Методы лучевой визуализации и интервенционной радиологии в современной онкологии

Обзор статьи: Pomerantz BJ. Imaging and Interventional Radiology for Cancer Management. Surg Clin North Am. 2020;100(3):499-506. doi:10.1016/j.suc.2020.02.002

Введение

Последнее десятилетие привело к кардинальным изменениям в диагностике и лечении онкологических заболеваний. Современные возможности визуализации и минимально инвазивных интервенционных методов применяются для быстрой диагностики, определения стадии и, в некоторых случаях, лечения различных форм злокачественных опухолей. Врачи сталкиваются со многими проблемами, начиная с постановки первоначального диагноза. Визуализация играет важную роль на каждом этапе оказания помощи больному злокачественным новообразованием, и используя все возможности современных технологий лучевой диагностики появилась возможность обнаруживать и определять стадию заболевания на максимально ранних этапах развития патологического процесса, а также принимать решения в отношении тактики лечения при подозрении на онкопатологию.

Группой авторов из Университетской клиники Мичигана  (UH B1 D530A, 1500 E. Medical Center Drive, SPC 5030, Ann Arbor, MI 48109-5030, США)  показана ведущая роль медицинской визуализации, которая широко используется как инструмент для скрининга различных форм опухолей, так и в качестве первоначального метода исследования при подозрении на онкологическое заболевание. Благодаря значительному прогрессу в области медицинской визуализации за последние 20 лет, данный метод стал более чувствительным, что позволяет проводить более раннюю и более точную диагностику и, соответственно, добиваться улучшения результатов лечения.  Так же, визуализация имеет решающее значение для оценки ответа на проводимую терапию и для мониторинга пациентов после лечения. Национальная комплексная онкологическая сеть (National Comprehensive Cancer Network, NCCN) публикует рекомендации по лечению рака на основе локализации опухоли. Неотъемлемым компонентом рекомендаций NCCN является визуализация с рекомендациями для точной диагностики, определения стадии и лечения пациентов со злокачественными новообразованиями. При помощи обычной пленочной  и цифровой рентгенографии, УЗИ, КТ, МРТ и  ПЭТ проводятся исследования с целью дальнейшей характеристики опухолей с помощью радиомики. Радиомика сочетает в себе искусственный интеллект с большими наборами данных, что позволяет расширить возможности методов визуализации. Каждому из методов визуализации присущи преимущества и недостатки, часто для полной оценки состояния пациентов с подозрением на злокачественные новообразования необходимы несколько типов исследований.

Цифровая рентгенография

С внедрением цифровой рентгенографии и систем архивации, передачи изображений, появилась возможность совместного использования и оценки изображений в различных лечебно-диагностических центрах по всему миру. Внедрение  цифровой  визуализации привело к снижению дозы облучения пациента, повышению чувствительности обследования и предоставлению возможности компьютерного обнаружения для помощи рентгенологам в анализе изображений.  Технологический прогресс привел к широкому распространению цифрового томосинтеза. Томосинтез использует несколько изображений, взятых из разных проекций, которые затем компилируются для создания трехмерного изображения.

Компьютерная томография (КТ)

Достижения в области аппаратного и программного обеспечения сделали компьютерную томографию чрезвычайно быстрой, при этом неинвазивным образом обеспечивая точную детализацию мягких тканей. В текущем поколении компьютерных томографов используются массивы мультидетекторов, до 640 штук и больше, с веерообразным рентгеновским лучом для получения изображений, что дает возможность охватить большие объемы ткани за один оборот. Сложные компьютерные алгоритмы создают изображения из данных, полученных во время сканирования. Технологические достижения сделали компьютерную томографию чрезвычайно быстрой, позволяя получать изображения в 4D. Преимущества КТ-сканирования включают скорость получения изображения, широкую доступность, возможности постобработки, высокое пространственное разрешение и высокий контраст тканей. К недостаткам компьютерной томографии можно отнести воздействие ионизирующего излучения и необходимость йодсодержащего контраста, что несет в себе риск нефротоксичности и аллергических реакций. Кроме того, КТ  хорошо подходит для проведения интервенционных процедур.

