CC BY
15ПРИМЕНЕНИЕ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ
ПРИ СОЛИДНЫХ ОПУХОЛЯХ ПАРЕНХИМАТОЗНЫХ ОРГАНОВ: ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И СОБСТВЕННЫЙ ОПЫТ
Д. Я. Иозефи, М. А. Винидченко, Н. С. Демченко
Аннотация. В статье приведен анализ публикаций, посвященных протонной магнитно-резонансной спектроскопии in vivo с акцентом на ее применении при раке поджелудочной и предстательной железы в условиях решения сложных дифференциально-диагностических задач. Приведены клинические случаи из практики применения одновоксель-ной спектроскопии при раке предстательной железы и раке
поджелудочной железы, проведена оценка диагностической значимости включения магнитно-резонансной спектроскопии в протокол сканирования в сравнении с нативными протоколами сканирования.
Ключевые слова: магнитно-резонансная спектроскопия, рак поджелудочной железы, рак предстательной железы, лактат, липиды, цитрат.
THE APPLICATION OF MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY IN SOLID TUMORS OF PARENCHYMATOUS ORGANS: LITERATURE REVIEW AND OWN EXPERIENCE
D. Ya. Iosefi, M. A. Vinidchenko, N. S. Demchenko oncology. Clinical cases of using single-voxel spectroscopy in
prostate and pancreatic cancer from our practice are presented, and Annotation. The article provides an analysis of publications the diagnostic significance of the inclusion of MR- spectroscopy in devoted to proton MR spectroscopy in vivo with an emphasis on the scanning protocol in comparison with native scanning protocols. its application in pancreatic and prostate cancer in the context Keywords: magnetic resonance spectroscopy, pancreatic of solving complex differential diagnostic problems of modern cancer, prostate cancer, lactate, lipids, citrate.
АКТУАЛЬНОСТЬ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
Протонная магнитно-резонансная спектроскопия (МРС) по водороду теоретически разработана в 1951 году. О МРС интакт-ных биологических тканей впервые сообщили две группы: R. B. Moon и J. H. Richards, использовавшие P-31 МРС для исследования ин-тактных эритроцитов в 1973 году, и D. Hoult et al. с использованием P-31 МРС для исследования иссеченной мышцы ноги крысы в 1974 году [1, 2]. Первый МР-спектр человеческого мозга in vivo был опубликован в 1985 году P. A. Bottomley [3], и значительный промежуток времени МРС применялась для исследования патологии головного мозга, однако постепенное расширение применения и накопление клинического, биохимического и томографического материала интенсифицирует применение этой методики при патологии простаты, поджелудочной железы, печени и других паренхиматозных органов. К сожалению, активное применение МРС in vivo в брюшной полости и малом тазу
ограничено спектральным разрешением, соотношением сигнала к шуму (SNR) и движением. МРС позволяет неинвазивно получить информацию о химическом составе ткани и обеспечивает дополнительную характеристику выделенного объема (вок-селя) поражения на основе анализа концентрации клеточных метаболитов. Максимальное пространственное разрешение метода — примерно 0,5 см3. В МРС регистрируются сигналы от химических веществ в тканях или метаболитов. Пики метаболитов идентифицируются, прежде всего, по их частотам (их положению в спектре) и выражаются как сдвиг частоты в частях на миллион (ppm) относительно стандарта. Наиболее распространенными ядрами, используемыми для МРС in vivo, являются протоны водорода (1H), ядра атома натрия (23Na) и ядра атома фосфора (31P). Преимущества ^-спектроскопии заключаются в том, что ее легче выполнять, она более широко доступна и обеспечивает гораздо более высокое отношение сигнала к шуму (SNR), чем 23Na и 31P. В спектроскопии NMR частота расположения метаболита или хи-
Рис. 1. Типичное положение пиков различных соединений в МРС нормальной ткани мозга.
