Автореферат и диссертация по медицине (14.01.12) на тему:Современный комплекс дифференциальной лучевой диагностики патологических переломов позвонков

ДИССЕРТАЦИЯ
Современный комплекс дифференциальной лучевой диагностики патологических переломов позвонков - диссертация, тема по медицине
АВТОРЕФЕРАТ
Современный комплекс дифференциальной лучевой диагностики патологических переломов позвонков - тема автореферата по медицине
Неред, Анастасия Сергеевна Москва 2014 г.
Ученая степень
кандидата медицинских наук
ВАК РФ
14.01.12
 
 

Автореферат диссертации по медицине на тему Современный комплекс дифференциальной лучевой диагностики патологических переломов позвонков

На правах рукописи

НЕРЕД Анастасия Сергеевна

СОВРЕМЕННЫЙ КОМПЛЕКС ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕЛОМОВ ПОЗВОНКОВ

14.01.12 - онкология, 14.01.13 - лучевая диагностика, лучевая терапия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва - 2014

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Российском онкологическом научном центре имени H.H. Блохина» Российской академии медицинских наук (директор - академик РАН и РАМН, профессор Давыдов М.И.)

Научные руководители:

Доктор медицинских наук, профессор Кочергина Наталия Васильевна

Доктор медицинских наук Мусаев Эльмар Расимович

Официальные оппоненты:

Надточий Андрей Геннадьевич доктор медицинских наук, профессор

ФГБУ «ЦНИИС и ЧЛХ» Минздрава России Отдел лучевой диагностики, заведующий

Одинцов Сергей Владимирович доктор медицинских наук, профессор

ФГБУ «ЦКБ с Поликлиникой Управления Делами Президента РФ» Онкологическое отделение, заведующий

Ведущая организация:

Федеральное государственное учреждение «Российский научный центр рентгенорадиологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита состоится «2$ » МЛШ 2014 года в К часов на заседании диссертационного совета Д001.017.02

ФГБУ «РОНЦ им. Н.Н.Блохина» РАМН (115478 Москва, Каширское шоссе, 23). С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

ФГБУ «РОНЦ им. Н.Н.Блохина» РАМН (115478 Москва, Каширское шоссе, 24) Автореферат разослан «[}}_» ММЬ7ч 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук,

профессор

Ю.А. Барсуков

РОССИЙСКАЯ.

ГОСУДАРС"!ВЕННАЯ БИБЛИОТЕКА - 7014 _

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования. Наиболее частой причиной компрессионных переломов позвонков является остеопороз. По данным различных исследований у 40% женщин и 20% мужчин в возрасте 80 лет диагностируют патологические переломы позвонков [Flemming D.J. et al., 2000]. Несколько более редкой, но прогностически неблагоприятной причиной развития патологических переломов позвонков является опухолевое поражение. Более 80% злокачественных опухолей метастазируют в кости [Tyrrell P. et al., 2009; Coleman R.E., 2001]. Наибольшей склонностью к метастазированию в осевой скелет обладают рак молочной железы и рак предстательной железы [Lecouvet F.E. et al., 1997]. Пациентам с подтвержденным онкологическим диагнозом необходимо исключить вторичное поражение костной системы.

Прогноз и качество жизни больных с патологическими переломами позвонков вне зависимости от этиологии их возникновения во многом зависит от своевременного и правильно установленного диагноза. «Золотым стандартом» для выбора тактики лечения в онкологии является гистологическое исследование. При этом такой подход не лишен ряда недостатков из-за длительности его проведения. Это особенно важно у пациентов с быстро нарастающим неврологическим дефицитом, когда для получения хороших функциональных результатов необходимо начать лечение в максимально короткие сроки. На сегодняшний день с развитием различных видов хирургического и терапевтического лечения онкологических заболеваний дифференциальная диагностика патологических переломов позвонков на основании лучевых методов становится актуальной. Заключение врача-рентгенолога об этиологии патологического перелома позвонка особенно с указанием на возможный тип опухоли позволяет клиницисту оптимизировать план обследования и сократить его длительность. В ряде случаев можно отказаться от морфологической верификации диагноза.

Необходимо учитывать, что терапевтическое воздействие, такое как лучевая терапия или гормонотерапия в плане комплексного лечения онкологических больных, может стать причиной развития патологических переломов позвонков на фоне вторичного остеопороза [Noel-Savina Е. et al., 2013].

На сегодняшний день в мире активно занимаются как усовершенствованием методов лучевой диагностики, так и разработкой дифференциально-диагностических критериев патологических переломов позвонков «опухолевой» и «остеопорозной» этиологии. Наряду с традиционными

методами лучевой диагностики, такими как рентгенография, рентгеновская компьютерная томография (РКТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ), с этой целью стали применять динамическую МРТ с контрастным усилением [Chen W.T. et al., 2002; Tokuda О. et al., 2005], позшронно-эмиссионную томографию и позитронно-эмиссионную томографию, совмещенную с компьютерной томографией (ПЭТ и ПЭТ/КТ) [Schmitz А. et al., 2002; Bredella М. et al., 2008; Cho W. et al., 2011]. Некоторыми авторами было предложено применение сцинтиграфии с 99mTc-MIBI [Buyukdereli G. et al., 2006] и диффузно-взвешенной MPT [Baur A. et al., 2001; Zhou X.J. et al., 2002; Maeda M. et al., 2003] в качестве метода определения этиологии переломов позвонков. Помимо ПЭТ с ieF-ФДГ и диффузионно-взвешенной МРТ, наибольшее внимание уделяется динамической МРТ с контрастным усилением и последующим построением кривых накопления/выведения контрастного вещества (KB), которые отражают наличие высоковаскуляризованных участков в зоне патологического перелома позвонка, коррелирующих с «живой» опухолевой тканью.

Обширность и противоречивость публикуемых данных о возможностях различных методов визуализации в дифференциальной диагностике патологических переломов позвонков свидетельствует об актуальности и нерешенности этой проблемы. Сохраняется необходимость продолжения поиска методов лучевой диагностики, способствующих улучшению этих возможностей.

Цель исследования. Повышение эффективности дифференциальной лучевой диагностики патологических переломов позвонков.

Для решения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Разработать методику магнитно-резонансной томографии с динамическим контрастированием для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков.

2. Определить признаки различных лучевых методов для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков.

3. Определить показатели информативности лучевых методов для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков.

4. Провести сравнительный анализ информативности лучевых методов для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков.

5. Разработать алгоритм применения лучевых методов для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков.

Научная новизна и практическая значимость исследования. Впервые в России разработана и внедрена методика магнитно-резонансной томографии с динамическим контрастированием с использованием ультрабыстрых (не более 1,5 с) протоколов исследования для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков. Впервые на основании многофакторного анализа разработаны «решающие правила», основанные на совокупности признаков с их весовыми коэффициентами информативности (ВКИ), полученных с использованием различных лучевых методов для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков. Впервые проведен сравнительный анализ информативности различных лучевых методов с использованием разработанных «решающих правил» для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков. Впервые на основании разработанных «решающих правил» обоснованы оптимальные алгоритмы обследования больных с патологическими переломами позвонков.

Разработанные «решающие правила», основанные на совокупности ВКИ признаков различных лучевых методов, повысят качество дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков, так как могут быть использованы в обучающем процессе последипломного образования и в практической деятельности врачей. Разработанные оптимальные алгоритмы обследования больных с патологическими переломами позвонков улучшат качество дифференциальной диагностики, сократят время исследования и уменьшат его стоимость.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. На основании проведенного анализа данных, полученных при применении методов вйзуализации для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков, разработаны «решающие правила», при помощи которых воз!^ржно разграничить не только группы с «опухолевыми» и «остеопорозными» переломами, но и более точно определить тип новообразования, вызвавшего компрессию позвонка.

2. Разработанные «решающие правила» представлены совокупностью различных признаков с их ВКИ. Совокупность признаков с их ВКИ позволяют отнести каждый патологический перелом в конкретную нозологическую группу.

3. Сравнительный анализ информативности «решающих правил» различных методов визуализации позволил обосновать алгоритм обследования больных с патологическими переломами позвонков. В алгоритме обследования больных с патологическими переломами позвонков для дифференциальной диагностики «остеопорозных» и «опухолевых» переломов наивысшей информативностью обладает сочетание анатомо-топографического и функционального метода, а именно стандартной МРТ и методики МРТ с динамическим контрастированием, отражающее как качественные, так и количественные признаки.

