CC BY
147
© М.З. Хасанов, М.Г. Тухбатуллин, 2018
УДК 616.65-006.6-07
МУЛЬТИПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДИАГНОСТИКА РАКА ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫ: ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
М.З. Хасанов1,2, М.Г. Тухбатуллин1
1Казанская государственная медицинская академия - филиал ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия
непрерывного профессионального образования» МЗ РФ, г. Казань
2ГАУЗ «Республиканский клинический онкологический диспансер МЗ РТ», г. Казань
MULTIPARAMETER ULTRASOUND DIAGNOSIS OF PROSTATE CANCER: A REVIEW OF THE LITERATURE
M.Z. Khasanov12, M.G. Tukhbatullin1
1Kazan State Medical Academy — Branch of the FSBEI FPE RMACPE MOH Russia, Kazan 2Tatarstan Cancer Center, Kazan
Хасанов Марат Зуфарович - аспирант кафедры ультразвуковой диагностики Казанской государственной медицинской академии - филиала ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» МЗ РФ
420012, г. Казань, ул. Бутлерова, д. 36, тел. +7-903-388-64-28, e-mail: [email protected]
Khasanov M.Z. - postgraduate student of the Ultrasonic Diagnostic Department of Kazan State Medical Academy — Branch of the FSBEI FPE RMACPE MOH Russia
36 Butlerov Str., Kazan, Russian Federation, 420012, tel. +7-903-388-64-28, e-mail: [email protected]
Реферат. В обзоре представлены данные отечественной и зарубежной литературы о диагностических возможностях мультипараметрического ультразвука в диагностике рака предстательной железы. Проанализированы достоинства и недостатки различных ультразвуковых методик в диагностике рака предстательной железы.
Ключевые слова: рак предстательной железы, ультразвуковое исследование, мультипараметрический ультразвук, контраст усиленный ультразвук, эластография сдвиговой волной.
Abstract. The review presents data of domestic and foreign literature on the diagnostic capabilities of multiparametric ultrasound in the diagnosis of prostate cancer. The advantages and disadvantages of various ultrasound techniques in the diagnosis of prostate cancer have been analyzed.
Key words: prostate cancer, ultrasound, multiparametric ultrasound, contrast enhanced ultrasound, shear wave elastography.
Рак предстательной железы (РПЖ) является актуальной проблемой современного здравоохранения и второй наиболее распространенной злокачественной опухолью мужского населения [1]. В РФ РПЖ в структуре онкологических заболеваний у мужчин занимает 2-е ранговое место и демонстрирует уверенный рост заболеваемости и смертности [2]. Своевременная диагностика РПЖ, оценка его агрессивности обеспечивает эффективное управление болезнью и улучшает прогноз заболевания [7]. Стандартный скрининг РПЖ включает сочетание пальцевого ректального исследования (ПРИ), определение уровня простатспеци-фического антигена (ПСА) и ультразвуковое исследо-
вание (УЗИ) предстательной железы. Общеизвестно, что РПЖ в обязательном порядке требует морфологической верификации, а также определения степени дифференцировки опухоли [4]. Данный постулат определяет вектор развитие визуализирующих методик, в том числе для повышения точности прицельной биопсии. Ошибка выборки системных биопсий причина многих ложноотрицательных результатов, когда зачастую значительные опухоли пропускаются или недостаточно оцениваются [5]. Очевидно, что диагностика с помощью систематических неприцельных биопсий далека от идеала, и отсутствие инструмента адекватной визуализации является основным недо-
статком диагностического пути. В связи с этим первоочередное вниманию уделяется поиску метода изображения рака предстательной железы, с помощью которого можно было бы заменить систематические неприцельные биопсии на несколько прицельных биопсий. Если визуализирующая методика обладает достаточно высоким уровнем отрицательной прогностической ценности, она должна исключить РПЖ на основе одного изображения, устранив тем самым необходимость проведения системных биопсий у пациентов с подозрением на РПЖ по данным пальцевого ректального исследования (ПРИ) и по уровню ПСА. Инструментальная визуализация предстательной железы сосредоточена на двух платформах: магнитно-резонансной томографии (МРТ) и ультразвука. МРТ обладает различными модальностями. Поскольку каждая из них в отдельности не обладает достаточной диагностической точностью, в современной литературе рекомендуется комбинировать их в мультипа-раметрический МРТ [6]. Современная ультразвуковая диагностика также располагает рядом технологий, позволяющие говорить об мультипараметрическом ультразвуке. Помимо базисного серошкального изображения выделяют допплерографические режимы, эластографию и контрастусиленное УЗИ. По аналогии с комплексным МРТ, использование комбинации из этих основных режимов ультразвука может потенциально улучшить диагностическую эффективность метода в диагностике РПЖ. В настоящем обзоре представлены основные принципы, эффективность различных ультразвуковых методов и клинические результаты их использования в рамках мультипара-метрического ультразвукового исследования.
Трансректальное УЗИ в серошкальном режиме
Появление серой шкалы в середине 20 века вызвало лавинообразное распространение ультразвука в медицинской практике. На сегодняшний день ультразвуковое исследование в серошкальном режиме является стандартным инструментом визуализации предстательной железы [7]. По данным В-режима можно измерить объем желез, оценить контуры, внутреннюю структуру, также производиться руководство направления иглы при систематической биопсии и размещении зерен при брахитерапии [8]. В виду неоспоримых преимуществ в визуализации наибольшее распространение получило трансректальное УЗИ (ТРУЗИ). При данном доступе железа отделена от датчика стенкой прямой кишки, жировой клетчаткой и фасциальной перегородкой. В 1956 г.
