CC BY
6© Коллектив авторов, 2013
Комплексное магнитно-резонансное исследование при раке молочной железы
Н.В. МЕЛАДЗЕ1 2, С.К. ТЕРНОВОЙ1, 2, М.А. ШАРИЯ1, А.Е. СОЛОПОВА2
'Отдел томографии Института клинической кардиологии им. А.Л. Мясникова Российского кардиологического научно-производственного комплекса Минздрава РФ; 2Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава РФ
Comprehensive magnetic resonance imaging for breast cancer
N.V. MELADZE1- 2, S.K. TERNOVOY1- 2, M.A. SHARIA1, A.E. SOLOPOVA2
1Department of Tomography, A.L. Myasnikov Institute of Clinical Cardiology, Russian Cardiology Research-and-Production Complex, Ministry of Health of Russia, Moscow; 2I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Ministry of Health of Russia
Резюме
Цель исследования. Повышение эффективности диагностики опухолей молочной железы (МЖ) с помощью комплексного магнитно-резонансного исследования, включающего магнитно-резонансную маммографию (МРМГ) с динамическим контрастированием и магнитно-резонансную спектроскопию (МРС).
Материалы и методы. Обследовали 87 женщин с новообразованиями МЖ в возрасте от 32 до 75 лет. МРМГ проводили на томографе Phillips Achieva 3.0 T TX. Протокол исследования состоял из аксиальных Т1- и Т2-взвешенных изображений с подавлением сигнала от жировой ткани и 8 постконтрастных динамических серий. Динамику накопления контрастного препарата в новообразованиях оценивали при помощи построения кривых интенсивность сигнала—время. МРС проводили с помощью последовательности PRESS.
Результаты. При динамической МРМГ у больных раком МЖ в 83,9% случаев определялся III тип кривой интенсивность сигнала—время. В 16,1% случаев злокачественных образований и в 33,3% фиброаденом определялся II тип кривой интенсивность сигнала—время. В 66,7% наблюдениях фиброаденом выявлен I тип кривой интенсивность сигнала—время. Повышение концентрации холина в злокачественных образованиях выявлено в 17,7% наблюдений. Размер опухоли в них превышал 2 см. В остальных наблюдениях выявить пик холина в злокачественных образованиях не удалось, что мы связываем с большим размером воксела, превышающим размер образования. При уменьшении размеров воксела отмечалось резкое падение соотношения сигнал/шум. Кроме того, повышение уровня холина определялось в 9,5% наблюдений фиброаденом. При сравнении результатов МРС до и после введения контрастного препарата выявлено преимущество при проведении МРС после введения контрастного препарата, что мы в первую очередь связываем с более точным, чем при бесконтрастном исследовании, позиционированием вокселя на опухоли.
Заключение. Динамическая МРМГ с внутривенным введением контрастного препарата является эффективным методом дифференциальной диагностики образований МЖ. МРС пока не может быть включена в стандартный протокол исследования женщин с образованиями в МЖ.
Ключевые слова: магнитно-резонансная маммография, магнитно-резонансная спектроскопия, рак молочной железы.
Aim. To enhance the efficiency of diagnosis of breast tumors by comprehensive magnetic resonance imaging (MRI) involving dynamic contrast-enhanced magnetic resonance mammography (MRM) and magnetic resonance spectroscopy (MRS). Subjects and methods. Eighty-seven women aged 32 to 75 years with breast neoplasms were examined. MRM was performed on a Philips Achieva 3.0T TX scanner. The MRI protocol consisted of axial fat-suppressed T1- and T2-weighted spin-echo images and 8 postcontrast dynamic series. Changes in contrast-enhanced MRI of breast cancer (BC) were estimated by constructing the signal intensity-time curves. MRS was carried out using a PRESS sequence.
