Научная статья на тему 'Диффузионно-взвешенное изображение всего тела в диагностике онкологических заболеваний'

Диффузионно-взвешенное изображение всего тела в диагностике онкологических заболеваний Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

CC BY
915
100
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДИФФУЗИОННО-ВЗВЕШЕННОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ВСЕГО ТЕЛА / ОНКОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ / МРТ / ПЭТ/КТ / КОНТРАСТ / WHOLE BODY DIFFUSION WEIGHTED IMAGING (WB DWI) / PET/CT / CANCER / MRI / CONTRAST

Аннотация научной статьи по медицинским технологиям, автор научной работы — Бахтиозин Р. Ф., Сафиуллин Р. Р.

Новая технология выявления онкологических заболеваний без применения контрастных веществ проводится на МРТ и называется «диффузионно-взвешенное изображение всего тела» (DWI). Диффузионно-взвешенные изображения всего тела без введения контраста обладают высокой чувствительностью для выявления опухолевых образований, в отличие от МРТ с контрастом определяет TNM стадию опухолевого процесса. Полученные изображения отличаются хорошим пространственным разрешением различных областей тела и могут быть сопоставимы с изображением ПЭТ/КТ. Так, для пациентов, для которых неприемлемы стандартные методы исследования в связи с опасностью возникновения нефропатий из-за воздействия йода при КТ-исследовании и риском необратимого нефрогенного фиброза из-за воздействия гадолиния при МР-исследова-нии, DWI может стать методом выбора.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по медицинским технологиям , автор научной работы — Бахтиозин Р. Ф., Сафиуллин Р. Р.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Whole body diffusion weighted imaging in the diagnosis of oncological diseases

Whole Body Diffusion Weighted Imaging (WB DWI) is a new technology in cancer diagnostics without using contrast agents and conducting MRI. WB DWI without contrast agents has high sensitivity to identify tumor entities; unlike MRI with contrast DWI identifi es the TNM stage of tumor. The received images are of good spatial resolution of the different areas of the body and may be comparable with the image of PET / CT. Thus, for patients for whom standard research methods are unacceptable because of the risk of nephropathy due to exposure to iodine in CT studies and the risk of irreversible renal fi brosis due to exposure to gadolinium in the MR study, DWI could become the method of choice.

Текст научной работы на тему «Диффузионно-взвешенное изображение всего тела в диагностике онкологических заболеваний»

УДК 616-006-073.756.8:621 Кубанский научный медицинский вестник № 6 (120) 2010

является исследование адаптационно-регуляторных систем организма женщин (вариационная пульсомет-рия со спектральным анализом сердечного ритма, проба на феномен сердечно-дыхательного синхронизма, эхокардиография с проведением функциональных нагрузочных тестов, а также проведение допплерометрии сосудов малого таза с использованием функциональных проб).

Таким образом, ультразвуковая диагностика должна стать стартовой методикой в алгоритме пред-гравидарной подготовки для выбора оптимального направления диагностического поиска, что позволит уменьшить временные и материальные затраты на выявление фактора бесплодия и проведение лечебных мероприятий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Йен С. С. К., Джаффе Р. В. Репродуктивная эндокринология. - М.: Медицина, 1998. - В 2 т.: Т. 1. - 704 с. Т. 2. - 432 с.

2. Митьков В. В. Клиническое руководство по ультразвуковой диагностике. - М., 1997. - Т. 3. - С. 138-154.

3. Озерская И. А. Эхография в гинекологии. - М.: МЕДИКА, 2005. - 292 с.

4. Трансвагинальный цветовой допплер / Под ред. А. Ку-рьяка, А. Михайлова, С. Купешич. - СПб: Петрополис, 2001. -С. 110-121.

5. Серов В. Н., Кира Е. Ф. Гинекология: Руководство для врачей. - М.: Литтерра, 2008. - 840 с.

6. Сметник В. П., Тумилович Л. Г. Неоперативная гинекология. - М.: Медицина, 1999. - С. 157-238.

7. Флетчер Р., Флетчер С., Вагнер Э. Клиническая эпидемиология. Основы доказательной медицины. - М.: МедиаСфера, 1998. - 352 с.

8. Флейшер А., Мэннинг Ф., Дженти Ф., Ромеро Р. Эхография в акушерстве и гинекологии (теория и практика). - М.: Изд. дом «Видар-М», 2004. - 592 с.