впервые были использованы ректальные ультразвуковые датчики [9]. С тех пор достигнуто колоссальное улучшение технологии ТРУЗИ. Современные ультразвуковые аппараты оснащены высокочастотными ректальными датчиками (5-16 МГц), позволяющие получать детальное изображение структуры железы и окружающих тканей. Однако при высокой разрешающей способности, данные получаемые при ТРУЗИ характеризует низкая специфичность. Так, принято считать типичным УЗ признаком раннего РПЖ - гипо-эхогенное образование в периферической зоне, хотя общая вероятность злокачественного процесса при визуализации данного признака всего лишь 20-25% [10]. Ультразвуковая характеристика разнообразных доброкачественных процессов предстательной железы могут симулировать РПЖ. К ним относятся воспалительные изменения, гранулематозный простатит, расширенные ацинарные железы, доброкачественная гиперплазия предстательной железы (ДГПЖ) [11]. Злокачественный процесс также могут симулировать рельефные сосуды периферической зоны, гладко-мышечные элементы в области верхушки железы и семявыносящих протоков [12]. Кроме того не все опухоли предстательной железы гипоэхогенные, около 35-39% имеют изоэхогенную эхоструктуру, ограничивая потенциал серошкального режима [3, 13]. Так, по данным крупного мультицентрового исследования примерно 40% опухолей предстательной железы не визуализируются при проведении серошкального ТРУЗИ [15]. В таких случаях помогают вторичные признаки, такие как изменения контура, оценка сохранности собственной капсулы и деформация семенных пузырьков. Однако информативность данных признаков для ранних форм РПЖ не высока, их информативность повышается со стадией заболевания. Так, деформация контура и нарушение целостности капсулы отмечается примерно в 30% случаев локализованных форм опухолевого процесса предстательной железы, а деформация семенных пузырьков практически не отмечается [9]. В переходных зонах РПЖ развиваются в 25% случаев, где их также затруднительно диагностировать [14]. В 3% случаев РПЖ может быть гипер-эхогенной эхоструктуры [9].
Таким образом, даже при использовании аппаратуры высокого класса многие, как правило, локализованные формы РПЖ пропускаются в В-режиме. В этих случаях заболевание диагностируется при выполнении системных биопсий. Изоэхогенные формы рака простаты обычно выявляются по данным УЗИ при появлении косвенных признаков опухолевого пора-
жения [16]. Эффективность серошкального режима представленная в литературе широко варьируются -чувствительность в пределах от 8 до 88% и специфичность от 42,5 до 99% [17-19]. Прогностическая ценность положительного результата и специфичность в диагностике РПЖ страдают от большого числа ложно положительных результатов, вызванных различными доброкачественными процессами, такие как простатит, доброкачественная гиперплазия, атрофия и инфаркт [20].
Трансректальная ультразвуковая допплеро-графия
Появление допплерографических методик в конце 20 века безусловно расширила диагностические возможности серошкального режима. По их данным можно оценить сосудистый рисунок железы в целом и узловых изменений в частности, степень васкуля-ризации и гемодинамические показатели кровотока [21]. Развитие РПЖ в клинически значимую болезнь сопровождается ангиогенезом, а увеличение плотности микрососудов ассоциируется с более агрессивными опухолями и худшим прогнозом [22]. Повышенную васкуляризацию ткани злокачественных новообразований отображают допплерографические режимы ультразвука. Оба варианта методики, цветовое и энергетическое картирование кровотока нашли свое применение в оценке сосудистого рисунка предстательной железы. Метод цветового допплеровского картирования (ЦДК) основан на анализе частот допплеровского сдвига и отображает различие скоростей в потоке крови. Разность частот излучаемого и принимаемого эхосигналов пропорциональна скорости частиц кровотока, а также зависит от допплеровского угла [22, 23]. Установлено, что при ЦДК кровоток в злокачественных образованиях предстательной железы регистрируется в опухолях размером не меньше 1 см [23]. Также характерно наличие одиночного ги-перваскулярного участка линейным размером не менее 5 мм [24]. Отмечено повышение диагностической эффективности серошкального режима с использованием ЦДК в выявлении РПЖ [24, 25]. Однако усиление кровотока может определяться не только при РПЖ, но при воспалении и других доброкачественных процессах. Другим существенным недостатком ЦДК является ограниченность методики в визуализации мелких сосудов с низкой скоростью кровотока, а также в опухолях размером меньше 2 мм [23, 26].
Энергетическое допплеровское картирование (ЭДК), как более новая методика имеет лучшую чув-
ствительность в демонстрации кровотока в мелких сосудах с низкими скоростями кровотока. Оттенки цвета при ЭДК несут информацию об амплитудах эхо-сигналов отраженных от элементов крови, а также направление кровотока [23]. По результатам исследования Wilson с соавт., УЗИ с использованием ЭДК оказалось эффективным способом визуализации сосудов при РПЖ, которые коррелирует с оценкой опухолевого процесса по шкале Глисона [27]. По данным C. Ho с соавт., в диагностике РПЖ ЭДК имеет чувствительность 96,7%, специфичность - 24,5%, отрицательную предсказательную ценность - 96,4%, а муль-тифокальная биопсия выполненная под контролем ТРУЗИ с ЭДК 66,7%, 24,5% и 73% соответственно [28]. По результатам исследования Савушкина М.С. с соавторами, гемодинамические показатели у больных с РПЖ, ДГПЖ и простатитом достоверно отличались от данных контрольной группы. Информативность комплексного ТРУЗИ составила: чувствительность - 80%, специфичность - 93%, точность - 75% [29]. Брызгунова О.Е. с соавторами приводят следующие данные об увеличении информативности серошкаль-ного режима в диагностике РПЖ за счет добавления допплерографических режимов - чувствительность с 75% до 81%, специфичность с - 40 до 77%, положительная предсказательная ценность - с 45 до 69%, отрицательная предсказательная ценность - с 72 до 83% [30]. ЭДК играет существенную роль в установке стадии РПЖ, диагностируя выход опухоли за пределы железы по данным увеличения плотности сосудов в подкапсульной области, а также за счет визуализации сосудов проходящие сквозь капсулу. Так, по данным А.Б. Богданова чувствительность, специфичность и точность ЭДК в установлении стадийности РПЖ составила 90%, 76% и 66% соответственно [24]. По результатам самого крупного на сегодняшний день исследования, проведенное Айзенбергом с соавт., в ходе которого сравнивали серошкальный ультразвук и энергодопплер с 620 образцами радикальных про-статэктомий, было сообщено, что добавление энер-годопплера в В-режим улучшает специфичность с 47 до 74% при снижении чувствительности с 58 до 47% [17]. Как видно, результаты исследований сильно различаются между собой, в частности из-за различий в дизайнах исследований и численности обследуемых. ЭДК может обнаруживать питательные сосуды опухоли размером до 1 мм, в то время как размер истинных колеблется в диапазоне от 10 до 50 мкМ [17]. Таким образом, обнаружение повышенной васкуляриза-ции допплерографическими режимами не основано
на истинном ангиогенезе микрососудов, а на более крупных опухолевых питательных сосудах с более высоким уровнем поражения по шкале Глисона [31]. Значимое преимущество допплерографических методов над серошкальным ультразвуком в каждом исследовании не может быть универсально продемонстрировано [32].