Results. Dynamic MRM determined type III signal intensity-time curve in 83.9% of the patients with BC and type II curve in 16.1% of those with breast malignancies and in 33.3% of those with breast fibroadenomas. Type I signal intensity-time curve was identified in 66.7% of the cases of fibroadenomas. Elevated choline concentrations in the malignancies were detected in 17.7% of cases. Their tumors were larger than 2 cm. The choline peak in the malignancies could not be revealed in the other cases, which was associated to the large voxel size exceeding the mass size. There was a drastic fall in the signal-to-noise ratio with smaller voxel sizes. Furthermore, higher choline levels were determined in 9.5% of the fibroadenoma cases. Comparison of MRS findings before and after contrast injection revealed the advantage of the latter, which is primarily attributed to the more accurate voxel position on the tumor than that during non-contrast-enhanced MRS.
Conclusion. Dynamic intravenous contrast-enhanced MRM is an effective method for the differential diagnosis of breast masses. MRS cannot be included in the standard study protocol for women with breast masses for the present.
Key words: magnetic resonance mammography, magnetic resonance spectroscopy, breast cancer.
КП — контрастный препарат МЖ — молочная железа
МРМГ — магнитно-резонансная маммография
МРС — магнитно-резонансная спектроскопия МРТ — магнитно-резонансная томография РМЖ — рак молочной железы
Одной из основных причин, заметно влияющих на Рак молочной железы (РМЖ) занимает первое место состояние здоровья женщин, является высокая частота в структуре онкологической заболеваемости женского на-развития заболеваний молочных желез (МЖ). селения во всем мире. По данным Международного агент-
Н.В. Меладзе и соавт.
ства исследований онкологических заболеваний (IARC), в мире ежегодно регистрируется более 1 млн новых случаев РМЖ, а в Российской Федерации — более 50 тыс. [1].
В России РМЖ занимает первое место по показателям заболеваемости (20,5%) и смертности (17,2%) среди злокачественных заболеваний у женщин в возрасте 15—89 лет, являясь ведущей онкологической патологией, причем пик заболеваемости приходится на возрастную группу 50—59 лет [2].
Несмотря на успехи в лечении и повышение качества диагностики данной патологии, смертность от злокачественных образований МЖ составляет более 56% от общего числа заболевших [3].
По данным разных авторов, в России частота выявления запущенных форм заболеваний этого органа велика и колеблется около 25,4—25,5% при РМЖ III стадии, 11,9— 12,3% — при IV стадии [4].
Это обусловлено прежде всего поздней диагностикой данной патологии и несвоевременным обращением пациентов, а также отсутствием высокочувствительных методов выявления РМЖ ранних стадий. В то же время хорошо известно, что обнаружение опухоли размерами менее 5 мм ведет к излечению практически 100% больных при хирургических вмешательствах [5].
В настоящее время одной из важнейших проблем маммологии остается дифференциальная диагностика доброкачественных и злокачественных образований МЖ [6]. Это приводит к необходимости поиска более специфичных методов диагностики злокачественных образований МЖ.
Магнитно-резонансная томография (МРТ) — современный, динамично развивающийся метод неинвазивной визуализации, который активно внедряется в качестве уточняющего при патологии МЖ. Известно, что магнитно-резонансная маммография (МРМГ) является высокочувствительным, однако не всегда специфичным методом диагностики заболеваний МЖ. По данным литературы, чувствительность МРМГ с динамическим контрастированием для инвазивных опухолевых образований колеблется от 83 до 100%, а специфичность — от 29 до 97% [7]. Перспективы развития МРМГ, в первую очередь повышение специфичности этого метода исследования, некоторые авторы связывают с внедрением в клиническую практику магнитно-резонансной спектроскопии (МРС) [8, 9]. МРС — метод лучевой диагностики, позволяющий неинвазив-но изучать биохимическое строение тканей живого организма. Используя методику МРС, в заданном объеме тканей получают графическое изображение спектра, в котором отображается концентрация различных метаболитов.
В связи с этим мы сочли актуальным проведение нашего исследования, целью которого было изучение возможности применения МРМГ с динамическим контрастированием и МРС в дифференциальной диагностике узловых образований МЖ.