мического соединения зависит от конфигурации протонов внутри химического вещества. В биологических тканях много воды, и ее частотное местоположение используется в качестве стандарта для 1H МРС in vivo, это означает, что все другие химические вещества идентифицируются путем сравнения их частотного местоположения (частотного сдвига) с таковым воды. 1H МРС обычно включается в стандартные протоколы МР-визуализации для получения функциональной информации и может выполняться за 5—15 минут. Наиболее изученными метаболитами с учетом их пиков при протонной спектроскопии являются
миыш
ИИ
холин с пиком на 3,2 ppm; ацетила-спартат — 2 ppm; миоинозитол — 3,56 ppm; жировые соединения — 1—1,2 ppm; глутамат — 2,2—2,5 ppm; креатинин — 3—3,9 ppm (рис. 1).
Основные разработки МРС проводятся в области онкологии. Доступно свободное и коммерческое программное обеспечение с различными алгоритмами для постобработки данных МРС. Постобработка включает в себя коррекцию движения (поправку на частоту и фазовые сдвиги), автоматическое подавление воды, низкочастотную фильтрацию остаточного сигнала воды, преобразование Фурье, преобразование Лоренца и Гаусса, и может быть полностью автоматизирована. Наблюдения показали измененное соотношение метаболизма холи-на-креатинина, ^ацетиласпартата и креатина у большинства злокачественных образований. Некоторые раки сопровождаются повышением пика лактата. Наглядно выглядят графики метаболитов нормальной паренхимы печени и жировой дистрофии (стеатогепатоза), приведенные на рисунке 2.
Применение МРС базируется на достоверных различиях в соотношениях пиков метаболитов в тканях опухоли и при лучевом некрозе, которые были установлены в большинстве исследований, посвященных этой проблеме [4, 5]. Например, спектральный паттерн лучевого некроза включает снижение кон-
центрации холина (Cho), креатина и N-ацетиласпартата (NAA), а также наличие пиков лактата (Lac), липид-ного комплекса и других метаболитов [6]. Лактат (Lac) — конечный продукт анаэробного гликолиза, маркер гипоксии. У здоровых добровольцев концентрация лактата находится на уровне предела чувствительности метода, то есть обычно на спектрах не обнаруживается. Увеличивается при ишемии, опухолях. Двойной пик лактата находится на 1,33 ppm, причем при ТЕ 135 мс он инвертирован (находится в противофазе), при ТЕ 30 мс — направлен вверх (находится в фазе). Известен эффект Варбурга — склонность раковых клеток производить энергию преимущественно с помощью очень активного гликолиза с последующим образованием молочной кислоты [7, 8]. Эти изменения являются одним из характерных эффектов, вызывающих рак мутаций и метаболических маркеров патологической ткани. Потенциальные преимущества лактат-опосредованного ацидоза для раковых клеток многочисленны. Гипотеза модифицированной кислотой инвазии предполагает, что ионы H+, секретируемые раковыми клетками, диффундируют в окружающую среду и изменяют границу раздела опухоль-строма, обеспечивая повышенную инвазивность [9], более того, лактат, полученный из опухоли, вносит вклад в поляризацию тканевых макрофагов [10]. Считает-
б
ся, что эффект Варбурга является ранним событием в онкогенезе, которое является непосредственным следствием начальной онкогенной мутации, такой как мутация KRAS при раке поджелудочной железы [11].