Контрастусиленное ультразвуковое исследование
Контрастное вещество - препарат, вводимый в полый орган, полость в организме или кровеносный сосуд и обеспечивающий контрастное усиление визуализации при лучевых методах исследования Контраст усиленное ультразвуковое исследование (КУУЗИ) -исследование определенного органа или системы в сочетании с внутривенным (или другим) введением в организм контрастного препарата, обеспечивающего контрастное усиление визуализации определенной степени выраженности [33].
Ультразвуковые контрастные препараты (УКП) содержат микропузырьки инертного газа стабилизированные оболочкой из липидов или галактозы средним диаметром 1.9-2.5 микрометров, что сопоставимо с размерами эритроцитов [34]. Микропузырьки ультразвуковых контрастных веществ вводят внутривенно, они проходят через легочное кровообращение, а затем усиливают сосуды конечных органов. Ультразвуковые контрастные агенты второго поколения при использовании низкого механического индекса (MI<0.2) имеют более длительную продолжительность действия. При этом нелинейные колебания микропузырьков в поле ультразвука вызывают нелинейные отражения, которые можно отличить от линейных отражений тканей. Это позволяет получать изображения, достаточно чувствительные для обнаружения одного единственного микропузырька, и, следовательно, визуализации истинной микроциркуляции кровотока [35]. Граница раздела фаз между пузырьками и водной средой является зеркалом для ультразвуковых лучей, благодаря чему повышается эхогенность крови и усиливается контрастность между кровью и окружающими тканями [33, 36]. УКП циркулируют исключительно в крови и не выходят за пределы сосудистого русла, а благодаря размерам свободно проходят микроциркуляторную систему [22].
Наиболее распространенный УКП в мире, это препарат второго поколения Соновью (производитель Bracco Swiss CA, Италия). Использование его было одобрено в 2001 г. Европейским медицинским агент-
ством. В РФ это единственный зарегистрированный УКП, допущенный к применению 5 августа 2013 года [33]. Данный препарат при своей высокой диагностической эффективности безопасен и характеризуется единичными случаями побочных эффектов [37].
Простата является органом с обильным кровоснабжением. Артериальное кровоснабжение предстательной железы осуществляется от ветвей нижних пузырных, средних геморроидальных артерий и срамной артерии, которые проходят по задней поверхности мочевого пузыря. Конечными ветвями данных сосудов являются простатическая и внутренняя пузырная артерии. Все эти сосуды связаны между собой множественными анастомозами. Венозный отток происходит по предстательному венозному сплетению во внутреннюю подвздошную вену [3, 9].
Отмечена четкая связь плотности микрососудов с наличием РПЖ [38]. Как уже было выше отмечено, размеры истинных опухолевых микрососудов находятся в диапазоне 10-50 мкМ, в то время как средний размер микропузырьков УКП (1.9-2.5 мкМ) сопоставим с размерами эритроцитов [22]. Благодаря этому КУУЗИ может выявить данные микрососуды. При КУУЗИ для злокачественных новообразований наиболее характерно асимметрично быстрый приток УКП в артериальную фазу и быстрое вымывание в венозную, очаговое усиление и асимметрия внутрипростатических сосудов [39].
БеСе!ааг с соавт. впервые продемонстрировали, что плотность микрососудов связана с РПЖ. Используя контраст-усиленное объемное ЭДК они смогли диагностировать в среднем 86% случаев РПЖ у 70 пациентов, запланированных на радикальную про-статэктомию [40]. МШ:егЬегдег с соавт. на большом материале (1776 мужчин) сравнивали диагностическую эффективность прицельной биопсии из пяти точек под контраст усиленным трансректальным доппле-ровским ультразвуковым контролем и системной биопсии из десяти точек. Результаты исследования показали значительно более высокий положительный процент выявляемости РПЖ для прицельных биопсий по сравнению с системными - 11 против 5% [41]. В меньшем исследовании Тауегпа с соавт. не смогли продемонстрировать превосходство прицельных биопсий под контролем контраст усиленного ЭДК над биопсиями под контролем серошкального ультразвука и ЭДК [32]. Х1е с соавт. оценили диагностические возможности прицельной биопсии в диагностике РПЖ с использованием серошкального режима, энер-годопплера и КУУЗИ. Изолированное использование
только КУУЗИ существенно не улучшило диагностическую эффективность прицельной биопсии. Максимальную эффективность показала биопсия с использованием всех трех методик [42]. По данным другого многоцентрового клинического исследования, КУУЗИ увеличила процент диагностики РПЖ, указывая на то, что диагностика с использованием прицельной биопсии вместо систематической биопсии будет полезна в обнаружении РПЖ [43]. Zhao с соавт. продемонстрировали потенциал КУУЗИ в улучшении показателей прицельной биопсии в выявляемости РПЖ, однако пришли к выводу, что от систематических биопсий пока нельзя отказаться [44].
Одним из недостатков КУУЗИ является субъективная интерпретация исследователя визуального ряда и низкая воспроизводимость результатов исследования. Поэтому необходимы не только субъективные, но и количественные оценки. В связи с этим активно разрабатываются методы количественного анализа параметров кровотока КУУЗИ, которые помогают предсказать является ли ткань злокачественной используя различные модели кровотока. Считается, что количественная оценка способна улучшить точность и уменьшить операторзависимость, связанную с интерпретацией результатов КУУЗИ [45]. Jiang с соавт. обнаружили, что развитие неоваскулярности при РПЖ характеризуется увеличением пика интенсивности при КУУЗИ, который был значительно выше, чем у пациентов с доброкачественной гиперплазией предстательной железы [46]. Их исследование также показало, что локализация опухолевых очагов и их оценка по шкале Глисона были влияющими факторами на значения пика интенсивности. Jung с соавт. проводили количественный анализ кривой время-интенсивность у двадцати пациентов запланированных на радикальную простатэктомию. Гистологическое исследование выявило 34 очага РПЖ у 20 пациентов. В 30 из 34 очагов ранняя диагностика была осуществлена путем количественной оценки изображений КУУЗИ [47]. Еще одним ограничением КУУЗИ является то, что регистрация накопления и вымывания контрастного агента занимает около 2 мин. и за один раз можно записать только одну плоскость. Интервал 3-5 минут требует большего количества УКП. Использование 3D эндоректальных датчиков, поддерживающих контрастную программу, позволит провести 3D (4D) сканирование всей железы за одну болюсную инъекцию УКП. Однако наличие таких ультразвуковых систем ограничено, и пока нет опубликованных данных по использованию 4D контраст усиленного ультразвука [48, 49].
