Методи променевої візуалізації та інтервенційної радіології в сучасній онкології

Огляд статті: 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

Введення

Останнє десятиріччя призвело до кардинальних змін у діагностиці та лікуванні онкологічних захворювань. Сучасні можливості візуалізації й мінімально інвазивних інтервенційних методів застосовуються для швидкої діагностики, визначення стадії і, у деяких випадках, лікування різних форм злоякісних пухлин. Лікарі стикаються з багатьма проблемами, починаючи зі встановлення первинного діагнозу. Візуалізація грає важливу роль на кожному етапі надання допомоги хворому на злоякісне новоутворення, і використовуючи всі можливості сучасних технологій променевої діагностики з'явилася можливість виявляти й визначати стадію захворювання на максимально ранніх етапах розвитку патологічного процесу, а також приймати рішення щодо тактики лікування у разі підозри на онкопатологію. 

Групою авторів з Університетської клініки Мічигану (UH B1 D530A 1500 E. Medical Center Drive, SPC 5030, Ann Arbor, MI 48109-5030, США) показана провідна роль медичної візуалізації, яка широко використовується як інструмент для скринінгу різних форм пухлин, так і в якості початкового методу дослідження у разі підозри на онкологічне захворювання. Завдяки значному прогресу в області медичної візуалізації за останні 20 років, цей метод став більш чутливим, що дозволяє проводити більш ранню й більш точну діагностику і, відповідно, добиватися поліпшення результатів лікування. Так само, візуалізація має вирішальне значення для оцінки відповіді на проведену терапію й для моніторингу пацієнтів після лікування. Національна комплексна онкологічна мережа (National Comprehensive Cancer Network, NCCN) публікує рекомендації з лікування раку на основі локалізації пухлини. Невід'ємним компонентом рекомендацій NCCN є візуалізація з рекомендаціями для точної діагностики, визначення стадії й лікування пацієнтів із злоякісними новоутвореннями. За допомогою звичайної плівкової й цифрової рентгенографії, УЗД, КТ, МРТ і ПЕТ проводяться дослідження з метою подальшої характеристики пухлин за допомогою радіоміки. Радіоміка поєднує в собі штучний інтелект з великими наборами даних, що дозволяє розширити можливості методів візуалізації. Кожному з методів візуалізації притаманні переваги й недоліки, часто для повної оцінки стану пацієнтів з підозрою на злоякісні новоутворення необхідні кілька типів досліджень.

Цифрова рентгенографія 

Із впровадженням цифрової рентгенографії й систем архівації, передачі зображень, з'явилася можливість спільного використання й оцінки зображень у різних лікувально-діагностичних центрах по всьому світові. Упровадження цифрової візуалізації призвело до зниження дози опромінення пацієнта, підвищення чутливості обстеження й надання можливості комп'ютерного виявлення для допомоги рентгенологам в аналізі зображень. Технологічний прогрес призвів до широкого поширення цифрового томосинтезу. Томосинтез використовує кілька зображень, взятих з різних проєкцій, які потім компілюються для створення тривимірного зображення. 

Комп'ютерна томографія (КТ) 

Досягнення в області апаратного та програмного забезпечення зробили комп'ютерну томографію надзвичайно швидкою, водночас у неінвазивний спосіб забезпечуючи точну деталізацію м'яких тканин. У поточному поколінні комп'ютерних томографів використовуються масиви мультидетекторів, до 640 штук і більше, із віялоподібним рентгенівським променем для отримання зображень, що дає можливість охопити великі обсяги тканини за один оберт. Складні комп'ютерні алгоритми створюють зображення з даних, отриманих під час сканування. Технологічні досягнення зробили комп'ютерну томографію надзвичайно швидкою, дозволяючи отримувати зображення в 4D. Переваги КТ-сканування містять швидкість отримання зображення, широку доступність, можливості піляобробки, високу просторову роздільну здатність і високий контраст тканин. До недоліків комп'ютерної томографії можна віднести вплив іонізуючого випромінювання та необхідність йодовмісного контрасту, що несе в собі ризик нефротоксичності та алергічних реакцій. Крім того, КТ добре підходить для проведення інтервенційних процедур.