Липиды (Lip) — индикатор некроза и разрушения миелиновых оболочек. Обычно не выявляются у здоровых добровольцев, повышаются при опухолях, некрозе, абсцессах и демиелинизации. Пики на 0,8 и 1,3 ppm. Сигнал от липидов лучше всего выявляется при низких значениях ТЕ (меньше 35 мс) и снижается при более высоких TE. Поскольку Lac и Lip резонируют на одной и той же частоте 1,3 ppm, то в случае присутствия в исследуемом участке обоих метаболитов их пики могут быть неразличимы или накладываться и интерферировать. Для выделения пика Lac считаются важными следующие моменты: Lac имеет двойной пик; при ТЕ порядка 135 мс пик Lac инвертирован; при использовании высоких значений ТЕ (270 мс) сигнал от Lip подавляется и остается сигнал только от Lac. Пик липидов отражает некроз ткани, а повышение лактата вызывается сопутствующей ишемией. При вариабельном диагностическом пороге цифровых значений установлено повышение отношений Cho/Cr и Cho/NAA в опухолевой ткани в противовес их снижению в постлучевом поражении. Интересен факт, что более
_1_I_I_1_
_i_1_
_i_1_I_1_
_i_L
6 4 2 0 6
Рис. 2. Сравнение пиков воды и липидов: а — при жировой дистрофии печени, б — в норме.
www.akvarel2002.ru
№2 (77) • 2021
низкое отношение NAA/Cr замечено в опухолевой ткани (в очагах некроза при глиобластоме), чем в ткани при лучевом некрозе. Обзор опубликованных работ показывает, что МРС является полезным методом для дифференциального диагноза продолженного роста опухоли и лучевого некроза, хотя не все исследования свидетельствуют о достоверных различиях в их спектральных характеристиках [4]. При вирусном заболевании Cho и Ins всегда увеличиваются, тогда как снижение NAA в основном отражает запущенное или деториро-ванное клиническое состояние. При бактериальных абсцессах может быть повышено содержание многих аминокислот, липидов и Lac [12]. Известна модель [13], при которой профиль MRS мио-инозитола (Ins), глутатиона (GSH) и общего холина (GPC+PCho) будет обнаруживать асептическое воспаление даже при отсутствии других значимых изменений на МРТ, и увеличение или уменьшение концентрации маркеров с течением времени позволит дифференцировать прогноз процесса — будет ли воспаление пер-систирующим или ослабленным.
Практикующим врачам часто остается полагаться только на субъективные показатели для диагностирования лечебного патоморфоза заболевания и для оценки того, как пациент реагирует на лечение. Даже введение шкал, аналогичных TRG (tumor regression grade), не устраняет субъективного компонента. Таким образом, существует потребность в объективизации обнаружения воспаления, в том числе инфекции, неинвазивным путем in vivo в организме.
Одной из сохраняющихся проблем применения метода является многообразие оценок данных МРС с вычислением разных отношений (учитывая малую величину сигнала на фоне водного пика) и отсутствие консенсуса в выборе наиболее диагностически точного пути анализа, а также недостаток гистопатологи-ческой верификации результатов (из-за отсутствия совмещения спектроскопического вокселя с точкой биопсии в гетерогенных процессах).
Ограничения метода также связывают с предсказуемыми и, вероятно, неустранимыми при текущем уровне техники ошибками при сочетании опухолевой ткани с постлучевыми изменениями [14]. В исследовании J. P. Rock (2002) отношения Lip-Lac/Cho и Lip-Lac/nCr позволяют отличить чистую опухоль от чистого некроза [15]. Никакие значения не предполагали, что смешанные образцы можно было бы статистически значимо отличить либо от чистой опухоли, либо от чистого некроза. Эти исследования показывают значимость выбора расположения спектроскопического вокселя в однородном участке гистопатологиче-ского процесса.
Также известно, что существует возможность вывести неинвазивные методики верификации на новую высоту: в исследовании R. Caivano (2013) соотношения Cho/Cr (холин-содержащие соединения / креатин-фосфокреатиновый комплекс), Cho/NAA (N-ацетиласпартат) и NAA/Cr оценивали по спектральным картам в ядре опухоли и пе-ритуморальном отеке [16]. Статистически анализировали различия в соотношении метаболитов между глиомами низкой степени анаплазии (LGG), злокачественными глиомами (HGG) и метастазами. Также было проанализировано содержание ли-пидов / лактата. Были отмечены значимые различия в опухолевых и пе-ритуморальных соотношениях Cho/ Cr, Cho/NAA и NAA/Cr между LGG, HGG и метастазами. Содержание липидов и лактата оказалось полезным для различения глиом и метастазов. Результаты этого исследования демонстрируют, что МРС может дифференцировать LGG, HGG и метастазы, поэтому диагноз может быть установлен и верифицирован даже тем пациентам, которые не могут пройти биопсию.