Справедливости ради надо отметить, что некоторые отчеты говорят, что контраст усиленное ТРУЗИ не только имеет ограниченный диагностический коэффициент полезного действия, но и отнимает много времени и средств [32, 50]. На сегодняшний день реальные преимущества данной методики остаются спорными и требуют дальнейшего изучения [51].
Ультразвуковая эластография
В 1991 году учеными из Хьюстона (США) впервые был разработан термин «эластография» (от лат. elasticus - «упругий»), обозначающий методы дифференциации биологических тканей по их жесткости с помощью ультразвуковых аппаратов или магниторе-зонансных томографов [52]. По сути, эти методики являются альтернативной пальпацией, но с более высокой разрешающей способностью. Эластографию так и принято называть - «виртуальная пальпация». Со времен Гиппократа высокая плотность или жесткость новообразований ассоциируется с злокачественным процессом. Данная зависимость лежит в основе информативности эластографии.
Жесткость биологических тканей количественно выражается модулем упругости (модулем Юнга), который характеризует свойства мягких тканей сопротивляться растяжению/сжатию при упругой деформации [53].
В медицинскую практику ультразвуковая эластография стала активно внедряться с 2010 года. С ее открытием произошел качественный прорыв в дифференциальной диагностике очаговой патологии поверхностно расположенных органов. В настоящее время активно ведутся исследования по использовании эластографии в диагностике заболеваний различных органов. В зависимости от способа генерации деформаций и методов расчета модуля Юнга выделяют две основные разновидности эластографии: компрессионная эластография (КЭГ) и эластография сдвиговой волной (ЭСВ) [54].
Таким образом, ультразвуковая эластография -специальная методика «дистанционной пальпации» тканей, позволяющая измерять и отображать биомеханические свойства, связанные с «восстанавливающими» силами в ткани, которые действуют против деформации сдвига, реализованные в современных ультразвуковых диагностических приборах.
Компрессионная эластография
Развитие эластографии началось с компрессионной эластографии (compression elastography,
quasistatic ultrasound elastography, strain imaging, static strain imaging) [55]. Оценка упругих свойств тканей при данной разновидности эластографии осуществляется путем сравнения изображений их до и после сжатия, осуществляемого ультразвуковым датчиком. Методика основана на уравнении Е=о/£, где Е - модуль упругости Юнга, о - величина компрессии, £ - относительная деформация столбика ткани. Эластограммы оцениваются по характеру цветового картирования, выбор цветовой гаммы произволен. В большинстве УЗ аппаратов, более жесткие участки окрашиваются в синие цвета, а более мягкие - в красные. КЭГ позволяет оценить упругие свойства тканей различных органов. Отношение показателей упругости принимаются за индекс жесткости или от англ. «strain ratio» (SR) и является полуколичественной оценкой методики [56]. При проведении КЭГ необходимо обеспечить постоянный контакт датчика с железой и избегать повышенной компрессии. Сила давления датчика регулируется с помощью шкалы контроля качества на экране УЗ сканера [57]. При компрессии важно обеспечить движение датчика точно в осевом направлении, так как именно осевую деформацию проще всего точно зафиксировать [54]. Для выполнения данного условия необходима неподвижная твердая поверхность, что не всегда выполнимо и является одним из ограничивающих факторов методики [58].
КЭГ эффективна в диагностике заболеваний различных органов, так, например, в диагностике рака молочной железы данная методика потенциально может стать золотым стандартом [54]. Мета-анализ 2012 года в оценке эффективности прицельной биопсии по данным КЭГ, проведенный Teng et al., показал чувствительность на уровне 62%, специфичность -79%, а чувствительность и специфичность по каждому пунктату в отдельности - 34 и 93%, соответственно [59]. В.В. Митьков и соавт. показали следующие значения диагностической эффективности КЭГ в диагностике РПЖ: чувствительность — 85,0%, специфичность — 78,8%, положительное предсказательное значение — 70,8%, отрицательное предсказательное значение - 89,7%, точность — 81,1% [60].
Главный недостаток метода заключается в том, что цветовая карта автоматически масштабируется между самой мягкой и самой твердой тканью в отображаемом поле и не содержит абсолютной меры эластичности, то есть нет количественной оценки метода и сравнение жесткости между пациентами [61]. Субъективная интерпретация эластограмм и затруднение в стандартизации циклического сжатия датчиком желе-
зы в нужном направлении добавляют значительную зависимость изображения компрессионной эластографии. Таким образом, КЭГ демонстрирует хорошие результаты с явным дополнительным диагностическим значением для серошкального режима, однако есть серьезные ограничения метода которые надо принимать во внимание [49].
Эластография сдвиговой волной
Эластография сдвиговой волны (ЭСВ) - это новый метод, который оценивает жесткость биологических тканей, измеряя скорость прохождения поперечной волны через них. Физически сдвиговая волна - это упругая поперечная волна (в отличие от продольной ультразвуковой), которая вызывает смещение частиц среды перпендикулярно направлению распространения волны. Сдвиговая волна, индуцированная внутри ткани фокусированным ультразвуковым лучом, распространяется быстрее через более жесткие ткани [62]. Скорость распространения поперечных волн связано с модулем Юнга и отображается как цветная карта [61]. Есть два очевидных преимущества данной методики: ЭСВ не требует ручного циклического сжатия простаты и возможна количественная оценка, потому что скорость сдвиговой волны и модуль Юнга являются абсолютными значениями. Распространяются сдвиговые волны в основном в твердых телах, в жидкой однородной среде без вязкости они возникать не могут [54].