Внедрение результатов исследования. Фрагменты работы неоднократно докладывались на съездах лучевых диагностов, конгрессах и научно-практических конференциях. Разработанные алгоритмы обследования и признаки для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков используются при обследовании впервые обратившихся больных и пациентов с онкологическим анамнезом в НИИ КО «РОНЦ им. H.H. Блохина» РАМН. Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедры «Лучевой диагностики, лучевой терапии и медицинской физики» РМАПО.

Апробация диссертации состоялась 10 декабря 2013 года на совместной научной конференции с участием отдела лучевой диагностики и интервенционной радиологии, отделения радиоизотопной диагностики, отдела общей онкологии, отделения нейрохирургии, отделения химиотерапии, отделения химиотерапии гемобластозов, отдела патологической анатомии опухолей человека, отделения рентгенодиагностики НИИ детской онкологии и гематологии ФГБУ «РОНЦ им. H.H. Блохина» РАМН.

По теме диссертации опубликовано 5 статей и 1 тезис.

Личный вклад автора. Дизайн исследования, постановка цели и задач диссертационной работы, а также методический подход для их осуществления разработаны автором лично. Весь проспективный материал (80%) с 2011 по 2013 годы, представленный в диссертации, кроме данных трехфазной остеосцинтиграфии (ТОСГ), получен, обработан и проанализирован лично автором. Ретроспективный материал с 2009 по 2010 годы и данные ТОСГ проанализированы автором лично.

Объем и структура диссертации. Материал диссертации изложен на 179 печатных страницах. Работа состоит из четырех глав: «Лучевые методы в дифференциальной диагностике патологических переломов позвонков»,

«Общая характеристика больных, методов обследования и статистического анализа», «Дифференциальная диагностика «опухолевых» и «остеопорозных» патологических переломов позвонков», «Дифференциальная диагностика патологических переломов позвонков по нозологическим формам» и разделов «Введение», «Заключение», «Выводы» и «Список литературы». Диссертация иллюстрирована 18 рисунками и содержит 38 таблиц. Библиографический список включает 131 работу, из них 2 отечественных и 129 иностранных авторов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Характеристика клинического материала. В исследование были вюнбчены данные 87 больных. Преобладали лица женского пола, которых было 59 (68%), лиц мужского пола 28 (32%) человек. Возраст больных варьировал в пределах 19-81 года (среднее значение составило 56 лет). В общей сложности у 87 больных выявлялось 154 позвонка с патологическими переломами. Наиболее часто переломы позвонков локализовались в грудном отделе позвоночника - 83 перелома (54%), затем следовали поясничный отдел - 62 перелома (40%), шейный отдел - 7 (5%), крестцовый отдел - 2 перелома (1%). По количеству переломов: у 54 (62%) больных определялся патологический перелом одного позвонка, у 18 (21%) - 2, у 6 (7%) - 3, у 4 (5%) - 4, у 3 (3%) - 6 позвонков, у одного (1%) - 5, у одного (1%) - 7 позвонков. У 83 пациентов (95%) в анамнезе имелось онкологическое заболевание.

Нозологические формы. С целью верификации диагноза 51 (59%) больному проведена трепанобиопсия позвонка или паравертебрального внекостного компонента. 36 (41%) пациентам диагноз подтвержден динамическим наблюдением в течение не менее 6 месяцев. С учетом наличия у ряда больных с множественными переломами позвонков, как «опухолевых», так и «остеопорозных» переломов, дальнейшие расчеты проводились на количестве поломанных позвонков. По результатам проведенного гистологического исследования и динамического наблюдения самой частой причиной патологических переломов позвонков был остеопороз - 49 позвонков (32%). Затем следовали: метастазы рака молочной железы - 41 позвонок (27%), опухоли гематологической природы с поражением костной системы - 28 позвонков (18%), другие опухоли с поражением костной системы - 20 позвонков (13%), метастазы рака почки - 12 позвонков (7%), гемангиомы - 4 позвонка (3%). Среди опухолей гематологической природы выделялись

следующие нозологические формы: миеломная болезнь - 13 позвонков (46%), В-крупноклеточная лимфома - 7 позвонков (25%), другие неходжкинские лимфомы - 6 позвонков (21%), острый лейкоз - 1 позвонок (4%), лимфома Ходжкина - 1 позвонок (4%). Среди других опухолей с поражением костной системы: метастазы рака желудка - 6 позвонков (30%), саркома Юинга - 3 "звонка (15%), метастазы рака предстательной железы, рака шейки матки, меланомы По 2 позвонка в каждом случае (по 10%), хордома, метастазы нейроэндокринной онколи тонкой кишки, рака легкого, рака сигмовидной кишки, герминогенной опухоли «и.1ка- по 1 позвонку в каждом случае (по 5%).

Инструментальные методы обследования. Проанализированы клинико-анамнестические данные в 154 случаях поломанных позвонков, данные рентгенографии в 106 случаях, аксиальной рентгеновской компьютерной томографии в 120 случаях, рентгеновской компьютерной томографии в 109 случаях и стандартной магнитно-резонансной томографии в 147 случаях.

Планарная рентгенография проводилась в двух проекциях на аппаратах SIEMENS SIREGRAPH, рентгеновская компьютерная томографии на различных мультидетекторных аппаратах SIEMENS серии SOMATOM в костном и мягкотканном режимах, в поперечной проекции с толщиною среза 1,25-5 мм. Магнитно-резонансная томография проводилась на аппарате SIEMENS MAGNETON AVANTO 1,5Т с применением спинальной (spinal coil) и шейной (neck coil) катушек. Стандартная методика предусматривала применение импульсной последовательности (ИП) спин-эхо (spin-echo - SE) с взвешенными изображениями (ВИ) в TI, Т2 и режиме с подавлением жира в Т2 FS (fat saturated) или STIR (short time inversion recovery). Толщина среза составляла 3-4 мм в зависимости от сегмента позвоночника, разрешение от 384x384 до 512x512. Данные магнитно-резонансной томографии с динамическим контрастированием (МРТ-ДК) с оценкой качественных, полуколичественных признаков (характер накопления, форма графической кривой накопления и выведения контрастного вещества) и количественных параметров, отражающих интенсивность контрастирования, анализировались для 52 позвонков с патологическими переломами. Методика МРТ-ДК предусматривала использование 100-200 повторяющихся ультрабыстрых серий с болюсным введением контрастного вещества (KB) после третьей серии со скоростью 3-5 мл/сек. при помощи инжекторной системы MEDRAD SPECTRIS SOLARIS ЕР или ручным способом посредством 20 мл шприца и системы проводников. Каждая серия длилась 1,5-3 сек. и включала односрезовый протокол импульсной последовательности градиентного эха (GRE - gradient echo). В качестве протокола применялся двумерный FLASH 2D (fast low-angle

shot) в T1 ВИ, с толщиною среза 15 мм и разрешением 256x256 при поле зрения (field of view - FOV) 400-450 мм2. Планарная остеовцинтиграфия была проанализирована для 116 позвонков с патологическими переломами. Трехфазная остеосцинтиграфия - для 15 позвонков. В качестве индикатора использовался радиофармпрепарат (РФП) 99тТс-технефор. Исследования проводились на двухдетекторных гамма-камерах фирмы SIEMENS ZLC-75, Е.САМ и SYMBIA В с использованием программы 3 PHASE BONE. Первая фаза исследования с разрешением 64x64 включала 40 последовательных серий длительностью в 1 сек., затем без перерыва, начиная с 41 сек., следовала вторая фаза с аналогичным разрешением 64x64 и длительностью 30 серий по 10 сек. Через 3 часа после введения РФП в течение 2-5 мин. проводилась третья фаза с планарной остеосцинтиграфией всего тела с разрешением 128x128. В процессе анализа изображений зона интереса (позвонок с патологическим переломом) противопоставлялся позвонок с неизмененным уровнем накопления РФП. В самом позвонке с патологическим переломом в различных фазах определяли количественные показатели среднего уровня накопления, а также зон максимального накопления.

Методы статистического анализа результатов. Для решения статистических задач использованы программы STATISTICA (версия 7.0, Statsoft Inc. США). Многофакторный анализ признаков проводился с помощью пакета программ «ACTA», созданного лабораторией медицинской кибернетики НИИ КО РОНЦ им. H.H. Блохина РАМН для обработки медико-биологических данных. Помимо различных статистических программ в нем используются вероятностные математические методики, основанные на теоремах Байеса. Информативность метода в группах с переломами позвонков на фоне остеопороза и на фоне опухолевого поражения оценивали по показателям чувствительности, специфичности и точности, прогностической ценности положительного (ПЦПР) и отрицательного (ПЦОР) результатов. Чувствительность в контексте данного исследования - это способность метода выявлять группу с «остеопорозными» переломами позвонков, а специфичность - это способность метода выявлять группу с «опухолевыми» переломами позвонков. Диагностическая ценность метода в 6 группах нозологических форм определялась с помощью параметра точности отнесения объекта в каждую конкретную группу. Точность - степень близости полученного результата к принятому опорному значению (в данном исследовании - к 100%).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1.Дифференциальная диагностика «остеопороэных» и «опухолевых» патологических переломов позвонков.