Сведения об авторах:
Терновой Сергей Константинович — проф., акад. РАМН, рук. отд. томографии РКНПК, зав. каф. лучевой диагностики и терапии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова
Шария Мераб Арчилович — д.м.н., в.н.с. отд. томографии РКНПК Солопова Алина Евгеньевна — к.м.н., доц. каф. лучевой диагностики и терапии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова
Материалы и методы
Обследовали 97 человек, которых мы разделили на основную и контрольную группы. В основную группу вошли 87 пациентов с заболеваниями МЖ, выявленными другими методами диагностики. Среди обследованных пациентов основной группы преобладали женщины (86:1), что связано с различной заболеваемостью МЖ у мужчин и женщин.
Возраст обследованных пациентов составил от 32 до 75 лет, средний — 55,7+3,5 года. Среди больных преобладали женщины, принадлежащие к социально активной, трудоспособной части населения, в возрасте от 40 до 59 лет (65,5%). Всем пациентам проводили комплексное клиническое обследование, диагностический комплекс методов визуализации включал маммографию, ультразвуковое исследование, МРМГ с динамическим контрастированием и МРС.
Впоследствии всем пациентам основной группы выполняли морфологическую верификацию выявленных заболеваний методами тонкоигольной биопсии, трепанобиопсии либо патоморфо-логическое исследование материала, полученного во время хирургического вмешательства.
Контрольную группу составили 10 условно здоровых пациенток, у которых по данным комплексного клинико-лучевого обследования патологические изменения в МЖ не выявлены.
МРМГ с динамическим контрастированием и МРС проводили на томографе Phillips Achieva 3.0T TX (Голландия). При исследованиях применяли специальную маммографическую катушку, на которую укладывали пациенток в положении на животе с вытянутыми вперед руками, предварительно выполняли катетеризацию локтевой вены.
Исследование проводили в первую фазу менструального цикла (5—8-й день от начала менструации), чтобы исключить гормональные влияния на МЖ и связанные с этим функциональные и морфологические ее изменения. При проведении исследования в другие сроки возможно неспецифическое диффузное или очаговое усиление ткани МЖ, что может привести к диагностическим ошибкам. Мы не проводили МРМГ в течение 6 мес после открытой биопсии или хирургического лечения и ранее 12 мес после предшествующей лучевой терапии.
Во всех используемых программах в зону сканирования полностью включались обе МЖ и подмышечные области.
Динамику накопления контрастного препарата (КП) в новообразованиях оценивали путем построения кривых интенсивность сигнала—время.
Противопоказанием к проведению МРМГ являлись стандартные противопоказания к любым магнитно-резонансным исследованиям.
При МРС МЖ для оценки значения химического сдвига в единице объема ткани мы проводили одновоксельную протонную спектроскопию, используя методику с точечной локализацией PRESS (point-resolved spectroscopy sequence). Магнитные поля вокселов МЖ характеризуются тенденцией к неоднородности. Это связано с наличием жировой ткани и ряда других элементов, что приводит к возникновению артефактов и снижению отношения сигнал/шум. Поэтому для гомогенизации вокселов мы выполняли шиммирование и применяли методики подавления сигнала от жировой ткани и воды, использовали методику выборочного химического сдвига (CHESS — hemical shift selective).
При проведении спектроскопии опухоли важно аккуратно и точно размещать воксел таким образом, чтобы «захватить» максимальный объем опухолевой ткани и минимизировать содержание нормальных тканей МЖ, особенно жировой. Однако надо помнить, что при уменьшении размеров воксела отмечалось резкое падение соотношения сигнал/шум, а значит и качество получаемого спектра.