В отношении экстрацеребральных заболеваний спектроскопия не стала мейнстримной методикой. В литературе и исследованиях, посвященных диффузным заболеваниям печени, перспективной считается фосфорная спектроскопия [17, 18, 19, 20, 21, 22], однако публикаций об информативности методики
МРС и перспективах ее применения в отношении очаговой патологии печени недостаточно, что связано со сложностями постобработки, позиционирования пациента с помещением зоны наиболее интересных для спектроскопии изменений в изоцентре магнита, требованиями к оборудованию и сопоставления с морфологическими данными. Повышение содержания фосфомоно-эфира (PME) при онкологических заболеваниях происходит за счет пролиферативной активности и синтеза фосфолипидных мембран. Аналогичные изменения выявляются при циррозе, однако при опухолях имеют более выраженный характер. Повышение содержания PME определяется не только непосредственно в опухолевом узле, но и практически во всей ткани печени. Вероятно, объяснить данный факт можно комплексной перестройкой процессов энергетического обмена в организме онкологического больного с повышением гликолиза и угнетением пластического обмена. Одним из основных проявлений данной перестройки является распад белков и ускорение расходования глюкозы, в ответ на которые организм реагирует усилением глюконеогенеза, что сопровождается увеличением содержания соответствующих промежуточных продуктов, таких как глюкозо-6-фосфат и т. п., которые участвуют в создании пика PME на фосфорном МР-спектре. В нескольких исследованиях МРС in vivo сообщалось об увеличении уровней холина в опухолях, таких как гепа-тоцеллюлярная карцинома, и о снижении отношения липидов к холину после трансартериальной эмболи-зации, проводившейся для гепато-целлюлярной карциномы [23, 24]. Отношение ПМЭ/ФДЭ в печени in vivo снизилось у пациентов с гепатитом С, которые ответили на противовирусное лечение, и оставалось таким же или увеличенным у пациентов без вирусологического ответа. Эти результаты предполагают, что PME и PDE могут использоваться в качестве биомаркеров в неинвазивном тесте ответа на лечение.
Ч^ЗИКЛД ОНКОЛОГИЯ
ТИПИЧНОЕ НАБЛЮДЕНИЕ
ПРОТОННОЙ МРС ИЗ АРХИВА ОТДЕЛЕНИЯ МРТ НМИЦ ОНКОЛОГИИ
При исследовании МРС верифицированного метастаза нейроэндо-кринного рака поджелудочной железы в печень на инвертированных спектрах получена картина пика от жира, лактата (рис. 3, 4).
При исследовании простаты в основном используют протонную и фосфорную спектроскопии. Основным метаболитом нормальной простаты является цитрат, входящий в состав секрета железы. Максимальное количество цитрата содержится в ее периферической зоне — 30,9±8,5 мкмоль/г. Общее содержание цитрата в нормальной простате составляет 4—6 мкмоль/г. В опухолевой клетке содержание цитрата падает, что объясняется искажением метаболизма в опухолевой клетке, а именно — синтез цитрата сменяется его окислением.