Методика основана на уравнении Е = 3-p С2,
где Е — модуль упругости Юнга, кПа, С — скорость сдвиговой волны (м/с), р — плотность вещества (кг/м3).
Из данной формулы видно, что скоростные показатели находятся в прямой зависимости от показателей упругости ткани [52, 56].
Выделяют две основные разновидности эластографии сдвиговой волны: точечная и двумерная.
Точечная эластография позволяет оценивать скорость сдвиговой волны в выбранной зоне интереса, устанавливаемой под контролем серошкальной эхографии. Данная методика впервые была предложена компанией Siemens (Германия) в виде ультразвуковой визуализации с усиленным акустическим импульсом (Acoustic Radiation Force Impulse) и назван ARFI-эластографией.
При двумерной эластографии, впервые разработанной компанией Supersonic Imagine (Франция), информация о величинах жесткости ткани в районе интереса (в виде скорости сдвиговой волны или значений модуля Юнга) картируется разными цветами.
Это позволяет более точно измерить и сравнить параметры жесткости в различных участках исследуемого органа [32].
В 1997 г. патент на использование методики количественный оценки сдвига ткани получили А.Р. Sarvazyan et al. [63].
В 2011 г. Correas J.M. et al. сообщили об экспериментально полученных количественных данных модуля Юнга предстательной железы. Так, для злокачественных очагов значения Emean составили 55±45 кПа (23-180 кПа), для неизмененных участков периферической зоны - 18±9 кПа, при доброкачественной гиперплазии и очаговом простатите - 19±5 кПа (12-28 кПа) (p<0,01). Индекс жесткости SWE_ratio между злокачественным очагом и прилежащей неизмененной паренхимы (3,0±1,0) достоверно отличался по сравнению с доброкачественными узловыми изменениями (1,0±0,20) (p<0,01) [64].
Также по результатам этого исследования были рассчитаны чувствительность, специфичность, предсказательная ценность положительного теста и предсказательная ценность отрицательного теста в диагностике РПЖ для каждого режима УЗИ (серош-кальное изображение с допплерографией, КУУЗИ с контрастом Соновью, ЭСВ) и МРТ с контрастированием (см. табл.). Как следует из таблицы, максимальную диагностическую эффективность показала ЭСВ.
Данная группа авторов в более поздней работе определили порог жесткости для РПЖ в 35 кПа; у большинства пациентов (96%) с более высокими значениями модуля Юнга был диагностирован злокачественный процесс [65]. Сопоставление результатов эластометрии предстательной железы и данных биопсии у 53 мужчин представлены Barr et al. [62]. По данным их исследования, значение 37 кПа взято в качестве отсечки между доброкачественными и злокачественными процессами. Это значение показало следующие значения информативности ЭСВ в диа-
гностике РПЖ: чувствительность 96%, специфичность 96%, положительное предсказательное значение 69% и отрицательное предсказательное значение равное почти 100%. Модуль Юнга был значительно выше в областях со злокачественной тканью по сравнению с областями гиперплазией, атипией или воспалением. Для РПЖ значения модуля Юнга колебались от 30 до 110 кПа, M±o - 58,0±20,7 кПа. Авторы делают вывод, что пациентам с повышенным уровнем простатспеци-фического антигена или с аномальными результатами пальцевого ректального исследования, но при отрицательном значении эластографии сдвиговой волны, можно не проводить биопсию. Использование ЭСВ может значительно снизить ложноотрицательные результаты биопсии в диагностике рака предстательной железы.
В исследовании с похожим дизайном в количестве 50 пациентов Ahmad et al. продемонстрировали чувствительность и специфичность ЭСВ в диагностике РПЖ 90 и 88% соответственно у пациентов с ПСА ниже 20 нг/мл, а у пациентов со значением ПСА выше 20 нг/мл чувствительность и специфичность оказалось равной 93% [66]. Их данные также свидетельствуют о достоверных различиях показателей модуля Юнга при сумме Глисона 7 (163±63 кПа) (M±o) и 6 (95±28,5 кПа) (P=0,007). Данная тенденция при сумме Глисона 8 (113±20 кПа) не отмечалась.
В работе В.В. Митькова и соавт. получены пороговые значения модуля Юнга для РПЖ (Emean > 53,0 кПа и SWE_ratio > 2,0); чувствительность эластографии сдвиговой волны в диагностике РПЖ составила 88,2%, специфичность — 89,2%, положительное предсказательное значение — 88,2%, отрицательное предсказательное значение — 89,2%, точность — 88,7% [67]. А.В. Амосов и соавт. получили следующие значения эластометрии сдвиговой волной: для неизмененной предстательной железы - от 0 до 23 кПа, для ДГПЖ - от 23,4 до 50 кПа и для РПЖ - выше 50,5 кПа. Чувствитель-
Таблица. Показатели информативности различных модальностей ультразвука и МРТ в диагностике рака предстательной железы
Чувствительность Специфичность ПЦПТ ПЦОТ
% % % %
В режим+ЦДК 50 73 50 73
КУУЗИ 67 86 75 80
ЭСВ 90 100 100 94
МРТ 62 78 62 78
Примечание: ПЦПТ - предсказательная ценность положительного теста, ПЦОТ - предсказательная ценность отрицательного теста
ность и специфичность метода в диагностике РПЖ составила 90,8 и 94,6% соответственно, отмечена корреляция значений модуля Юнга с суммой баллов по шкале Глисона [68]. В другой работе этих авторов сообщается, что чувствительность теста «Етеап>53,0 кПа
- рак предстательной железы» составила 93,1%, специфичность - 95,8%, предсказательная ценность положительного теста - 98,5%, предсказательная ценность отрицательного теста - 82,1%, ЛЫС 0,956. Чувствительность теста «Етеап>106,8 кПа - сумма Глисона >7» составила 87,9%, специфичность - 76,9%, предсказательная ценность положительного теста - 82,9%, предсказательная ценность отрицательного теста
- 83,3%, ЛЫС 0,882 [69]. В нашей работе использование УЭСВ позволило повысить информативность се-рошкального режима с ЭДК: чувствительность с 73 до 81%, специфичность - с 45 до 89% и точность - с 58 до 84%. Проведенный статистический анализ показал максимальную информативную ценность показателей эластометрии в диагностике РПЖ при значении Етеап>46,5 и SWE-ratio>2,6 [70].