9. Schurz B, Schon H. J., Wenzl R., Endovaginal. Doppler flow measurements of the ovarian artery in patiens with a normal menstrual cycle and with polycystic ovary syndrome during in vitro fertilization // J. Clin. Ultrasound. - 1999. - V. 21. № 1. - P. 19-24.

Поступила 30.08.2010

P. Ф. БАХТИОЗИН1, P. P. САФИУЛЛИН2

ДИФФУЗИОННО-ВЗВЕШЕННОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ВСЕГО ТЕЛА В ДИАГНОСТИКЕ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

кафедра функциональной и ультразвуковой диагностики Московской медицинской академии имени И. М. Сеченова,

Россия, 119991, г. Москва, ул. Б. Пироговская, 6. E-mail: rbakhtiozin@tmse.nl;

2кафедра лучевой диагностики и лучевой терапии лечебного факультета Московской медицинской академии имени И. М. Сеченова,

Россия, 119991, г. Москва, ул. Б. Пироговская, 6. E-mail: rsaffiullin@tmse.nl

Новая технология выявления онкологических заболеваний без применения контрастных веществ проводится на МРТ и называется «диффузионно-взвешенное изображение всего тела» (DWI). Диффузионно-взвешенные изображения всего тела без введения контраста обладают высокой чувствительностью для выявления опухолевых образований, в отличие от МРТ с контрастом определяет TNM стадию опухолевого процесса. Полученные изображения отличаются хорошим пространственным разрешением различных областей тела и могут быть сопоставимы с изображением ПЭТ/КТ. Так, для пациентов, для которых неприемлемы стандартные методы исследования в связи с опасностью возникновения нефропатий из-за воздействия йода при КТ-исследовании и риском необратимого нефрогенного фиброза из-за воздействия гадолиния при МР-исследова-нии, DWI может стать методом выбора.

Ключевые слова: диффузионно-взвешенное изображение всего тела, онкологические заболевания, МРТ, ПЭТ/КТ, контраст.

R. F. BAKHTIOZIN1, R. R. SAFIULLIN2 WHOLE BODY DIFFUSION WEIGHTED IMAGING IN THE DIAGNOSIS OF ONCOLOGICAL DISEASES

Functional and ultrasound diagnosis chair of I. M. Sechenov’s Moscow Medical Academy,

Russia, 119991, Moscow, B. Pirogovskaya str., 6. E-mail: rbakhtiozin@tmse.nl Radiology chair of Medical Faculty at I. M. Sechenov’s Moscow Medical Academy,

Russia, 119991, Moscow, B. Pirogovskaya str., 6. e-mail: rsaffiullin@tmse.nl

Whole Body Diffusion Weighted Imaging (WB DWI) is a new technology in cancer diagnostics without using contrast agents and conducting MRI. WB DWI without contrast agents has high sensitivity to identify tumor entities; unlike MRI with contrast DWI identifies the TNM stage of tumor. The received images are of good spatial resolution of the different areas of the body and may be comparable with the image of PET / CT. Thus, for patients for whom standard research methods are unacceptable because of the risk of nephropathy due to exposure to iodine in CT studies and the risk of irreversible renal fibrosis due to exposure to gadolinium in the MR study, DWI could become the method of choice.

Key words: whole body diffusion weighted imaging (WB DWI), cancer, MRI, PET/CT, contrast.

Признанным стандартом в выявлении онкологических заболеваний являются следующие методики: КТ или МРТ с контрастным усилением либо позитронно-эмиссионная томография, совмещенная с компьютерной томографией (ПЭТ/КТ) с введением радиоактивных фармакологических препаратов для выявления активности процесса и выявления метастазов [2, 3]. Впрочем, методика ПЭТ/КТ - достаточно сложная процедура и применяется только в специализированных клиниках, оснащенных не только позитронно-эмиссионными томографами, совмещенными с компьютерными томографами (ПЭТ/КТ), но и специальными лабораториями по производству фармакологических препаратов.

Появление мультисрезовых томографов позволило диагностировать заболевания на высоком уровне, но лучевая нагрузка и необходимость внутривенного введения контрастного вещества при данной процедуре ограничивают её использование для пациентов с заболеваниями сосудов, диабетом или почечной недостаточностью [8, 10].

Недавние сообщения о нефрогенном фиброзе, который возникает у пациентов с умеренной и тяжёлой почечной недостаточностью в результате введения контрастных веществ на основе гадолиния, ещё сильнее подчёркивают необходимость высококачественной визуализации новообразований и метастазов без применения контрастных веществ и заставляет выбирать другой подход для выявления онкологических заболеваний [7].