Контактная информация:
Меладзе Нино Вахтанговна — лаборант-исследователь отд. томографии РКНПК, заочный аспирант каф. лучевой диагностики и терапии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова; тел.: +7(495)414-6334; e-mail: meladze_nina@mail.ru
При выполнении спектроскопии мы пользовались следующими параметрами: TE 244, TR 1500, NSA 256, воксел 10—30 мм, время сканирования 6 мин 28 с. Однако, учитывая длительное время сканирования и высокую чувствительность последовательности к артефактам от движения, в дальнейшем мы сократили количество повторений (NSA) до 128, сократив время до 3 мин 14 с, что позволило избежать дополнительных артефактов, без значимой потери отношения сигнал/шум.
В связи с отсутствием стандартного протокола проведения МРС нет единого мнения о том когда — до или после введения КП — нужно проводить спектроскопию, нет однозначных данных о влиянии содержащих гадолиний препаратов на спектральную картину заболеваний МЖ.
В связи с этим в 15 (18,9%) случаях мы проводили спектроскопию как до, так и после внутривенного введения КП.
Остальным 64 пациентам МРС выполняли только после внутривенного ведения КП.
В полученном материале мы оценивали качество получаемого спектра, ровность базовой линии, отсутствие «шума», наличие в качественном спектре пика холина на 3,2 ppm как маркера злокачественности процесса, ширину пика и площадь под ним.
Результаты
По результатам клинико-лучевого обследования выявлена следующая патология (см. таблицу). У 71,3% больных выявлены образования злокачественного характера, которые преобладали в группе старше 40 лет (90,3%), что соответствует общей мировой тенденции развития онкологических заболеваний.
Больные с доброкачественными заболеваниями МЖ составили 42,4%. В группе пациенток с доброкачественными образованиями преобладали пациентки моложе 40 лет. У них наиболее часто диагностированы фиброаденомы (24,1%), значительно реже определялись кисты (10,3%), образования воспалительной природы (2,3%), цистоаде-нопапилломы (2,3%), липомы (2,3%), узловая форма мастопатии (1,1%).
При МРМГ с внутривенным введением КП у больных РМЖ в 45 (86,5%) случаях определялся III тип кривой интенсивность сигнала—время с быстрым накоплением КП (максимум интенсивности в первые 2 мин), и дальнейшим его быстрым вымыванием (рис. 1).
В 5 (9,6%) случаях злокачественных образований и в 7 (36,8%) фиброаденом определялось линейное увеличение интенсивности сигнала в течение 2—3 мин после введения КП с последующим выходом на «плато» — II тип кривой интенсивность сигнала—время. В 12 (62,2%) наблюдениях фиброаденом определялось постепенное длительное, более 3 мин, накопление КП — I тип кривой. В 2 наблюдениях липом накопление КП отсутствовало.
Повышение концентрации холина в злокачественных образованиях выявлено лишь в 9 (17,3%) случаях (рис. 2), размер опухоли в которых превышал 2 см.
Во всех остальных наблюдениях выявить пик холина в злокачественных образованиях не удалось, что мы связываем с большим размером воксела, превышающим размер образования. При уменьшении размеров воксела отмечалось резкое падение отношения сигнал/шум.
Кроме того, повышение уровня холина определялось в 2 (10,5%) наблюдениях фиброаденом.
Проводили сравнение результатов МРС до и после внутривенного введения КП. Полученные результаты отражали преимущество при проведении МРС после введения КП, что мы в первую очередь связываем с более точным позиционированием воксела на опухоли по сравнению с бесконтрастными исследованиями.
Обсуждение
При оценке контрастирования МРМГ с внутривенным введением КП необходимо учитывать следующие факторы: наличие контрастирования, тип (форму) кривой, скорость захвата и наличие эффекта вымывания.
Наличие быстрого и интенсивного очагового контрастирования с нечеткими или неровными краями, усилением протоковых структур служит первым и наиболее часто встречающимся признаком злокачественности. Однако этот симптом не всегда 100% специфичен. В 9,6 % наших наблюдений в злокачественных образованиях определялось умеренное накопление КП — II тип кривой, характерный для различных доброкачественных образований (фиброаденомы, пролиферативные и воспалительные изменения), что согласуется с данными других авторов [10].