В связи вышесказанным, эластографии сдвиговой волной является перспективным неинвазивным методом в диагностике РПЖ, данные которой значительно повышают информативность ультразвукового исследования и характеризуются хорошей воспроизводимостью. Однако очевидна необходимость и значимость в дальнейшем изучении метода для определения его места в рамках мультипараметрической ультразвуковой диагностики рака предстательной железы.
Заключение
Обсуждаемые ультразвуковые режимы используют разные физические свойства злокачественной ткани: серошкальный ультразвук визуализирует анатомическую структуру, допплерографические режимы демонстрируют увеличенную макрососудистость, контраст усиленный ультразвук микрососудистость и эластография повышенную жесткость. Имеющиеся данные подтверждают, что объединение различных ультразвуковых методов в мул ьти пара метр и чес кий ультразвук значительно улучшают диагностическую эффективность рака предстательной железы.
Комплексное использование этих модальностей имеет потенциал для выявления большего количества опухолей, за счет дополнительных характеристик подозрительных участков. Чтобы раскрыть полный потенциал мпУЗ должны быть разработаны оптималь-
ный алгоритм и стандартизированные протоколы результатов мультипараметрической визуализации. Эффективно сочетая данные методы, направленные на разные свойства злокачественной ткани, может быть построен ценный клинический инструмент с преимуществом ультразвука.
Литература
1. Jemal A., Bray F., Center M. M. et al. Global cancer statistics // CA Cancer J. Clin. - 2011. - №61. - Р. 69-90.
2. Злокачественные новообразования в России в 2015 году (заболеваемость и смертность) / Под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, Г.В. Петровой. -М.,2017.
3. Назаренко Г.И., Хитрова А.Н. Ультразвуковая диагностика предстательной железы в современной урологической практике. - М.: Издательский дом «Видар-М», 2012. - 288 с.
4. Петров С.Б., Ракул С.А., Живов А.В., и др. Клиническое стадирование рака предстательной железы при ее первичной биопсии // Онкоурология. -2010. - Т. 2. - С. 45-48.
5. Bjurlin M.A., Carter H.B., Schellhammer P. et al. Optimization of initial prostate biopsy in clinical practice: sampling, labeling and specimen processing // J. Urol. - 2013. - 189. - P. 2039-2046. doi:10.1016/j.juro.2013.02.072
6. Hoeks C.M.A., Scheenen T.W.J., Vos P.C. Prostate cancer: multipara metric MR imaging for detection, localization, and staging // Radiology. - 2011. - 261 (1). - P. 46-66.
7. Heidenreich A., Bastian P.J., Bellmunt J. et al. EAU guidelines on prostate cancer. Part 1: screening, diagnosis, and local treatment with curative intent-update 2013 // Eur. Urol. - 2014. - 65. - P. 124-137. doi:10.1016/j.eururo.2013.09.046
8. Pummer K., Rieken M., Augustin H. et al. Innovations in diagnostic imaging of localized prostate cancer // World J. Urol. - 2013. - 32. - P. 881-890. doi:10.1007/ s00345-013-1172-6.
9. Шолохов В.Н., Бухаркин Б.В., Лепэдату П.И. Ультразвуковая томография в диагностике рака предстательной железы. Руководство для врачей. - 1-е изд. - М., 2006. - 112 с.
10. Ellis W.J., Chetner M.P., Preston S.D., Brawer M.K. Diagnosis of prostatic carcinoma: the yield of serum prostate specific antigen, digital rectal examination and transrectal ultrasonography // J. Urol. - 1994. -152. - P. 1520-1525.
11. Sheth S., Hamper U.M., Walsh P.C., Holtz P.M., Epstein J.l. Transrectal ultrasonography in stage A adenocarcinoma of the prostate: a sonographic-pathologic correlation // Radiology. - 1991. - 179. -P. 35-39.
12. Hamper U.M., Sheth S., Walsh P.C., et al. Stage В adenocarcinoma of the prostate: transrectal US and pathologic correlation of nonmalignant hypoechoic peripheral zone lesions // Radiology. - 1991. - 180. -P. 101-104.
13. Heijmink S.W.T.P.J., F^terer J.J., Strum S.S. et al. State-of-theart uroradiologic imaging in the diagnosis of prostate cancer // Acta Oncol. - 2011. - 50 (Suppl. 1). - P. 25-38. doi:10.3109/0284186X.2010.578369
14. Babaian R.J. Extended field prostate biopsy enhances cancer detection // Urol. - 2000. - Vol. 55. - P. 453-456.
15. Rifkin M.D., Zerhouni E.A., Gatsonis C.A. et al. Comparison of magnetic resonance imaging and ultrasonography in staging early prostate cancer: results of a multiinstitutional cooperative trial // N. Engl. J. Med. - 1990. - 323. - P. 621-626.
16. Ультразвуковая диагностика. Практическое решение клинических проблем. Т. 2: пер. с англ. / Э.И. Блют. - М.: Мед. лит., 2015. - 176 с.: ил.
17. Eisenberg M.L., Cowan J.E., Carroll P.R., Shinohara K. The adjunctive use of power Doppler imaging in the preoperative assessment of prostate cancer // BJU Int. - 2010. - 105. - P. 1237-1241. doi:10.1111/ j.1464-410X.2009.08958.x
18. Brock M., von Bodman C., Sommerer F. et al. Comparison of real-time elastography with grey-scale ultrasonography for detection of organ-confined prostate cancer and extra capsular extension: a prospective analysis using whole mount sections after radical prostatectomy // BJU Int. - 2011. - 108. -P. 217-222. doi:10.1111/j.1464-410X.2011.10209.x
19. Zalesky M., Urban M., Smerhovskэ Z. et al. Value of power Doppler sonography with 3D reconstruction in preoperative diagnostics of extraprostatic tumor extension in clinically localized prostate cancer // Int. J. Urol. - 2008. - 15. - P. 68-75. doi:10.1111/j.1442-2042.2007.01926.x; discussion 75
20. Ellis J., Tempeny C., Sarin M.S. et al. MR imaging and sonography of early prostatic cancer: pathologic and imaging features that influence identification and diagnosis // Am. J. Roentgenol. - 1994. - 162. -P. 865-872.