По данным разных авторов, концентрация цитрата при раке простаты колеблется от 1—2 до 3,74 мкмоль/г, тогда как в нормальной простате общее содержание цитрата составляет 4—6 мкмоль/г. Содержание креатина и креатинфосфата, которые в здоровой клетке используются в энергообмене, при злокачественных процессах уменьшается. Это связано со снижением общего уровня АТФ в опухолевой клетке. Также в опухолевой ткани при раке предстательной железы, как и при гепатоцеллюлярной карциноме и метастазах в мозг и печень, резко нарастает содержание веществ, участвующих в синтезе липидов, таких как холин, инозит, фосфолипи-ды. В опухолевых клетках увеличен синтез белков, необходимых для построения цитоплазмы, поэтому наблюдается увеличение содержания многих аминокислот, в том числе аланина и глутамата [25, 26]. Считается, что отсутствие или резкое сни-
жение содержания цитрата в ткани простаты патогномонично для аде-нокарциномы, хотя для диагностики рака предстательной железы гораздо чаще пользуются отношением холин+креатин/цитрат или цитрат/ холин+креатин. При раке простаты выявляются более высокие значения отношения холин+креатин/ цитрат, чем в нормальной периферической зоне. Превышение этого соотношения более 0,75 или двукратное уменьшение пика цитрата по сравнению с нормой характеризуется высокой предсказательной ценностью (75%) и высокой специфичностью (84%) в отношении рака предстательной железы. Показатели чувствительности и предсказательной ценности отрицательного результата составляют, соответственно, 71% и 81%.
Значения отношения цитрат/ холин+креатин в опухолевой ткани (0,67±0,17) ниже, чем в здоровой периферической зоне (1,46±0,28).
МЬоплГ Ьинф
Ш
««С« И »
VII: Л» -Ю0|0] Г;
»»■VI ,
Ъг: 11
№ !*и1Г
+Н«
ш
\ чясятцм
* 1
/
V
| > > » * 1111
пячт 4 те (?ког |ш
1 1)1гп
Рис. 3. Инвертированные спектры со значениями TE=35 мс и TE=144 мс от метастатического очага в печени, локализация вокселя и областей сатурации. В верхнем ряду — изображения метастаза нейроэндокринного рака поджелудочной железы в печень: в Т2-аксиальной последовательности, Т2-корональной последовательности и аксиальной LAVA-последовательности.
62^ №2 (77) • 2021
www.akvarel2002.ru
Рис. 4. Проанализированные в Tarquín спектры со значениями TE=35 мс и TE=144 мс метастаза нейроэндокринного рака поджелудочной железы в печень. Светлые линии отражают частотный анализ сигналов лактат-липидного комплекса, темные — суммарный сигнал.
При использовании поверхностной катушки были получены достоверные различия в значении цитрат/холин+креатин между раком (0,446±0,063) и здоровой тран-зиторной зоной, хотя между раком и доброкачественной стромальной гиперплазией железы достоверных отличий получено не было.
Совмещение многовоксельной спектроскопии со стандартными Т2-взвешенными изображениями способно не только улучшить выявляе-мость рака предстательной железы, но и получить пространственную информацию о локализации рака.
Причинами низкоинтенсивных сигналов, помимо рака, могут быть постбиопсийные гематомы, простатит, доброкачественная гиперплазия, дисплазия. Поэтому некоторые исследователи предлагают использовать отношение холин+креатин/ цитрат для дифференциальной диагностики низкоинтенсивных сигналов. Они показали, что в результате добавления к МРТ трехмерной протонной спектроскопии можно добиться значительного увеличения точности (с 52 до 75%) и спец-
ифичности (с 26 до 66°%) в выявлении опухоли в зоне постбиопсийных кровоизлияний.
С помощью МРС можно не только выявить рак предстательной железы и определить его локализацию, но и предсказать степень выраженности гистологических изменений по Глисону. При резком увеличении на спектре пика холина прогнозируется 7—8, а при умеренном увеличении — 4—5 баллов, оценка по Глисону. Опыт применения МРС предстательной железы, накопленный в отделении МРТ в НМИЦ онкологии, сводится преимущественно к одновоксельной МРС, при этом воксель располагался на наиболее высоко оцениваемых по и Т2-изображениях в соответствии с критериями PIRADS.