Наиболее частыми признаками доброкачественных процессов при МРМГ являются сохраненная структура ткани МЖ с четко прослеживаемым соотношением жировой, соединительной и железистой тканей, четкие и ровные контуры образования. В большинстве доброкачественных образований определяется диффузное или отсроченное очаговое контрастирование (I тип кривой наблюдался в 62,2% случаев) или отсутствие контрастирования (29,7%). Полученные данные соответствуют результатам других работ [11].
Для достоверной оценки выявленных при МРТ изменений необходимо проводить оценку по нескольким признакам, позволяющим с высокой степенью вероятности определить наличие или отсутствие злокачественно-
Спектр патологии, выявленной у обследованных женщин
Возрастные группы Всего
Заболевание моложе 40 лет старше 40 лет
абс. % абс. % абс. %
РМЖ 6 9,7 56 90,3 62 71,3
Узловая мастопатия 1 100 0 0 1 1,1
Цистаденопапиллома 0 0 2 100 2 2,3
Липома 0 0 2 100 2 2,3
Фиброаденома 13 61,9 8 38,1 21 24,1
Маститы 2 100 0 0 2 2,3
Кисты 3 33,3 0 66,7 9 10,3
Н.В. Мела&зе и соавт.
Рис. 1. МРТ: Т1 ВИ с динамическим контрастированием. В правой МЖ определяется опухолевый узел (стрелка), накапливающий КП по III типу кривой интенсивность сигнала—время.
Рис. 2. МРС: злокачественная опухоль правой МЖ. Стрелкой указан пик холина на 3,2 ppm.
сти. Для постановки диагноза в спорных случаях должна быть проведена комплексная лучевая диагностика со сравнением результатов, полученных при МРМГ с внутривенным контрастированием, с данными маммографии, УЗИ.
В настоящее время проведение МРС МЖ связано с определенными трудностями, а именно высоким сигналом от содержащихся в тканях воды и липидов, поэтому приходится применять различные методики для уменьшения интенсивности сигнала от этих веществ. Кроме того, проблемой протонной спектроскопии является близкое расположение пиков в спектре, в связи с чем они частично перекрываются; с этой проблемой сталкивались и другие исследователи [12].
Мы согласны с рекомендацией других исследователей [13, 14], что при проведении МРС важно аккуратно и точно размещать воксел для исследования таким образом, чтобы «захватить» максимальный объем опухолевой ткани и минимизировать содержание нормальных тканей МЖ, особенно жировой.
В нашем исследовании мы получили результаты, аналогичные данным М. То/аЫ и соавт. [15]. Считаем, что КП очень слабо влияют на спектральную картину заболеваний МЖ. Мы рекомендуем проводить МРС МЖ после введения КП в связи с лучшими результатами, что мы в первую очередь связываем с более точным позициониро-
ванием воксела на опухоли по сравнению с бесконтрастными исследованиями.
При выполнении исследования после введения КП в нашей работе холинпозитивный сигнал определялся в 2 (10,5%) исследованных фиброаденомах, что также отражено в других работах [16, 17].
Нами выявлено повышение концентрации холина в злокачественных образованиях лишь в 9 (17,3%) наблюдениях, размер опухоли в этих случаях превышал 2 см. Как и в других исследованиях, ложноотрицательные результаты также встречались при крупных инвазивных раковых опухолях [18]. Эти факты свидетельствуют о том, что отрицательные результаты МРС не означают отсутствия РМЖ.
Заключение
Основные диагностические ограничения МРС наблюдались в случаях, когда размер воксела превышал размер опухоли. При этом определялось распределение очень слабого сигнала от холина или его отсутствие, что не позволило диагностировать РМЖ.
МРС дала лучшие результаты после введения КП, что связано с более точным позиционированием воксела.
Вместе с тем МРМГ с внутривенным введением КП является чувствительным методом диагностики инфильтрирующего РМЖ, который целесообразно использовать
на заключительном этапе диагностического процесса для получения дополнительной информации.