Магнитно-резонансная томография (МРТ) 

МРТ используется для характеристики биологических тканей с помощью сильных магнитных полей и радиочастотной (РЧ) энергии для создания изображений. МРТ дает изображения с чрезвычайно высоким контрастом мягких тканей, что делает его хорошо подходящим для онкологической визуализации.  При МРТ отсутствует воздействие ионизирующего излучения и не требуется йодсодержащий контрастный материал, однако применение контрастных веществ на основе гадолиния,  использующихся при МРТ, может вызывать  нефрогенный системный фиброз (NSF) – редкое фиброзное заболевание кожи и  внутренних органов, возникающее у пациентов с почечной недостаточностью. Хотя МРТ широко используется для онкологической визуализации, у нее есть несколько недостатков. Время получения изображения может быть длительным и зависит от движения пациента. Сканеры МРТ не подходят для пациентов с клаустрофобией или для пациентов с определенными металлическими имплантатами. Кроме того, МРТ не оценивает компактную кость или кальцинированные поражения. 

Ультразвуковое исследование (УЗИ)

УЗИ – один из наиболее распространенных методов диагностической визуализации, используемых в современной практике. УЗИ неинвазивно, быстро, относительно недорого и безопасно. Также различные методики УЗИ широко используются  для проведения интервенционных процедур.

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ)

ПЭТ-визуализация стала стандартом для онкологической визуализации. В ПЭТ используется радиофармацевтическая [18F] фтордезоксиглюкоза, которая является бета-излучателем. Благодаря объединению изображений ПЭТ с изображениями КТ, пространственное разрешение и возможность локализации поражений значительно улучшаются. В настоящее время проводятся исследования в попытке объединить МРТ и ПЭТ-изображения, чтобы воспользоваться возможностью МРТ для визуализации поражений мягких тканей и возможностью ПЭТ для определения метаболической активности с надеждой на дальнейшее улучшение неинвазивной характеристики опухоли. 

Радиомика

Радиомика – это активно развивающаяся область, которая объединяет большие объемы клинических изображений и данных для создания надежных моделей для определения диагноза и прогноза заболевания неинвазивным способом. Радиомика использует большие наборы данных изображений и специальное программное обеспечение для извлечения качественных и количественных характеристик из изображений, чтобы точно охарактеризовать биологию опухоли. Вероятно, что радиомика станет неотъемлемой частью растущей тенденции точной / персональной медицины для лечения больных раком.

Интервенционная радиология

Интервенционная радиология играет важную роль в получении образца ткани для патологического анализа. Биопсия под визуальным контролем – одна из наиболее распространенных процедур, выполняемых интервенционными радиологами. Быстрый рост интервенционной онкологии в значительной степени является результатом развития минимально инвазивных методов лечения под визуальным контролем, многие из которых имеют клинические результаты, аналогичные хирургическим. 

Выводы

По мере увеличения продолжительности жизни населения, существенно увеличивается и количество онкопатологии. Авторы статьи, на основании анализа современного состояния методов лучевой диагностики и перспектив их дальнейшего развития с увеличением доли интервенционных технологий, указывают на всё возрастающую их роль в раннем обнаружении злокачественных новообразований и их центральную роль в оценке и динамическом мониторинге состояния онкологических пациентов. Понимание доступных ресурсов, а также того, когда и как их использовать, поможет улучшить качество оказания помощи онкобольным. Кроме того, раннее обнаружение злокачественного новообразования часто приводит к лучшим результатам. 

Рисунок 1. (A) Осевое изображение КТ брюшной полости с контрастным усилением у пациента с раком легких с метастазами в печень. (B) Осевое изображение ПЭТ-КТ от того же пациента, показывающее несколько областей повышенной активности, соответствующих метастазам в печени, которые плохо видны при сканировании с контрастным усилением.

Данные статьи: Pomerantz BJ. Imaging and Interventional Radiology for Cancer Management. Surg Clin North Am. 2020;100(3):499-506. doi:10.1016/j.suc.2020.02.002

Рисунок 2. (A). МРТ брюшной полости с контрастированием, показывающая 2 поражения правой доли печени. Пятнистое усиление переднего поражения (черная стрелка) без усиления заднего поражения. (В). Осевое диффузионно-взвешенное изображение того же пациента, показывающее ограничение диффузии в обоих поражениях. Ограничение диффузии в сочетании с усилением контраста характерны для опухолей, в данном случае гепатоцеллюлярной карциномы. Заднее поражение представляет собой простую кисту печени.

Данные статьи: Pomerantz BJ. Imaging and Interventional Radiology for Cancer Management. Surg Clin North Am. 2020;100(3):499-506. doi:10.1016/j.suc.2020.02.002

Рисунок 3. Биопсия левой доли печени под контролем КТ. (Дистальный отдел иглы расположен рядом с очаговым поражением в зоне интереса).

Данные статьи: Pomerantz BJ. Imaging and Interventional Radiology for Cancer Management. Surg Clin North Am. 2020;100(3):499-506. doi:10.1016/j.suc.2020.02.002