Новая технология выявления онкологических заболеваний без применения контрастных веществ проводится на МРТ и называется «диффузионно-взвешенное изображение всего тела». Технология получения изображений кардинально отличается от технологии ПЭТ/КТ, но полученные изображения схожи, в связи с чем метод может нести схожую диагностическую информацию [6].

Установлено, что ПЭТ/КТ с высокой точностью определяет диагноз и стадию ракового заболевания. Тем не менее в некоторых случаях интерпретация изображений происходит ошибочно, что связано с физиологическими особенностями фармакологического препарата и его накоплением в ложных местах из-за дыхательных артефактов [11].

Исследование на магнитно-резонансном томографе с контрастом для диагностики опухолей широко применяется в связи с отсутствием рентгеновского излучения и обладает превосходным контрастом мягких тканей, а также высоким пространственным разрешением. Чувствительность для выявления опухолевых образований у данного метода высокая, но МРТ с контрастом ограничена при определении TNM стадии. Диффузионно-взвешенные изображения всего тела без введения контраста решают эту проблему. Полученные изображения отличаются хорошим пространственным разрешением различных областей тела и могут быть сопоставимы с изображением ПЭТ/КТ.

Изображение тела целиком доступно как на МРТ, так и на ПЭТ/КТ и обеспечивает одинаковый структурный и функциональный подход к отображению опухолей с явными преимуществами последовательных мультимодальных диагностических алгоритмов. Отображение всего тела с высоким пространственным разрешением T1, STIR, динамическим контрастом и применение диффузионно-взвешенных изображений (DWI) могут стать обычной практикой во многих онкологических центрах МРТ [9]. Практическая польза МРТ всего тела в DWI очевидна в мониторинге ответа на химиотерапию и как альтернатива ПЭТ-исследованию. МРТ всего тела может рассматривать отдельные органы со множественными комплементарными (взаимодополняющими) контрастами для тканей без инъекции контрастного вещества или радиационного облучения пациента. МРТ всего тела может производиться через месяц после лечения и повторяться ежемесячно. Эта способность оценивать ранний ответ на лечение с помощью МРТ очень важна для анализа результатов лечения пациентов. (По материалам: Trevor la Folie, Laveran Hospital/Signa Pulse, 2009. Spring.)

Диффузионно-взвешенное изображение (DWI) -метод визуализации движения молекул воды в тканях. Диффузия характеризуется коэффициентом D. Изменение вязкости приводит к изменению диффузии DWI и предоставляет информацию o скорости движения молекул (характеризуется коэффициентом диффузии -ADC), а также о направлении движения молекул. Исходя из этого молекулы воды с высокими показателями ADC отображаются на мониторе компьютера в виде зон

Рис. 1. Нефрогенный фиброз

17

Кубанский научный медицинский вестник № 6 (120) 2010

Кубанский научный медицинский вестник № 6 (120) 2010

Рис. 2. Клинический пример: рак поджелудочной железы (Dr Shizuaki Maejima of Medical Corporation Kenseikai, Hasuda Hospital, Japan)

Рис. 3. Клинический пример: рак прямой кишки (Dr Shizuaki Maejima of Medical Corporation Kenseikai, Hasuda Hospital, Japan)

Рис. 4. Клинический пример: злокачественная лимфома (Dr Shizuaki Maejima of Medical Corporation Kenseikai, Hasuda Hospital, Japan)

с низкой интенсивностью сигнала, а молекулы воды с низкими показателями ADC характеризуются очагами в высокой интенсивностью сигнала [1].

В дополнение к демонстрации морфологических особенностей опухоли DWI обеспечивает измерения с исчислением видимого коэффициента рассеяния ADC. Модификация величин ADC до и после лечения может показывать ранний ответ на лечение, и, следовательно, ADC-планирование используется, чтобы визуализировать размер образования, оценить степень заболевания.

Впервые диффузионно-взвешенное изображение было применено в исследовании органов брюшной полости с использованием single-shot EPI в 1996 г. [4]. В 2000 г. внедрение техники параллельного сканирования позволило минимизировать артефакты и улучшить качество диффузионно-взвешенных изображений всего тела. В последние годы применение DWI позволило получить изображения, сравнимые по качеству с FDG-PET [11] .

Преимущества диффузионно-взвешенного изображения всего тела:

1. Отсутствие ионизирующей радиации.

2. Нет необходимости применения контрастных веществ.