Информативность Ютцико-анамнестических данных в дифференциальной диагностике «остеопороэных» и «опухолевых» патологических переломов позвонков. Проанализированы клинико-анамнестические данные для 154 случаев патологических переломов позвонков. Среди них: 49 позвонков (32%) с «остеопорозной» деформацией, 105 позвонков (68%) с переломами на фоне опухолевого поражения. Для создания «решающего правила» и определения весового коэффициента информативности (ВКИ) каждого признака в «обучающую выборку» были включены данные 103 позвонков с патологическими переломами. ВКИ каждого признака, определялся частотой его встречаемости в группах позвонков с «опухолевыми» и «остеопорозными» переломами. Признаки, характерные для группы позвонков с опухолевыми переломами, имеют значение меньше порогового (<0), а для группы позвонков с неопухолевыми переломами больше или равное пороговому (>0). Наиболее информативными признаками для группы позвонков с патологическими переломами на фоне остеопороза являются: неадекватная травма в анамнезе (+244), болевой синдром по типу вертебралгии (+110), множественные (более 4) переломы позвонков (+99). Для группы позвонков с патологическими переломами на фоне опухолевого поражения наиболее информативными признаками являются: сочетанный (вертебралгия+радикулопатия) болевой синдром (-191), отсутствие травмы в анамнезе (-179), наличие неврологического дефицита (176), отсутствие сопутствующих заболеваний (-125), мужской пол (-119). Для проверки информативности «решающего правила» сформирована «экзаменационная» выборка. Результаты проверки представлены в таблице 1.

Таблица 1

Показатели ин< юрмативности клинико-анамнестических признаков

ПОКАЗАТЕЛЬ ОБУЧАЮЩАЯ ВЫБОРКА ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ ВЫБОРКА

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ 91,8% 93,3%

ПЦПР 68,1% 63,6%

СПЕЦИФИЧНОСТЬ 80,0% 77,8%

ПЦОР 95,4% 96,5%

точность 85,7% 83,8%

Показатель чувствительности клинико-анамнестических признаков, т.е. способность определять группу позвонков с патологическими переломами на

фоне остеопороза высокий и составляет 92-93%. Специфичность же, т.е. способность выявлять группу позвонков с опухолевыми переломами несколько ниже и составляет 78-80%.

Информативность рентгенографии в дифференциальной диагностике «остеопорозных» и «опухолевых» патологических переломов позвонков. В исследование включены данные рентгенографии 106 позвонков с патологическими переломами. Из них - 37 остеопорозного характера (35%) и 69 опухолевого (65%). Для создания «решающего правила» для определения ВКИ каждого признака в «обучающую выборку» были включены данные 71 позвонка с патологическими переломами. Признаки, характерные для группы позвонков с опухолевыми переломами, имеют значение меньше порогового (<0), а для группы позвонков с неопухолевыми переломами больше или равное пороговому (>0). Наибольшей информативностью для группы позвонков с переломами на фоне остеопороза обладают следующие признаки: отсутствие деструкции в теле позвонка с патологическим переломом (+206), неизмененный задний комплекс позвонка с патологическим переломом (+108), деформация по типу «рыбьего позвонка» (+72), снижение плотности костной ткани во всех позвонках зоны исследования (+71), отсутствие литической деструкции в теле позвонка с патологическим переломом (+67), передняя клиновидная (+66) и «crush» - деформация (+65) тела позвонка с патологическим переломом. Для группы позвонков с патологическими переломами на фоне опухолевого поражения наибольшей информативностью обладают признаки: наличие очагов деструкции в других позвонках (-271), одностороннее распространение деструкции на задний комплекс позвонка (253), нечеткие границы деструкции (-238), выявление литической деструкции в позвонке с патологическим1 переломом (-236), размеры деструкции более половины тела позвонка (-232), разрушение коркового слоя позвонка (-224), сужение позвоночного канала (-217), отсутствие снижения плотности костной ткани всех позвонков в зоне исследования (-201). Для проверки информативности «решающего правила» сформирована «экзаменационная» выборка. Результаты проверки представлены в таблице 2.

Таблица 2

Показатели информативности рентгенографии_

ПОКАЗАТЕЛЬ ОБУЧАЮЩАЯ ВЫБОРКА ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ ВЫБОРКА

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ 92,9% 92,8%

ПЦПР 74,5% 76,5%

СПЕЦИФИЧНОСТЬ 81% 80,9%

ПЦОР 96,3% 94,4%

точность 85,7% 85,7%

Показатели чувствительности, специфичности, прогностической ценности положительного и отрицательного результатов в «обучающей» и «экзаменационной» выборках сопоставимы между собой. Чувствительность метода составляет 93%, специфичность 81%. Показатель чувствительности выше показателя специфичности, что указывает на более высокую информативность рентгенографии в выявлении группы позвонков с патологическими переломами на фоне остеопороза.

Информативность рентгеновской компьютерной томографии в дифференциальной диагностике «остеопорозных» и «опухолевых» патологических переломов позвонков. В исследование включены данные аксиальной рентгеновской компьютерной томографии 109 позвонков с патологическими переломами. Из них - 35 остеопорозного характера (32%) и 74 опухолевого (68%). Для создания «решающего правила» и определения ВКИ каждого признака в «обучающую выборку» были включены данные 72 позвонков с патологическими переломами. Для группы позвонков с патологическими переломами на фоне остеопороза наибольшей информативностью обладают признаки: отсутствие деструкции в теле позвонка с патологическим переломом с ВКИ (+304), отсутствие истончения коркового слоя (+192), «вакуум-феномен» смежного межпозвонкового диска (+143), внутрипозвонковый «вакуум-феномен» поломанного позвонка (+117), интактный позвоночный канал на уровне перелома (+94), отсутствие очагов деструкции в других позвонках (+87). Для группы позвонков с патологическими переломами на фоне опухолевого поражения наибольшей информативностью обладали признаки: смешанная деструкция „ с преобладанием литического компонента с ВКИ (-313), нечеткие границы деструкции (-248), размеры очага 2/3 тела позвонка (-242), либо все тело позвонка (-198), сужение межпозвонковых отверстий на уровне перелома (191), истончение коркового слоя (-187), сужение позвоночного канала на уровне перелома (-147). Для проверки информативности «решающего правила»

сформирована «экзаменационная» выборка. Результаты проверки представлены в таблице 3.

В исследование включены данные аксиальной рентгеновской компьютерной томографии с дополнительно выполненной мультипланарной реконструкцией 109 позвонков с патологическими переломами. Из них - 35 остеопорозного характера (32%) и 74 опухолевого (68%). Для создания «решающего правила» для определения ВКИ каждого признака в «обучающую выборку» были включены данные 72 позвонков с патологическими переломами. Признаки, характерные для группы позвонков с опухолевыми переломами, имеют значение меньше порогового (<0), а для группы позвонков с неопухолевыми переломами больше или равное пороговому (>0). Для группы позвонков с патологическими переломами на фоне остеопороза наибольшей информативностью обладают признаки: отсутствие деструкции в теле позвонка с патологическим переломом (+301), отсутствие истончения коркового слоя (+238), отсутствие разрушения коркового слоя (+191), субкортикальное уплотнение костной структур тела поломанного позвонка (+170), «вакуум-феномен» смежного межпозвонкового диска (+151), передняя клиновидная (148) деформация или деформация по типу «рыбьего позвонка» (+136). Для группы позвонков с патологическими переломами на фоне опухолевого поражения наибольшей информативностью обладают признаки: смешанная деструкция с преобладанием литинеского компонента (-305), нечеткие границы деструкции (-295), разрушение коркового слоя (-287), боковая клиновидная деформация тела поломанного позвонка (-262), поражение всего тела позвонка (-240), либо 2/3 тела позвонка (-225), истончение коркового слоя (-224), отсутствие вертикальной исчерченности тела как поломанного позвонка, так и других позвонков в зоне исследования (-215). Для проверки информативности «решающего правила» сформирована «экзаменационная» выборка. Результаты проверки представлены в таблице 3.