21. Михалева Л., Пушкарь Д., Ткаченко Е., Рудоманова И. Кровоснабжение предстательной железы при ее доброкачественных и злокачественных ново-
образованиях // Врач. - 2006. - №6. - С. 66-67.
22. Russo G., Mischi M., Scheepens W. et al. Angiogenesis in prostate cancer: onset, progression and imaging // BJU Int. - 2012. - 110. - P. E794-E808. doi:10.1111/ j.1464-410X.2012.11444.x.
23. Карман А.В., Дударев В.С., Леусик Е.А. Трансректальное ультразвуковое исследование в диагностике рака предстательной железы // Онкологический журнал. - 2013. - Т. 7, №3 (27). - С. 66-74.
24. Богданов А.Б. Энергетическое допплеровское картирование в стадировании рака предстательной железы: автореф. дис ... канд. мед. наук. - М.,
2010. - 119 с.
25. Sen J. et al. Role of color doppler imaging in detecting prostate cancer // Asian J. Surg. - 2008. - Vol. 31. -Р. 16-19.
26. Catalona W.J., Richie J.P., Ahmann F.R. et al. Comparison of digital rectal examination and serum prostate specific antigen in the early detection of prostate cancer: results of a multicenter clinical trial of 6,630 men // J. Urol. - 1994. - 151. - P. 1283-1290.
27. Wilson N.M., Masoud A.M., Barsoum H.B., et al. Correlation of power Doppler with microvessel density in assessing prostate needle biopsy // Clin. Radiol. - 2004. - 59. - P. 946-950.
28. Ho C. et al. Evaluation of power Doppler ultrasonography for prostate biopsy in men with elevated serum prostate specific antigen levels // Clin. Ter. - 2012. - Vol. 163. - P. 211-214.
29. Савушкин М.С., Белова И.Б. Возможности трансректальной допплерографии в диагностике заболеваний предстательной железы // Ученые записки Орловского Государственного Университета. Серия: естественные, технические и медицинские науки. - 2012. - №6-1. - С. 307-310.
30. Брызгунова О.Е., Власов В.В., Лактионов И.И. Современные методы диагностики рака предстательной железы // Биомедицинская химия. - 2007. -Т. 53. - С. 128-139.
31. Nelson E.D., Slotoroff C.B., Gomella L.G., Halpern E.J. Targeted biopsy of the prostate: the impact of color Doppler imaging and elastography on prostate cancer detection and Gleason score. // Urology. - 2007. - 70. - P. 1136-1140. doi:10.1016/j.urology.2007.07.067
32. Taverna G., Morandi G., Seveso M. et al. Colour Doppler and microbubble contrast agent ultrasonography do not improve cancer detection rate in transrectal systematic prostate biopsy sampling // BJU Int. -
2011. - 108. - P. 1723-1727.
33. Сенча А.Н., Могутов М.С., Патрунов Ю.Н., и др. Уль-
тразвуковое исследование с использованием контрастных препаратов. - М.: Видар-М, 2015. - 144 с.
34. Talab S.S., Preston M.A., Elmi A., Tabatabaei S. Prostate cancer imaging: what the urologist wants to know // Radiol. Clin. N. Am. - 2012. - 50. - P. 1015-1041. doi:10.1016/j.rcl.2012.08.004
35. Smeenge M., Mischi M., Laguna Pes M.P. et al. Novel contrast-enhanced ultrasound imaging in prostate cancer // World J. Urol. - 2011. - 29. - P. 581-587. doi:10.1007/s00345-011-0747-3
36. Futoshi S., Hiroji U. The Utility and Limitations of Contrast-Enhanced Ultrasound for the Diagnosis and Treatment of Prostate Cancer // Sensors. - 2015. - 15. -P. 4947-4957. doi:10.3390/s150304947
37. Claudon M., Cosgrove D., Albrecht T. et al. Guidelines and good clinical practice recommendations for contrast-enhanced ultrasound (CEUS) - update 2008 // Ultraschall Med. - 2008. - 29. - P. 28-44.
38. Sedelaar J.P.M., Van Leenders G.J.L.H., Hulsbergen-van de Kaa C.A. et al. Microvessel density: correlation between contrast ultrasonography and histology of prostate cancer // Eur. Urol. - 2001. - 40. - P. 285-293.
39. Seitz M., Gratzke C., Schlenker B. et al. Contrast-enhanced transrectal ultrasound (CE-TRUS) with cadence-contrast pulse sequence (CPS) technology for the identification of prostate cancer // Urol. Oncol. - 2011. - 29. - P. 295-301. doi:10.1016/j. urolonc.2009.03.032
40. Sedelaar J.P.M., van Leenders G.J.L.H., Goossen T.E.B. et al. Value of contrast ultrasonography in the detection of significant prostate cancer: correlation with radical prostatectomy specimens // Prostate. - 2002. - 53. -P. 246-253. doi:10.1002/pros.10145
41. Mitterberger M.J., Aigner F., Horninger W., et al. Comparative efficiency of contrast enhanced colour Doppler ultrasound targeted versus systematic biopsy for prostate cancer detection // Eur. Radiol. -2010. - 20. - P. 2791-2796.
42. Xie S.W., Li H.L., Du J., et al. Contrast-enhanced ultrasonography with contrast-tuned imaging technology for the detection of prostate cancer: Comparison with conventional ultrasonography // BJU Int. - 2012. - 109. - P. 1620-1626.
43. Uemura H., Sano F., Nomiya A., et al. Usefulness of perflubutane microbubble-enhanced ultrasound in imaging and detection of prostate cancer: Phase II multicenter clinical trial // World J. Urol. - 2013. - 31. - P. 1123-1128.
44. Zhao H.X., Xia C.X., Yin H.X., et al. The value and limitations of contrast-enhanced transrectal
ultrasonography for the detection of prostate cancer // Eur. J. Radiol. - 2013. - 82. - P. 641-647.