3. Возможность скрининга очаговых поражений.

4. Относительно низкая (по сравнению с ПЭТ-КТ) стоимость исследования.

5. Максимальная информация за одно исследование.

Наряду с преимуществами этой методики существуют недостатки и ограничения:

1. Влияние значений Т2 и Т1 (возможности лимитированы для очагов с короткими значениями Т2, очаги с короткими Т1 визуализируются как высокоинтенсивные зоны).

2. Артефакты движения и потоков.

3. Сложности дифференциации патологических очагов и неизмененных тканей (тонкая кишка, лимфатические узлы).

Области клинического применения данного метода различны:

1. Выявление злокачественных новообразований.

2. Дифференциация злокачественных и доброкачественных новообразований.

3. Лечебный мониторинг.

Кубанский научный медицинский вестник № 6 (120) 2010

Кубанский научный медицинский вестник № 6 (120) 2010

л

V#

Diffusion + Т1 W.I. FDG РЕТ

Рис. 5. Диффузионное изображение и изображение ПЭТ/КТ (Dr Shizuaki Maejima of Medical Corporation Kenseikai, Hasuda Hospital, Japan)

4. В части клинического применения: определение активности воспалительного процесса, выявление абсцессов, диагностика гематом в острой фазе.

Метод диффузионно-взвешенного изображения всего тела можно считать значительным шагом вперёд. Так, для пациентов, для которых неприемлемы стандартные методы исследования в связи с опасностью возникновения нефропатий из-за воздействия йода при КТ-исследовании и риском необратимого нефрогенного фиброза из-за воздействия гадолиния при МР-исследовании, DWI может стать методом выбора [5].

Наряду с Т2 и Т1 ВИ DWI всего тела может стать рутинным методом обследования. Этот метод можно применять для поиска злокачественных новообразований. Наряду с этим достаточно перспективно выглядят другие области применения: выявление активности воспалительного процесса, выявление абсцессов, диагностика гематом в острой фазе. Для дальнейшего развития метода требуются разработки специальных катушек и методики исследования, а также накопление клинического опыта.

ЛИТЕРАТУРА

1. Carr H. Y., Purcell E. M. Effects of diffusion on free precession in NMR experiments // Phys. Rev. - 1954. - Vol. 94. -P. 630-638.

2. Damadian R. Tumor detection by nuclear magnetic resonance // Science. - 1971. - Vol. 171. - P. 1151-1153.

3. Hargaden G., O’Connell M., Kavanagh E., Powelll T., Ward R., Eustace S. Current concepts in whole-body imaging using turbo short tau inversion recovery MR imaging // AJR. -2003. - Vol. 180. - P. 247-252.

4. Ichikava T. et al. Am. J. // Roengenol. - 1998. - V. 50. - P. 170.

5 Kim T., MurakamiT., TakahashiS., HoriM., TsudaK., NakamuraH. Diffusion-weighted single-shot echo planar MR imaging for liver disease // AJR. - 1999. - Vol. 173. - P. 393-398.

6. Komori Isamu Narabayashi, Kaname Matsumura, Mitsuru Matsuki, Hiroyuki Akagi, Yasuharu Ogura, Fumitoshi Aga, Itaru Adachi. 2-[Fluorine-18]-fl uoro-2-deoxy-D-glucose positron emission tomography/computed tomography versus whole-body diffusion-weighted MRI for detection of malignant lesions: initial experience // Ann Nucl Med. - 2007. - Vol. 21. - P. 209-215.

7. High W. A., et al. Gadolinium is detectable within the tissue of patients with nephrogenic systemic fibrosis // J Am Acad Dermatol. -2007. - Vol. 56. - P. 21-26.

8. Lauterbur P. C. // Nature. - 1973. - Vol. 190. - P. 242.

9. Morgan V.A. Evaluation of the potential of diffusionweighted imaging in prostate cancer detection / V. A. Morgan, S. Kyriazi, S. E. Ashley, N. M. DeSouza // Acta Radiol. - 2007. - Vol. 48, № 6. -P. 695-703.

10. Reinsberg S. A. Combined use of diffusion-weighted MRI and 1H MR spectroscopy to increase accuracy in prostate cancer detection / S. A. Reinsberg, G. S. Payne, S. F. Riches et al. // AJR Am. J. Roentgenol. - 2007. - Vol. 188. - P. 91-98.

11. Takahara T. et al. Radiat. Med. - 2004. - Vol. 22.

Поступила 05.08.2010

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.