Таблица 3

Показатели информативности стандартной РКТ и РКТ с мультипланарной _ реконструкцией__

ПОКАЗАТЕЛЬ Стандартная РКТ РКТ с мультипланарной реконструкцией

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

100,0% 100,0%

ОБУЧАЮЩАЯ ВЫБОРКА СПЕЦИФИЧНОСТЬ

87,5% 87,5%

ТОЧНОСТЬ

92,7% 92,7%

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

100,0% 100,0%

ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ СПЕЦИФИЧНОСТЬ

ВЫБОРКА 85% 85%

ТОЧНОСТЬ

91,9% 91,9%

Чувствительность метода в «обучающей» и «экзаменационной» выборках сопоставима и составляют 100%. Это указывает на высокую точность аксиальной РКТ и РКТ с мультипланарной реконструкцией в определении группы с переломами позвонков на фоне остеопороза. Показатель специфичности в обеих выборках ниже и составляет 85-88%, что свидетельствует об ограничениях данного метода в определении группы с переломами на фоне опухолевого поражения.

Информативность стандартной магнитно-резонансной томографии в дифференциальной диагностике «остеопорозных» и «опухолевых» патологических переломов позвонков. В исследование включены данные стандартной магнитно-резонансной томографии 147 позвонков с патологическими переломами. Из них - 49 остеопорозного характера (33%) и 98 опухолевого (67%). Для создания «решающего правила» для определения ВКИ каждого признака в «обучающую выборку» были включены данные 97 позвонков с патологическими переломами. Признаки, характерные для группы позвонков с опухолевыми переломами, имеют значение меньше порогового (<0), а для группы позвонков с неопухолевыми переломами больше или равное пороговому (>0). Для группы позвонков с патологическими переломами на фоне остеопороза наибольшей информативностью обладают признаки: «линейный» отек костного мозга тела поломанного позвонка (+413), отсутствие опухоли в теле поломанного позвонка при оценке границ предполагаемого очага с ВКИ (+374), отсутствие опухоли при оценке размеров предполагаемого очага (+304), отсутствие опухоли при оценке солидной структуры

предполагаемого очага (+286), неизмененный задний комплекс позвонка (+169), передняя клиновидная деформация тела поломанного позвонка (+137), отсутствие очагов в других позвонках (+123), отсутствие внекостного компонента (-102). Для группы позвонков с патологическими переломами на фоне опухолевого поражения наибольшей информативностью обладают признаки: наличие внекостного компонента (-357), поражение всего тела позвонка (-323), нечеткие границы опухоли (-300), одностороннее поражение заднего комплекса позвонка (-293), диффузный характер некроза в теле поломанного позвонка (-264), распространение опухоли на смежные позвонки (-239), солидная структура очагов (-234), боковая клиновидная деформация тела позвонка (-212), ишемические нарушения спинного мозга (-202). Для проверки информативности «решающего правила» сформирована «экзаменационная» выборка. Результаты проверки представлены в таблице 4.

Таблица 4

Показатели информативности стандартной магнитно- резонансной томографии

ПОКАЗАТЕЛЬ ОБУЧАЮЩАЯ ВЫБОРКА ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ ВЫБОРКА

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ 98,1% ¡00%

ПЦПР 87,2% 89,5%

СПЕЦИФИЧНОСТЬ 92,8% 93,4%

ПЦОР 98,9% 100,0%

ТОЧНОСТЬ 97,3% 98,0%

Показатели чувствительности и специфичности в «обучающей» и «экзаменационной» выборках сопоставимы между собой и составляют 98%-100% и 92%-94% соответственно. При этом отмечаются более высокие показатели чувствительности, что свидетельствует о более высокой точности МРТ в определении группы позвонков с переломами на фоне остеопороза.

Информативность методики магнитно-резонансной томографии с динамическим контрастированием в дифференциальной диагностике «остеопорозных» и «опухолевых» патологических переломов позвонков. В отличие от представленных выше методов дифференциальной лучевой диагностики «остеопорозных» и «опухолевых» переломов, которые выявляют структурные изменения, методика магнитно-резонансной томографии с динамическим контрастированием (МРТ-ДК) определяют функциональные изменения, происходящие в теле позвонка с патологическим переломом. Метод основан на оценке характера васкуляризации позвонка с патологическим переломом. Проанализированы данные методики МРТ-ДК для 52 позвонков с патологическими переломами. Из них - 22 остеопорозного

характера (43%) и 29 опухолевого (57%). Вычислены ВКИ качественных, полуколичественных и количественных признаков с пороговым значением равным нолю. Признаки, характерные для группы позвонков с опухолевыми переломами, имеют значение меньше порогового (<0), а для группы позвонков с неопухолевыми переломами больше или равное пороговому (>0).

Рис 1. Типы кривых, отражающих характер накопления и выведения КВ в теле позвонка с патологическим переломом.

Для группы позвонков с патологическими переломами на фоне остеопороза наибольшей информативностью обладают признаки: субкортикальное контрастирование позвонка с патологическим переломом (+306), I тип кривой всего позвонка (+210), начала контрастирования позвонка более 10 секунд от начала контрастирования аорты (+204), I тип кривой наиболее контрастируемого участка (+195), III тип кривой наиболее контрастируемого участка (+147), средняя интенсивность контрастирования всего позвонка 1-25 (+141), средняя интенсивность контрастирования наиболее контрастируемого участка 1-30 (+135), отсутствие контрастирования в других позвонках (+130). Для группы позвонков с патологическими переломами на фоне опухолевого поражения наибольшей информативностью обладают признаки: IVa тип кривой наиболее контрастируемого участка (-225), IVa тип кривой всего позвонка (-193), средняя интенсивность контрастирования всего позвонка больше 41 (-153), время начала контрастирования наиболее контрастируемого участка по сравнению с аортой в пределах 3 секунд (-150), «крутизна» кривой всего позвонка более 21%/сек и IV6 тип кривой всего позвонка (-145), максимальное накопление Emax всего позвонка от 151 до 300% (-124). Для проверки информативности «решающего правила» сформирована «экзаменационная» выборка. Результаты проверки представлены в таблице 5.

Таблица 5

Показатели информативности магнитно-резонансной томографии _с динамическим контрастированием_

ПОКАЗАТЕЛЬ ЗНАЧЕНИЕ

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ 95,0%

ПЦПР 100,0%

СПЕЦИФИЧНОСТЬ 100,0%

ПЦОР 93,7%

ТОЧНОСТЬ 97,1%

Показатель специфичности превышает показатель чувствительности и составляет 100%, что свидетельствует о преимуществе данной методики в выявлении группы позвонков с переломами на фоне опухолевого поражения.

Диагностическая ценность методов ядерной медицины.

Проанализированы данные планарной остеосцинтиграфии 116 позвонков с патологическими переломами. Из них: 36 (31%) переломов на фоне остеопороза, и 80 (69%) переломов на фоне опухолевого поражения. В обеих группах отмечалась одинаковая частота встречаемости нормального распределения и гиперфиксации РФП в позвонках с патологическими переломами. Статистически достоверных различий в частоте встречаемости данных признаков для группы позвонков с «остеопорозными» переломами и группы позвонков с «опухолевыми» переломами не выявлено. В 15 случаях выполнена трехфазная остеосцинтиграфия. Из них: 5 позвонков с остеопорозными деформациями и 10 позвонков с переломами на фоне опухолевого поражения. Определяется разброс показателей фиксации накопления РФП в сосудистую и костную фазы как для группы позвонков с переломами на фоне остеопороза, так и для группы опухолевых деформаций. Ограничение данной методики заключается в невозможности ее использования при локализации переломов в грудном и верхнепоясничном отделах позвоночника. Это обусловлено наложением сердца, аорты и высоко васкуляризированных органов грудной и брюшной полостей на область интереса, что не позволяет адекватно оценивать фиксацию РФП. Другим ограничением является отсутствие полноценного элемента сравнения, поскольку и при остеопорозе множественные переломы позвонков, и при опухолевом поражении метастатические очаги в других костях достаточно распространены.

Сравнительная характеристика лучевых методов и разработка алгоритма обследования для дифференциальной диагностики «остеопорозных» и «опухолевых» патологических переломов позвонков.