45. Smeenge M., Mischi M., Laguna Pes M.P. et al. Novel contrast-enhanced ultrasound imaging in prostate cancer // World J. Urol. - 2011. - 29. - P. 581-587. doi:10.1007/s00345-011-0747-3
46. Jiang J., Chen Y.Q., Zhu Y.K., et al. Factors influencing the degree of enhancement of prostate cancer on contrast-enhanced transrectal ultrasonography: Correlation with biopsy and radical prostatectomy specimens // Br. J. Radiol. - 2012. - 85. - P. 979-986.
47. Jung E.M., Wiggermann P., Greis C. et al. First results of endocavity evaluation of the microvascularization of malignant prostate tumors using contrast enhanced ultrasound (CEUS) including perfusion analysis: first results // Clin. Hemorheol. Microcirc. - 2012. - 52. -P. 167-177. doi:10.3233/CH-2012-1594
48. Futoshi S., Hiroji U. The Utility and Limitations of Contrast-Enhanced Ultrasound for the Diagnosis and Treatment of Prostate Cancer // Sensors. - 2015. - 15.
- P. 4947-4957. doi:10.3390/s150304947
49. Arnoud P., Massimo M., Jean de la R., Hessel W. Multiparametric ultrasound in the detection of prostate cancer: a systematic review // World J. Urol.
- 2015. - 33. - P. 1651-1659. doi 10.1007/s00345-015-1523-6
50. Seitz M., Gratzke C., Schlenker B., et al. Contrast-enhanced transrectal ultrasound (CE-TRUS) with cadence-contrast pulse sequence (CPS) technology for the identification of prostate cancer // Urol. Oncol.
- 2011. - 29. - P. 295-301.
51. Wink M., Frauscher F., Cosgrove D., et al. Contrast-Enhanced Ultrasound and Prostate Cancer; A Multicentre European Research Coordination Project // Eur. Urol. - 2008. - 54. - P. 982-993.
52. Ophir J., Cespedes I., Ponnekanti H., et al. Elastography: a quantitative method for imaging the elasticity of biological tissues // Ultrason Imaging. - 1991. -Vol. 13. - P. 111-134.
53. Тухбатуллин М.Г., Галеева З.М., Бастракова А.Е. Ультразвуковая эластография // Эхография в диагностике заболеваний внутренних и поверхностно расположенных органов / Под ред. М.Г. Тухбатулли-на. - Казань: Медицинская книга, 2016. - С. 119-130.
54. Осипов Л.В. Технологии эластографии в ультразвуковой диагностике // Медицинский алфавит. -2013. - Т. 3-4, №23. - С. 5-21.
55. Frey H. Real-time elastography: a new ultrasound procedure for reconstruction of tissue elasticity // Radiologe. - 2003. - Vol. 43, №10. - P. 850-855.
56. Зыкин Б.И., Постнова Н.А., Медведев М.Е. Ультразвуковая эластография (обзор) // Медицинский алфавит. Диагностическая радиология и онкотера-пия. - 2013. - №1-2. - С. 14-19.
57. Карман А.В., Дударев В.С., Леусик Е.А. Трансректальное ультразвуковое исследование в диагностике рака предстательной железы // Онкологический журнал. - 2013. - Т. 7, №3 (27). - С. 66-74.
58. Дынник О.Б., Линская А.В., Кобыляк Н.Н. Сдвиговая эластография и эластометрия паренхимы печени // Променева дiагностика, променева тератя. - 2014. - С. 1-2.
59. Teng J., Chen M., Gao Y et al. Transrectal sonoelastography in the detection of prostate cancers: a meta-analysis // BJU Int. - 2012. - 110. -P. 614-620. doi:10.1111/j.1464-410X.2012.11344.x
60. Митьков B.B., Васильева А.К., Митькова М.Д. Возможности ультразвуковой эластографии в диагностике рака предстательной железы // Ультразвуковая и функциональная диагностика. - 2012. -№3. - С. 13.
61. Correas J.M., Tissier A.M., Khairoune A. et al. Ultrasound elastography of the prostate: state of the art // Diagn. Interv. Imaging. - 2013. - 94. - P. 551-560. doi:10.1016/j.diii.2013.01.017
62. Barr R.G., Memo R., Schaub C.R. Shear wave ultrasound elastography of the prostate: initial results // Ultrasound Q. - 2012. - Vol. 28, №1. - P. 13-20. doi:10.1097/RUQ.0b013e318249f594
63. Sarvazyan A., Rudenko O.V., Swanson S.D. et al. Shear wave elasticity imaging: a new ultrasonic technology of medical diagnostics // Ultrasound Med. Biol. -1998. - Vol. 24, №9. - P. 1419-1435.
64. Correas J.M., Khairoune A., Tissier A.M. et al. Transrectal
quantitative Shear Wave Elastography: application to prostate cancer. A feasibility study // Poster presented at the European Congress of Radiology. Vienna. -2011. - Abstract. - P. 17480.
65. Correas J.M., Tissier A.M., Khairoune A. et al. Prostate cancer: diagnostic performance of real time shear wave elastography // Radiology. - 2015. - 275 (1). -P. 280-9.
66. Ahmad S., Cao R., Varghese T. et al. Transrectal quantitative shear wave elastography in the detection and characterisation of prostate cancer // Surg. Endosc. - 2013. - 27. - P. 3280-3287. doi:10.1007/ s00464-013-2906-7
67. Митьков В.В., Васильева А.К., Митькова М.Д. Ультразвуковая эластография сдвиговой волны у больных с подозрением на рак предстательной железы // Ультразвуковая и функциональная диагностика. - 2012. - №6. - С. 18-29.
68. Амосов А.В., Крупинов Г.Е., Аркадьев А.М. и др. Диагностика рака предстательной железы с использованием гистосканирования и ультразвуковой эластометрии сдвиговой волной // Онкоурология. - 2016. - Т. 12, №2. - С. 74-79.
69. Амосов А.В., Крупинов Г.Е., Лернер Ю.В. и др. Ультразвуковая эластография сдвиговой волной в диагностике рака предстательной железы (ретроспективное исследование) // Ультразвуковая и функциональная диагностика. - 2016. - №4. -С. 10-17.
70. Хасанов М.З., Тухбатуллин М.Г., Савельева Н.А. Роль ультразвуковой эластографии сдвиговой волны в диагностике рака предстательной железы // Практическая медицина. - 2017. - №7 (108). - С. 156-159.