Магнітно-резонансна томографія (МРТ) 

МРТ використовується для характеристики біологічних тканин за допомогою сильних магнітних полів і радіочастотної (РЧ) енергії для створення зображень. МРТ дає зображення з надзвичайно високим контрастом м'яких тканин, що робить його підходящим для онкологічної візуалізації. Під час МРТ відсутній вплив іонізуючого випромінювання і не потрібен йодовмісний контрастний матеріал, однак застосування контрастних речовин на основі гадолінію, що використовуються під час МРТ, може викликати нефрогенний системний фіброз (NSF) – рідкісне фиброзное захворювання шкіри і внутрішніх органів, що виникає у пацієнтів з нирковою недостатністю. Хоча МРТ широко використовується для онкологічної візуалізації, у неї є кілька недоліків. Час отримання зображення може бути тривалим і залежить від руху пацієнта. Сканери МРТ не підходять для пацієнтів з клаустрофобією або для пацієнтів з певними металевими імплантатами. Крім того, МРТ не оцінює компактну кістку або кальциновані ураження. 

Ультразвукове дослідження (УЗД) 

УЗД – одне з найбільш поширених методів діагностичної візуалізації, які використовуються в сучасній практиці. УЗД є неінвазивним, швидким, відносно недорогим й безпечним. Також різні методики УЗД широко використовуються для проведення інтервенційних процедур. 

Позитронно-емісійна томографія (ПЕТ) 

ПЕТ-візуалізація стала стандартом для онкологічної візуалізації. У ПЕТ використовується радіофармацевтична [18F] фтордезоксіглюкоза, яка є бета-випромінювачем. Завдяки об'єднанню зображень ПЕТ із зображеннями КТ, просторова роздільна здатність і можливість локалізації уражень значно поліпшуються. На сьогодні проводяться дослідження в спробі об'єднати МРТ і ПЕТ-зображення, щоб скористатися можливістю МРТ для візуалізації уражень м'яких тканин і можливістю ПЕТ для визначення метаболічної активності з надією на подальше поліпшення неінвазивної характеристики пухлини.

Радіоміка 

Радіоміка – це область, яка активно розвивається й об'єднує великі обсяги клінічних зображень і даних для створення надійних моделей для визначення діагнозу й прогнозу захворювання неінвазивним способом. Радіоміка використовує великі набори даних зображень і спеціальне програмне забезпечення для вилучення якісних і кількісних характеристик із зображень, щоб точно охарактеризувати біологію пухлини. Імовірно, що радіоміка стане невід'ємною частиною зростаючої тенденції точної / персональної медицини для лікування хворих на рак. 

Інтервенційна радіологія 

Інтервенційна радіологія грає важливу роль в отриманні зразка тканини для патологічного аналізу. Біопсія під візуальним контролем – одна з найбільш поширених процедур, що виконуються інтервенційними радіологами. Швидке зростання інтервенційної онкології в значній мірі є результатом розвитку мінімально інвазивних методів лікування під візуальним контролем, багато з яких мають клінічні результати, аналогічні хірургічним. 

Висновки 

У міру збільшення тривалості життя населення, істотно збільшується й кількість онкопатології. Автори статті, на підставі аналізу сучасного стану методів променевої діагностики та перспектив їх подальшого розвитку зі збільшенням частки інтервенційних технологій, указують на дедалі більшу їх роль у ранньому виявленні злоякісних новоутворень і їх центральну роль в оцінці й динамічному моніторингу стану онкологічних пацієнтів. Розуміння доступних ресурсів, а також того, коли й як їх використовувати, допоможе поліпшити якість надання допомоги онкохворим. Крім того, раннє виявлення злоякісного новоутворення часто призводить до кращих результатів.

Рисунок 1. (A) Осьове зображення КТ черевної порожнини з контрастним посиленням у пацієнта з раком легенів із метастазами в печінку. (B) Осьове зображення ПЕТ-КТ від того ж пацієнта, що показує кілька областей підвищеної активності, відповідні метастази в печінці, які погано видно під час сканування з контрастним підсиленням. 

Дані статті: 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 черевної порожнини з контрастуванням, що показує два ураження правої долі печінки. Плямисте посилення переднього ураження (чорна стрілка) без посилення заднього ураження. (В). Осьове диффузійно-зважене зображення того ж пацієнта, що показує обмеження дифузії в обох ураженнях. Обмеження дифузії в поєднанні з посиленням контрасту характерні для пухлин, у цьому випадку гепатоцелюлярної карциноми. Заднє ураження являє собою просту кісту печінки. 

Дані статті: 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. Біопсія лівої долі печінки під контролем КТ. (Дистальний відділ голки розташований поруч з вогнищевим ураженням у зоні інтересу). 

Дані статті: 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