Сравнительная характеристика методов диагностики выявила следующую закономерность. Клинические данные, рентгенография, РКТ с мультипланарной реконструкцией и стандартная МРТ имеют показатели чувствительности выше показателей специфичности, следовательно, в лучшей степени определяют «остеопорозные» переломы позвонков. При этом показатели чувствительности РКТ и стандартной МРТ достигают 100%. Показатель специфичности стандартной МРТ имеет максимальное значение среди всех методов и составляет 93,4%. Обратная закономерность выявлена при характеристике информативности методики МРТ-ДК, которая определяет характер и степень васкуляризации опухоли. Методика МРТ-ДК имеет высокий показатель специфичности по сравнению с показателем чувствительности, который достигают 100%. Таким образом, алгоритм основан на применении наиболее информативного анатомо-топографического метода (МРТ) с высоким показателем чувствительности и функциональной методики (МРТ-ДК) с высоким показателем специфичности. Проанализированы данные 51 позвонка с патологическими переломами. Из них: 22 с «остеопорозными» деформациями, 29 - с «опухолевыми» переломами. На основании наиболее информативных признаков для каждого метода сформировано «решающее правило». Результаты представлены в таблице 7.

Таблица 7

Показатели информативности комплексного обследования с применением

стандартной МРТ и методики МРТ-ДК п ри патологических переломах позвонков

ПОКАЗАТЕЛЬ ИНФОРМАТИВНОСТЬ

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ 100%

ПЦПР 100%

СПЕЦИФИЧНОСТЬ 100%

ПЦОР 100%

точность 100%

Как показано в таблице 7, все показатели информативности» при сочетанном применении стандартной МРТ и МРТ-ДК составляют 100%, что обуславливает целесообразность применения данного алгоритма обследования в дифференциальной диагностике «остеопорозных» и «опухолевых» патологических переломов позвонков.

2.Дифференциальная диагностика патологических переломов позвонков по нозологическим формам.

Информативность клинико-анамнестических данных в дифференциальной диагностике патологических переломов позвонков по нозологическим формам. Проанализированы клинико-анамнестические данные для 154 случаев патологических переломов позвонков. Среди них: 49 позвонков (32%) с «остеопорозной» деформацией, 41 (27%) с переломами на фоне метастазов рака молочной железы, 28 (18%) - на фоне опухолей 1 смахологической природы, 20 (13%) - на фоне других опухолей, 12 (7%) - на фоне метастазов рака почки, 4 (3%) - на фоне гемангиом. При суммации весовых коэффициентов информативности в каждой из шести групп наименьшее значение указывает на наиболее вероятное отнесение позвонка с патологическим переломом к данной группе. Суммарная по всем группам частота правильной классификации объектов составила 63.1%.

Для переломов позвонков на фоне остеопороза характерны следующие признаки: женский пол, болевой синдром по типу вертебралгии, наличие неадекватной травмы в анамнезе, наличие сопутствующих заболеваний. Для переломов позвонков на фоне метастазов рака молочной железы характерны следующие признаки: женский пол, сочетанный характер болевого синдрома (вертебралгия+радикулопатия), отсутствие неврологического дефицита и травмы в анамнезе. Для переломов позвонков на фоне гематологических опухолей характерны следующие признаки: болевой синдром по типу вертебралгии или сочетанного характера и отсутствие неврологического дефицита и травмы в анамнезе. Для переломов на фоне других опухолей с поражением костной системы характерны следующие признаки: мужской пол, сочетанный характер болевого синдрома, отсутствие неврологического дефицита, травмы в анамнезе и сопутствующих заболеваний. Для переломов на фоне метастазов рака почки характерны следующие признаки: мужской пол, сочетанный характер болевого синдрома, отсутствие травмы в анамнезе и наличие сопутствующих заболеваний. Для переломов на фоне гемангиом характерны следующие признаки: мужской пол, характер болевого синдрома по типу вертебралгии, отсутствие травмы в анамнезе. Таким образом, у первичных пациентов при манифестации заболевания патологическим переломом и отсутствии онкологического диагноза определение этиологии патологического перелома с уточнением типа опухоли с использованием клинико-анамнестических признаков невозможно из-за их неспецифичности.

Информативность рентгенографии в дифференциальной диагностике патологических переломов позвонков по нозологическим формам.

В исследование включены данные стандартной рентгенографии 106 позвонков с патологическими переломами. Из них - 37 остеопорозного характера (35%), 33 с переломами на фоне метастазов рака молочной железы (31%), 15 - на фоне опухолей гематологической природы (14%), 11 - на фоне других опухолей (10%), 7 - на фоне метастазов рака почки (7%), 3 - на фоне гемангиом (3%). При суммации весовых коэффициентов информативности в каждой из шести групп наименьшее значение указывает на наиболее вероятное отнесение позвонка с патологическим переломом к данной группе. Суммарная по всем группам частота правильной классификации объектов составила 73.2%.

Для переломов на фоне остеопороза характерны следующие признаки: передняя клиновидная деформация тела поломанного позвонка, вертикальная исчерченность во всех позвонках зоны исследования, снижение плотности костной ткани всех позвонков в зоне исследования, отсутствие разрушения коркового слоя и деструкции губчатой кости тела позвонка, неизмененный задний комплекс, отсутствие очагов деструкции в других позвонках. Для переломов на фоне метастазов рака молочной железы характерны следующие признаки: отсутствие разрушения коркового слоя. Для переломов на фоне гематологических опухолей характерны следующие признаки: наличие очагов деструкции в других позвонках. Для переломов на фоне других опухолей с поражением костной системы характерны следующие признаки: отсутствие вертикальной исчерченности и снижения плотности костной ткани, отсутствие очагов деструкции в других позвонках. Для переломов на фоне метастазов рака почки характерны следующие признаки: боковая клиновидная деформация, наличие разрушения коркового слоя и литической деструкции губчатой кости, одностороннее поражение заднего комплекса, нечеткая граница деструкции.

Информативность рентгеновской компьютерной томографии в дифференциальной диагностике патологических переломов позвонков по нозологическим формам.

В исследование включены данные аксиальной рентгеновской компьютерной томографии 120 позвонков с патологическими переломами. Из них - 38 остеопорозного характера (32%), 30 с переломами на фоне метастазов рака молочной железы (25%), 20 - на фоне опухолей гематологической природы

(16%), 16 - на фоне других опухолей (13%), 12 - на фоне метастазов рака почки (10%), 4 - на фоне гемангиом (4%). При суммации коэффициентов в каждой из шести групп наименьшее значение указывает на наиболее вероятное отнесение позвонка с патологическим переломом к данной группе. Суммарная по всем группам частота правильной классификации объектов составила 74.7%.

Для переломов на фоне остеопороза характерны следующие признаки: снижение плотности костной ткани всех позвонков в зоне исследования, отсутствие истончения, разрушения коркового слоя, отсутствие деструкции тела позвонка, неизмененный задний комплекс, отсутствие очагов деструкции в других позвонках, отсутствие внекостного компонента. Для переломов на фоне метастазов рака молочной железы характерны следующие признаки: смешанная деструкция с преобладанием литического компонента, одностороннее поражение заднего комплекса, наличие очагов в других позвонках в зоне исследования и нечеткие границы деструкции, которая занимает все тело позвонка. Для переломов на фоне гематологических опухолей характерны следующие признаки: смешанная деструкция с преобладанием литического компонента с двусторонним поражением заднего комплекса, наличие очагов деструкции в других позвонках. Для переломов на фоне других опухолей с поражением костной системы характерны следующие признаки: отсутствие снижения плотности костной ткани, смешанная деструкция с преобладанием литического компонента, одностороннее поражение заднего комплекса, нечеткие границы деструкции, которая занимает все тело позвонка. Для переломов на фоне метастазов рака почки характерны следующие признаки: истончение, разрушение и вздутие коркового слоя, литическая деструкция губчатой кости, отсутствие очагов деструкции в других позвонках, сужение позвоночного канала й межпозвонковых отверстий за счет внекостного компонента и костных отломков, четкие границы деструкции с поражением 2/3 тела позвонка. Для переломов на фоне гемангиом характерны следующие признаки: склерозированные контуры и поражение Уг тела позвонка.

В исследование включены данные РКТ с мультипланарной реконструкцией 109 позвонков с патологическими переломами. Из них - 35 остеопорозного характера (32%), 22 с переломами на фоне метастазов рака молочной железы (20%), 20 - на фоне опухолей гематологической природы (18%), 16 - на фоне других опухолей (15%), 12 - на фоне метастазов рака почки (11%), 4 - на фоне гемангиом (4%). При суммации весовых коэффициентов информативности в каждой из шести групп наименьшее значение указывает на наиболее вероятное

отнесение позвонка с патологическим переломом к данной группе. Суммарная по всем группам частота правильной классификации объектов составила 83.1%.