Работа выполнена в рамках ведущей научной школы «Разработка и внедрение алгоритмов применения высо-
котехнологичных неинвазивных методов лучевой диагностики в мониторинге женского здоровья и репродукции» НШ-4511.2012.7.
ЛИТЕРАТУРА
1. Stewart B, Klrihus P. World Health Organisation. World Cancer Report. International Agency on Research for Cancer. Lion: IARC Press 2003: 188—190.
2. Злокачественные заболевания в России в 2010 году (заболеваемость и смертность). Под. ред. В.И. Чиссова, В.В. Ста-ринского, Г.В. Петровой. М: ФГБУ «МНИОИ им. П.А. Герцена Минздравсоцразвития России» 2012; 260.
3. Давыдов М.И., Аксель Е.М. Статистика злокачественных новообразований в России и странах СНГ в 2004 г. Вестн РОНЦ им. H.H. Блохина РАМН 2006; 3: 132.
4. ДавыдовМ.И., ЛетягинВ.П. Практическая маммология 2007: 6—10.
5. ФоминЮ.А., СамановB.C. Рентгеноанатомический атлас молочных желез. Под ред. В.Ф. Семиглазова. 2003: 168.
6. Silverstein M.J., Recht A., LagiosM.J.D. et al. Special report: Consensus conference HI. Image-detected breast cancer: state-of-the-art diagnosis and treatment. J Am Coll Surg 2009; 209 (4): 504— 520.
7. Корженкова Г.П., Лукьянченко А.Б., ЗерновД.И. Возможности магнитно-резонансной томографии в алгоритме обследования пациентов с заболеваниями молочной железы. Маммология 2006; 3: 5—10.
8. Труфанов Г.Е., Серебряков С.В., Юхно Е.А. МРТ в маммологии. СПб: Элби 2009; 201.
9. Bolan P.J., Nelson M., Yee T.D., Garwood M. Imaging in breast cancer: Magnetic resonance spectroscopy. Breast Cancer Res 2005; 7: 149—152.
10. Труфанов Г.Е. Лучевая диагностика заболеваний молочных желез: руководство для врачей. СПб: ЭЛБИ 2006; 232.
11. Сергеев П.В., Панов В. О., Волобуев A.B. и др. Новые технологии в диагностике опухолевых заболеваний молочной железы с использованием магнитно-резонансных контрастных средств. Мед визуализация 2005; 3: 104—119.
12. Parker P.B, Bizzi A., Stefano N. et al. Clinical MR spectroscopy. Techniques and Aplications. Cambridge 2010: 229—230.
13. Baek H.-M., Chen J.-H., Nie K. et al. Predicting pathologic response to neoadjuvant chemotherapy in breast cancer by using MR imaging and quantitative 1H MR spectroscopy. Radiology 2009; 251 (3): 653—662.
14. Вolan P.J., Meisamy S., Baker E.H. et al. In vivo quantification of choline compounds in the breast with 1H MR spectroscopy. Magn Reson Med 2003; 50: 1134—1143.
15. Tozaki M., Fukuma E. 1H MR spectroscopy and diffusion— weighted imaging of the breast: are they useful tools for characterizing breast lesions before biopsy. Am J Roentgenol 2009; 193 (3): 840—849.
16. Baek H.-M., Chen J.-H., Yu H. J. et al. Detection of choline signal in human breast lesions with chemical—shift imaging. J Magnet Resonance Imag 2008; 27 (5): 1114—1121.
17. Sardanelli F., Fausto A., Di Leo G. et al. In vivo proton MR spectroscopy of the breast using the total choline peak integral as a marker of malignancy. Am J Roentgenol 2009; 192 (6): 1608—1617.
18. Tse G.M.K., CheungH.S., PangL.M. et al. Characterization of lesions of the breast with proton MR spectroscopy: comparison of carcinomas, benign lesions, and phyllodes tumors. Am J Roentgenol 2003; 181 (5): 1267—1272.
Поступила 25.12.2012
