при выборе вида и объема диагностических процедур.
Радионуклидные методы, прежде всего позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ), играют заметную роль в выявлении опухолевого процесса, в том числе с точки зрения наличия отдаленных метастазов (Лишманов Ю.Б., Чернов В.И., 2004; Morton К.А., Clark Р.В., Christensen C.R. et al., 2007). Однако ограниченный выбор радиофармакологических препаратов, тропных к опухолевой ткани, сдерживает широкое применение метода в дифференциальной диагностике заболеваний печени. Невысокое пространственное разрешение исходных изображений также серьезно затрудняет локализацию выявленных изменений.
Традиционный рентгенологический метод в настоящее время применяется преимущественно в виде ангиографических исследований и холангиографических процедур и направлен часто не столько на решение диагностических вопросов, сколько на выполнение лечебных манипуляций (Гранов A.M., Давыдов М.И., Таразов П.Г. и соавт., 2007; Алентьев С.А., 2010; Schaefer-Prokop С.М., 2011).
Попытки внедрения магнитно-резонансной томографии (МРТ) в область исследования патологии живота предпринимались практически с момента начала ее клинического применения (Ринк П.А., 2003). Отсутствие лучевой нагрузки и высокая тканевая контрастность получаемых изображений являются очевидными достоинствами данного метода. Однако лишь с появлением высокопольных магнитно-резонансных (MP) томографов, многоканальных радиочастотных катушек, разработкой сверхбыстрых импульсных последовательностей и решением ряда других вопросов технического характера этого удалось достичь
(Ратников В.А., 2003; Low R.N., 2007; Coenegrachts К., 2009). Применение современных методик MP-сканирования (MP-диффузия, MP-спектроскопия, МР-ангиография, динамическое контрастное усиление - ДКУ) в совокупности с традиционной МРТ и использованием гепатотропных контрастных препаратов позволяют получить максимум информации о морфологических характеристиках очага поражения печени, биохимическом составе и функциональном состоянии органа.
Вместе с тем устоявшегося мнения в медицинском сообществе о возможностях данных методик нет. Отсутствуют четкие показания к их применению, остаются нерешенными вопросы методологического и технического характера. Публикации, посвященные данной проблеме, как правило, ограничиваются лишь описанием отдельных нозологических форм или использованием одной-двух методик (группы обследованных пациентов при этом часто малочисленны). Сообщения о применении MP-спектроскопии в отечественной литературе единичны. Комплексные работы, посвященные углубленному анализу перечисленных выше проблем, практически отсутствуют.
Таким образом, вышеизложенное обусловливает высокую актуальность проблемы и необходимость целенаправленного изучения возможностей комплексного MP-исследования в выявлении и дифференциальной диагностике очаговых поражений печени.
Цель исследования. Улучшение диагностики очаговых поражений печени путем научного обоснования концепции применения различных методик комплексного MP-исследования и определения новых подходов к анализу полученных данных.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
1. Уточнить и систематизировать MP-семиотику основных очаговых поражений печени, а также определить их дифференциально-диагностические критерии с учетом применения современных методик комплексного МР-исследования.
2. Определить оптимальные импульсные последовательности и методики
MP-сканирования в выявлении образований печени.
3. Оценить возможности традиционной МРТ, а также методик динамического контрастного усиления (с применением как внеклеточных препаратов, так и гепатотропного контрастного вещества) и MP-диффузии в дифференциальной диагностике очаговой патологии печени.
4. Оценить информативность фосфорной MP-спектроскопии в диагностике очаговых поражений печени и возможности ее применения в данной области.
5. Разработать методику количественного анализа изменений интенсивности MP-сигнала в очагах поражения печени, крупных сосудах и других паренхиматозных органах живота.
6. Построить математические модели дифференциальной диагностики очаговых поражений печени на основании количественного измерения показателей интенсивности MP-сигнала при использовании различных импульсных последовательностей. Оценить их диагностическую эффективность.
7. Разработать алгоритм комплексного MP-исследования пациентов с очаговыми поражениями печени с целью оптимизации и повышения диагностической эффективности метода.
Научная новизна
Работа является первым обобщающим отечественным научным трудом, посвященным целенаправленному изучению возможностей комплексного МР-исследования пациентов с опухолевыми и опухолеподобными образованиями печени. На достаточном клиническом материале изучены современные возможности метода в выявлении и дифференциальной диагностике основных очаговых поражений данного органа.
Впервые проведен сравнительный анализ эффективности большинства современных методик МРТ в диагностике очаговых поражений печени. На базе полученных данных сформулированы их достоинства и недостатки, определено место каждой из этих методик в комплексном обследовании соответствующих пациентов. Систематизирована и обобщена семиотика основных очаговых поражений печени. Показано, что нативная МРТ имеет ограниченные
возможности в дифференциальной диагностике, а MP-диффузия, хотя и информативна с точки зрения выявления очаговых поражений печени, в отрыве от применения остальных методик МРТ рассматриваться не должна, поскольку является, по сути, еще одним видом взвешенности на ряду с Т1 и Т2.
Детально изучены возможности ДКУ, в том числе с гепатотропным контрастным препаратом Примовист (гадоксетовая кислота, Gd-EOB-DTPA), в выявлении и дифференциальной диагностике обсуждаемых клинических состояний. Показано, что накопление препарата в специфическую фазу указывает на морфологическое строение узла (наличие в нем гепатоцитов), а отсутствие усиления повышает контраст на границе норма/патология, улучшая выявление очаговых поражений печени.
Разработана методика количественного анализа интенсивности МР-сигнала. На основании полученных данных определены оптимальные последовательности в выявлении различных очаговых поражений печени (значение интенсивности сигнала в очаге и интактной ткани органа достоверно различаются, р