Для переломов на фоне остеопороза характерны следующие признаки: нарушение статики по типу вновь сформированного кифоза или сколиоза, передняя клиновидная деформация, вертикальная исчерченность по всех позвонках зоны исследования, снижение плотности костной ткани всех позвонков в зоне исследования, субкортикальное уплотнение костной структуры, отсутствие истончения, разрушения коркового слоя, деструкции губчатой кости тела позвонка любого характера, неизмененный задний комплекс, отсутствие внекостного компонента и очагов деструкции в других позвонках. Для переломов на фоне метастазов рака молочной железы характерны следующие признаки: смешанный тип деформации тела позвонка, смешанная деструкция с преобладанием литического компонента, наличие очагов в других позвонках в зоне исследования, наличие внекостного компонента и нечеткие границы деструкции. Для переломов на фоне гематологических опухолей характерны следующие признаки: вновь сформированный кифоз или сколиоз, деформация тела позвонка по типу "crush" или "vertebra plana", двустороннее поражение заднего комплекса, поражение всего тела позвонка. Для переломов на фоне других опухолей с поражением костной системы характерны следующие признаки: смешанная деструкция с преобладанием литического компонента, одностороннее поражение заднего комплекса, нечеткие границы деструкции. Для переломов на фоне метастазов рака почки характерны следующие признаки: боковой тип деформации тела позвонка, вздутие коркового слоя, линия перелома тела позвонка, четкие границы деструкции. Для переломов на фоне гемангиом характерен следующий признак: склерозированные контуры зоны деструкции.

Информативность магнитно-резонансной томографии в дифференциальной диагностике патологических переломов позвонков по нозологическим формам. В исследование включены данные магнитно-резонансной томографии 147 позвонков с патологическими переломами. Из них - 49 остеопорозного характера (33%), 39 с переломами на фоне метастазов рака молочной железы (26%), 23 - на фоне опухолей гематологической природы (16%), 20 - на фоне других опухолей (14%), 12 - на фоне метастазов рака почки (8%), 4 - на фоне гемангиом (3%). При суммации весовых коэффициентов информативности в каждой из шести групп наименьшее значение указывает на

наиболее вероятное отнесение позвонка с патологическим переломом к данной группе. Суммарная по всем группам частота правильной классификации объектов составила 82.8%.

Для переломов на фоне остеопороза характерны следующие признаки: передняя клиновидная деформация, «линейный» отек костного мозга, неизмененный задний комплекс, тотальная жировая конверсия костного мозга. Для переломов на фоне метастазов рака молочной железы характерны следующие признаки: смешанный тип деформации тела позвонка, тотальная или очаговая инфильтрация костного мозга тела поломанного позвонка, множественные очаги в других позвонках солидной структуры. Для переломов на фоне гематологических опухолей характерны следующие признаки: деформация тела позвонка по типу "crush" или "vertebra plana", тотальный отек костного мозга тела поломанного позвонка, поражение всего тела позвонка, тотальная инфильтрация костного мозга тел всех позвонков. Для переломов на фоне других опухолей с поражением костной системы характерны следующие признаки: тотальная инфильтрация костного мозга тела поломанного позвонка, отсутствие очагов в других позвонках или тотальная инфильтрация костного мозга других позвонков в зоне исследования. Для переломов на фоне метастазов рака почки характерны следующие признаки: боковой тип деформации тела позвонка, поражение 2/3 тела позвонка, отсутствие очагов в других позвонках, солидная структура очагов с участками диффузного некроза и патологическими сосудами, четкие границы деструкции с периферическим отеком костного мозга. Для переломов на фоне гемангиом характерны: передняя клиновидная или crush-деформация тела позвонка, очаговый отек костного мозга, отсутствие очагов в других позвонках, солидная структура очагов с жировыми включениями, четкие или фестончатые границы очага.

Сравнительная характеристика лучевых методов и разработка алгоритма обследования для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков по нозологическим формам. Для разработки алгоритма обследования больных с патологическими переломами позвонков с помощью клинической оценки и методов лучевой диагностики проведена сравнительная характеристика точности отнесения объекта. (Таблица 8).

Таблица 8

Сравнительная характеристика показателей информативности клинических данных и

лучевых методов для дифференциальной диагностики патологических переломов _позвонков по нозологическим формам_

Методы диагностики Точность отнесения объекта

Клинические данные без учета онкологического анамнеза 63,1%

Рентгенография 73,2%

Аксиальная РКТ 74,7%

РКТ с мультипланарной реконструкцией 83,1%

Стандартная МРТ 82,8%

Следует отметить, что точность отнесения объекта при МРТ сопоставима с

таковой при РКТ с реконструкцией. Это можно объяснить рядом причин. Поражение костного мозга при неизмененной трабекулярной структуре кости, некроз и патологические сосуды в опухолевом очаге выявляются только при МРТ. В то время как тип деструкции, наличие костных отломков, субкортикального уплотнения костной структуры, состояние коркового слоя можно полноценно оценить только при аксиальной РКТ или РКТ с мультипланарной реконструкцией. Таким образом, для улучшения дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков по нозологическим формам целесообразно оценить возможности комплексного подхода. С этой целью проанализированы данные 65 позвонков с патологическими переломами. Из них: 26 с «остеопорозными» деформациями, 11 с переломами на фоне метастазов рака молочной железы, 8 с переломами на фоне гематологических опухолей, 10 с переломами на фоне других опухолей, 7 с переломами на фоне метастазов рака почки, 3 с переломами на фоне гемангиом. На основании наиболее информативных признаков для каждого метода диагностики сформировано «решающее правило». Суммарная по всем группам частота правильной классификации объектов составила 88.6%. Таким образом, комплексный подход повышает точность отнесения объекта, что обуславливает целесообразность применения в алгоритме обследования клинической оценки, РКТ с мультипланарной реконструкцией и МРТ.

ВЫВОДЫ

1.Для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков разработана и внедрена методика магнитно-резонансной томографии с динамическим контрастированием (МРТ-ДК), основанная на анализе качественных, полуколичественных и количественных признаков.

2. Разработаны признаки для стандартной рентгенографии, аксиальной рентгеновской компьютерной томографии, рентгеновской компьютерной томографии с мультипланарной реконструкцией, стандартной магнитно-резонансной томографии и методики МРТ-ДК для разграничения групп позвонков с «остеопорозными» и «опухолевыми» переломами, а также дополнительно для 6 групп нозологических форм.

3. Для дифференциальной диагностики «остеопорозных» и «опухолевых» переломов позвонков чувствительность клинической оценки без «онкологических» признаков составила 93,3%, специфичность - 77,8%, точность - 83,8%, стандартной рентгенографии - 92,8%, 80,9% и 85,7% соответственно, аксиальной РКТ - 100%, 85% и 92,7% соответственно, РКТ с мультипланарной реконструкцией 100%, 85% и 92,7% соответственно, стандартной МРТ - 100%, 93,4% и 98,0% соответственно, методики МРТ-ДК с оценкой качественных, полуколичественных и количественных признаков - 95%, 100% и 97,1% соответственно.

4. Частота гиперфиксации и степень накопления радиофармпрепарата при проведении остеосцинтиграфии не имеют статистически достоверных различий для «остеопорозных» и «опухолевых» патологических переломов позвонков.

5. Для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков по 6 группам нозологических форм частота правильной классификации для клинической оценки без «онкологических» признаков составила 63,1%, стандартной рентгенографии - 73,2%, аксиальной РКТ - 74,7%, РКТ с мультипланарной реконструкцией - 83,1%, стандартной МРТ - 82,8%.

6. Сравнительный анализ информативности лучевых методов в дифференциальной диагностике «остеопорозных» и «опухолевых» переломов выявил следующее. Аксиальная РКТ, РКТ с мультипланарной реконструкцией и стандартная МРТ имеют показатели чувствительности, ассоциированной с группой позвонков с переломами на фоне остеопороза, выше специфичности. Обратная закономерность выявлена для методики МРТ-ДК, которая имеет более высокие показатели специфичности, ассоциированной с группой позвонков с переломами на фоне опухолевого поражения.

7. Сравнительный анализ информативности лучевых методов в дифференциальной диагностике патологических переломов позвонков по 6 группам нозологических форм выявил, что наивысшая частота правильной классификации объекта наблюдается при применении РКТ с мультипланарной реконструкцией и МРТ.

Список печатных работ, опубликованных в журналах рекомендованных ВАК РФ:

1. Замогильная Я.А. Первый опыт использования динамической МРТ в оценке эффективности предоперационной химиотерапии у больного саркомой мягких тканей. / Замогильная Я.А., Кочергина Н.В., Бохян Б.Ю., Анурова O.A., Блудов А.Б., Неред A.C. // Саркомы костей, мягких тканей и опухоли кожи - 2011, - №2, -с. 78-83.

2. Блудов А.Б. Основы методики контрастной МРТ в оценке эффективности предоперационной химиотерапии у больных с саркомами костей и мягких тканей. / Блудов А.Б., Замогильная Я.А., Неред A.C., Кочергина Н.В., Бохян Б.Ю., Мачак Г.Н., Феденко A.A., Анурова O.A. // Саркомы костей, мягких тканей и опухоли кожи-2011,-№4, -с. 41-50.

3. Неред A.C. МРТ в диагностике и оценке результатов лечения у больного первичной неходжкинской лимфомой позвоночника. / Неред A.C., Кочергина Н.В., Блудов А.Б., Замогильная Я.А., Валиев А.К., Мусаев Э.Р. // Саркомы костей, мягких тканей и кожи - 2013, - №2, - с. 11-17.

4. Валиев А.К. Малоинвазивные хирургические технологии при поражениях позвоночника в онкогематологии. / Валиев А.К., Соколовский A.B., Неред A.C., Мусаев Э.Р. // Клиническая онкогематология - 2013, - №2, - с. 177-194.

5. Неред A.C. . Магнитно-резонансная томография в диагностике неходжкинских лимфом с поражением позвоночника и компрессией спинного мозга. / Неред A.C., Кочергина Н.В., Блудов А.Б., Замогильная Я.А., Валиев А.К., Мусаев Э.Р. // Клиническая онкогематология - 2013, - №4, - с. 421-426.

Тезисы конференций:

1. Неред A.C. Особенности патологических переломов позвонков, /Неред A.C., Кочергина Н.В., Блудов А.Б., Замогильная Я.А., Мусаев Э.Р. // Бюллетень сибирской медицины - 2012, - №5, - с. 85-86.

Подписано в печать 05.оз. 14 Формат60x84/16. Бумага офисная «ЗуегоСору». Тираж 100 экз. Заказ № 122 Отпечатано на участке множительной техники ФГБУ «РОНЦ им. Н.Н.Блохина» РАМН 115478, г. Москва, Каширское ш., 24

U--U76

4065825

2014065825

 
 

Текст научной работы по медицине, диссертация 2014 года, Неред, Анастасия Сергеевна

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ «РОССИЙСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР

имени H.H. БЛОХИНА» РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК

На правах рукописи

П1 *ЭГИ >■ С795'?

НЕРЕД

Анастасия Сергеевна

СОВРЕМЕННЫЙ КОМПЛЕКС ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКИ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕЛОМОВ ПОЗВОНКОВ

14.01.12 - онкология, 14.01.13 - лучевая диагностика, лучевая терапия.

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научные руководители:

доктор медицинских наук КОЧЕРГИНА Наталия Васильевна

доктор медицинских наук МУСАЕВ Эльмар Расимович

Москва 2013

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВИ - взвешенное изображение

ВКИ - весовой коэффициент информативности

ДВ-МРТ - диффузионно-взвешенная магнитно-резонансная томография

KB - контрастное вещество

МРТ - магнитно-резонансная томография

МРТ-ДК - магнитно-резонансная томография с динамическим контрастированием ОСГ - остеосцинтиграфия

ОФЕКТ - однофотонная эмиссионная компьютерная томография

ОФЕКТ/КТ - однофотонная эмиссионная компьютерная томография, совмещенная с рентгеновской компьютерной томографией ПЭТ - позитронно-эмиссионная томография

ПЭТ/КТ - позитронно-эмиссионная томография, совмещенная с рентгеновской компьютерной томографией

РКТ - рентгеновская компьютерная томография

РИД - радиоизотопная диагностика

РФП - радиофармпрепарат

ТОСГ - трехфазная остеосцинтиграфия

18Р-ФДГ- 18-фтор-деоксиглюкоза

"mTc-MDP - технеций-99-метилендифосфонат

99mTc-MIBI - технеций-99-гекса-2-метоксиизобутилизонитрил

201Т1-хлорид - таллий-201 -хлорид

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ_ 2

ВВЕДЕНИЕ _ 4

Глава 1. ЛУЧЕВЫЕ МЕТОДЫ В ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕЛОМОВ ПОЗВОНКОВ. _10

Глава 2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БОЛЬНЫХ. МЕТОДОВ ОБЛЕДОВАНИЯ И СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА_38

Глава 3. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА «ОПУХОЛЕВЫХ» И «ОСТЕОПОРОЗНЫХ» ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕЛОМОВ ПОЗВОНКОВ. РЕЗУЛЬТАТЫ. ОБСУЖДЕНИЕ И РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ОБСЛЕДОВАНИЯ_59

3.1. Информативность клинико-анамнестических данных в дифференциальной диагностике «опухолевых» и «остеопорозных» патологических переломов позвонков._59

3.2. Информативность рентгенографии в дифференциальной диагностике

«опухолевых» и «остеопорозных» патологических переломов позвонков._63

3.3. Информативность рентгеновской компьютерной томографии в дифференциальной диагностике «опухолевых» и «остеопорозных» патологических переломов позвонков._71

3.4. Информативность стандартной магнитно-резонансной томографии в дифференциальной диагностике «опухолевых» и «остеопорозных» патологических переломов позвонков._86

3.5. Информативность методики магнитно-резонансной томографии с динамическим контрастированием (МРТ-ДК) в дифференциальной диагностике «опухолевых» и «остеопорозных» патологических переломов позвонков_94

3.6. Диагностическая ценность методики диффузионно-взвешенной магнитно-резонансной томографии (ДВ-МРТ) в дифференциальной диагностике «опухолевых» и «остеопорозных» патологических переломов позвонков. _ 102

3.7. Диагностическая ценность методов ядерной медицины в дифференциальной диагностике «опухолевых» и «остеопорозных» патологических переломов позвонков_103

3.8. Сравнительная характеристика лучевых методов и разработка алгоритма обследования

для дифференциальной диагностики «опухолевых» и «остеопорозных» патологических переломов позвонков._106

Глава 4. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕЛОМОВ ПОЗВОНКОВ ПО НОЗОЛОГИЧЕСКИМ ФОРМАМ. РЕЗУЛЬТАТЫ, ОБСУЖДЕНИЕ И РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ОБСЛЕДОВАНИЯ_ 112

4.1. Информативность клинико-анамнестических данных в дифференциальной диагностике патологических переломов позвонков по нозологическим формам ._113

4.2. Информативность рентгенографии в дифференциальной диагностике патологических переломов позвонков по нозологическим формам._116

4.3. Информативность рентгеновской компьютерной томографии в дифференциальной диагностике патологических переломов позвонков по нозологическим формам._121

4.4. Информативность стандартной магнитно-резонансной томографии в дифференциальной диагностике патологических переломов позвонков по нозологическим формам._133

4.5. Сравнительная характеристика лучевых методов и разработка алгоритма обследования для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков по нозологическим формам._139

ЗАКЛЮЧЕНИЕ_ 153

ВЫВОДЫ_164

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

166

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Наиболее частой причиной компрессионных переломов позвонков является остеопороз [1]. По данным различных исследований у 40% женщин и 20% мужчин в возрасте 80 лет диагностируют патологические переломы позвонков. Несколько более редкой, но более прогностически неблагоприятной причиной развития патологических переломов позвонков является опухолевое поражение. Более 80% злокачественных опухолей метастазируют в кости [12, 13]. Наибольшей склонностью к метастазированию в осевой скелет обладают рак молочной железы и рак предстательной железы [14]. Особую группу составляют пациенты с подтвержденным онкологическим диагнозом, которым необходимо исключить вторичное поражение костной системы.

Прогноз и качество жизни больных с патологическими переломами позвонков вне зависимости от этиологии их возникновения во многом зависит от своевременного и правильно установленного диагноза. «Золотым стандартом» для выбора тактики лечения в онкологии является гистологическое исследование. При этом такой подход не лишен ряда недостатков за счет длительности его проведения. Это особенно важно у пациентов с быстро нарастающим неврологическим дефицитом, когда для получения хороших функциональных результатов необходимо начать лечение в максимально короткие сроки. На сегодняшний день с развитием различных видов хирургического и терапевтического контроля онкологических заболеваний дифференциальная диагностика патологических переломов позвонков на основании лучевых методов становится актуальной. Заключение врача-рентгенолога об этиологии патологического перелома позвонка, особенно с указанием на возможный тип опухоли, позволит клиницисту оптимизировать план обследования и сократить

его длительность. В ряде случаев можно полностью отказаться от морфологической верификации диагноза.

Необходимо учитывать, что терапевтическое воздействие, такое как лучевая терапия или гормонотерапия в плане комплексного лечения онкологических больных, может стать причиной развития патологических переломов позвонков на фоне вторичного остеопороза [6].

На сегодняшний день в мире активно занимаются как усовершенствованием методов лучевой диагностики, так и разработкой дифференциально-диагностических критериев патологических переломов позвонков опухолевой и остеопорозной этиологии. Наряду с традиционными методами лучевой диагностики, такими как рентгенография, РКТ и МРТ-исследования, с этой целью стали применять динамическую МРТ с контрастным усилением, ПЭТ и ПЭТ/КТ. Некоторыми авторами было предложено применение сцинтиграфии с 99шТс-MIBI и диффузно-взвешенной МРТ в качестве метода определения этиологии переломов позвонков. Помимо ПЭТ с 18Р-ФДГ и диффузионно-взвешенной МРТ, большое внимание привлекает динамическая МРТ с контрастным усилением и последующим построением кривых накопления/выведения контрастного вещества (KB), которые отражают наличие высоковаскуляризованных участков в зоне патологического перелома позвонка, коррелирующих с наличием «живой» опухолевой ткани.

Обширность и противоречивость публикуемых данных о возможностях различных методов визуализации в дифференциальной диагностике патологических переломов позвонков свидетельствует об актуальности и нерешенности этой проблемы. Сохраняется необходимость продолжения поиска методов лучевой диагностики, способствующих улучшению этих возможностей.

Цель и задачи исследования

Цель исследования. Повышение эффективности дифференциальной лучевой диагностики патологических переломов позвонков.

Для решения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Разработать методику магнитно-резонансной томографии с динамическим контрастированием для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков.

2. Определить признаки различных лучевых методов для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков.

3. Определить показатели информативности лучевых методов для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков.

4. Провести сравнительный анализ информативности лучевых методов

4

для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков.

5. Разработать алгоритм применения лучевых методов для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков.

Научная новизна и практическая значимость исследования

Впервые в России разработана и внедрена методика магнитно-резонансной томографии с динамическим контрастированием с использованием ультрабыстрых (не более 1,5 с) протоколов исследования для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков. Впервые на основании многофакторного анализа разработаны «решающие правила», основанные на совокупности признаков с их весовыми коэффициентами информативности (ВКИ), полученных с использованием различных лучевых методов для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков. Впервые проведен сравнительный анализ информативности различных лучевых методов с использованием разработанных «решающих правил» для дифференциальной

диагностики патологических переломов позвонков. Впервые на основании разработанных «решающих правил» обоснованы оптимальные алгоритмы обследования больных с патологическими переломами позвонков.

Разработанные «решающие правила», основанные на совокупности ВКИ признаков различных лучевых методов, повысят качество дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков, так как могут быть использованы как в обучающем процессе последипломного образования, так и в практической деятельности врачей. Разработанные оптимальные алгоритмы обследования больных с патологическими переломами позвонков улучшат качество дифференциальной диагностики, сократят время исследования и уменьшат его стоимость.

Основные положения, выносимые на защиту

1. На основании проведенного анализа данных, полученных при применении лучевых методов для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков, разработаны «решающие правила», при помощи которых возможно разграничить не только группы с «опухолевыми» и «остеопорозными» переломами, но и более точно определить тип новообразования, вызвавшего компрессию позвонка.

2. Разработанные «решающие правила» представлены совокупностью различных признаков с их весовыми коэффициентами информативности (ВКИ). Совокупность признаков с их ВКИ позволяют отнести каждый патологический перелом в конкретную нозологическую группу.

3. Сравнительный анализ информативности «решающих правил» различных лучевых методов позволяет обосновать алгоритм обследования больных с патологическими переломами позвонков. В алгоритме обследования больных с патологическими переломами позвонков для дифференциальной диагностики «остеопорозных» и «опухолевых» переломов наивысшей информативностью

обладает сочетание анатомо-топографического и функционального метода, а именно стандартной МРТ и методики МРТ с динамическим контрастированием, отражающее как качественные, так и количественные признаки.

Внедрение результатов исследования

Фрагменты работы неоднократно докладывались: на съездах лучевых диагностов и научно-практических конференциях. Разработанные алгоритмы обследования и признаки для дифференциальной диагностики патологических переломов позвонков используются при обследовании впервые обратившихся больных и пациентов с онкологическим анамнезом в НИИ КО «РОНЦ им. H.H. Блохина» РАМН. Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедры лучевой диагностики, лучевой терапии и медицинской физики РМАПО.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ в журналах рекомендованных ВАК РФ, 1 тезис, сделано 5 устных докладов на научных конференциях.

Личный вклад автора

Дизайн исследования, постановка цели и задач диссертационной работы, а также методический подход для их осуществления разработаны автором лично. Весь проспективный материал (80%) с 2011 по 2013 годы, представленный в диссертации, кроме данных трехфазной сцинтиграфии, получен, обработан и проанализирован лично автором. Ретроспективный материал с 2009 по 2010 годы и данные трехфазной сцинтиграфии проанализированы автором лично.

Объем и структура работы

Диссертационная работа изложена на 179 страницах машинописного текста, иллюстрирована 38 таблицами и 18 рисунками. Состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и списка литературы, включающего 2 отечественных и 129 зарубежных источников.

Глава 1

ЛУЧЕВЫЕ МЕТОДЫ В ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕЛОМОВ ПОЗВОНКОВ

1.1 Эпидемиология

Большинство патологических компрессионных переломов позвонков имеют доброкачественную природу и обусловлены остеопорозом [1]. При этом их распространенность увеличивается с возрастом и коррелирует со снижением минеральной плотности костной ткани. Считается, что к 80-летнему возрасту у 40% женщин и 20% мужчин выявляются патологические переломы позвонков. Наличие одной вертебральной деформации увеличивает риск последующих переломов в 5 раз [2]. По данным некоторых авторов, несмотря на то, что частота патологических переломов на фоне остеопороза у женщин выше, смертность, связанная с их возникновением и последующими осложнениями, превалирует у мужчин. Как правило, к компрессионной деформации приводит неадекватная травма (например, падение с высоты собственного роста), однако в случаях выраженного остеопороза переломы могут возникнуть на фоне нормальной физиологической активности (сгибании, разгибании, кашле), а в ряде случаев и спонтанно [3]. Выделяют два типа остеопороза: первичный (85%) и вторичный (15%). К первичному остеопорозу, который обусловлен снижением минеральной плотности костной ткани за счет возраста и физиологических гормональных изменений, относятся две основных формы: постменопаузальный и сенильный. Ряд авторов в первичном остеопорозе выделяют еще 3 дополнительных формы: постандропаузальный, ювенильный и идиопатический [4]. Вторичный остеопороз развивается вследствие различных заболеваний или имеет ятрогенный характер. По степени распространенности остеопороза в скелете выделяют генерализованную и локализованную формы. Последняя форма более характерна для костей конечностей. Его причиной могут быть длительная иммобилизация,

дистонический синдром [5] или в ряде случаев терапевтическое воздействие, такое как лучевая терапия [6]. Около 60% переломов позвонков при остеопорозе не сопровождаются клиническими симптомами [7]. Однако, как клинически проявляющиеся, так и бессимптомные деформации тел позвонков сопряжены с осложнениями и повышенной смертностью, которая увеличивается на 15% по сравнению с группой больных без патологических переломов [8]. Снижение физической функциональной активности и социальная изоляция отражаются на качестве жизни пациентов и значительно усложняют период реабилитации [9].

Второй по частоте причиной развития патологических переломов позвонков является опухолевое поражение. По данным некоторых авторов наиболее часто в кости метастазирует рак молочной железы {12%), предстательной железы (87%), щитовидной железы (50%), легкого (31%) и почки (37%). Таким образом, более 80% злокачественных опухолей метастазируют в кости [10, 11]. При этом до 39% метастазов в скелет локализуются в позвоночнике, и они могут также приводить к патологическим переломам [7]. Наибольшей склонностью к метастазированию в осевой скелет обладают рак молочной железы и рак предстательной железы [12]. Поражение костной системы при миеломной болезни встречается в 70-95% случаев [13]. При этом нередко данное заболевание манифестирует патологическими переломами, и частота их встречаемости достигает 60% [14]. Первичная неходжкинская лимфома (НХЛ) кости встречается в клинической практике крайне редко, составляя от 3% до 27,1% [15-20] всех первичных НХЛ кости и приблизительно от 0,1% до 6,5% [21-25] всех НХЛ. Метастатическая лимфома позвоночника более распространена, однако, четких данных о ее распространенности в литературе не представлено. По данным одних авторов частота развития компрессии спинного мозга при НХЛ позвоночника чрезвычайно мала [16], в то время как другие исследователи представили данные о 50% вст