Пациент Б., 60 лет, обратился к врачу в связи с симптомами обструкции нижних мочевых путей. В анамнезе — трансректальная биопсия с верификацией G1 аде-нокарцинома, индекс Глисона 6 за год до выполнения МРТ, ПСА — 11,8 нг/мл в сентябре 2019 г., специального лечения до обращения
не получал. Периферическая зона: уменьшена, доли асимметричны, с наличием постбиопсийных изменений, фокусы поражения в обеих долях на срединном уровне, наиболее крупный очаг слева на срединном уровне (PZa—PZpl) по PIRADS v2 расценен как 5 баллов. Подтверждено увеличение холина и понижение цитрата в объеме очага, значения отношения холин+креатин/ цитрат достигали 0,83, что без повторной биопсии подтверждало наличие малигнизации.
В исследовании S. Varma (2007) на крысиной модели каррагинан-индуцированного воспаления кишечника метаболиты включают креатин, фосфатилхолин, группу CH2HC в жировой цепи алкилов и глицероловый хребет липидов [27]. Различия в концентрации этих метаболитов в каждой группе дают представление о биохимических изменениях, происходящих во время воспалительных заболеваний толстого кишечника, и придают диагностический потенциал 1H МРС в качестве инструмента для изучения воспаления толстой кишки в сочетании с биопсией. Несмотря на ex vivo, материалы перспективны для перенесения на изучаемые перитуморальные воспалительные процессы, однако методика требует калибровки и уточнения.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Для исследования диагностической ценности разработанной модели произведено вычисление чувствительности, специфичности и общей точности МРТ брюшной полости у пациентов c протоковой аденокарциномой поджелудочной железы по признакам наличия солидной опухолевой ткани. В исследование включены 20 протоколов исследований больных, обратившихся в отделение для уточнения диагноза при первичном выявлении протоковой аденокарциномы поджелудочной железы, и 20 пациентов с хроническим панкреатитом. Исследования выполнялись на томографе GE Signa 1,5 T HD на поверхностной 8-канальной катушке по протоколу, включавшему
миыш
шп
визуализацию в Т2-ВИ, Т2-fatsat, LAVA, T1-fatsat, Dual-echo, Dixon, DWI с построением карт исчисляемого коэффициента диффузии. Эти данные использовались как материал для контрольной группы. Материал основной группы расширялся за счет добавления одновок-сельной МРС, область сбора данных размерами 2х2х2 см располагалась на наиболее отчетливой патологической ткани или зоне воспалительных изменений, выявленной при стандартном исследовании. Затем при постобработке в программном пакете Tarquín сырые данные (RAW data) расшифровывались в виде спектров с подавлением сигнала от воды, выделялись значения концентрации для лактата и Lip-13a. Далее независимо анализировались нативные данные без спектрограмм и расширенные наборы данных с графиками и количественной оценкой выделенных частот в a.u. Исследовались ложноотрицатель-ные, ложноположительные, истинно отрицательные и истинно положительные результаты МРТ и МРТ+МРС по критерию наличия или отсутствия опухолевой ткани. Злокачественные процессы были морфологически верифицированы
при биопсии под ультрасонографи-ческим контролем, панкреатиты подтверждались как морфологически, так и динамическим контролем УЗИ и МРТ через 6—8 недель. Показатели диагностической ценности рассчитывались по стандартным формулам [28], гипотезы проверялись по тесту Фишера, наборы данных оценивались независимо консенсусом 2 рентгенологов.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
На основании опыта анализа метаболитов и изучения тенденций в зарубежных спектроскопических исследованиях [29, 30, 31] в отделении МРТ разработана диагностическая модель для рака поджелудочной железы, для которой характерно наличие гиперинтенсивной в DWI ткани с локальной деформацией типичной дольковой структуры, обструкцией протоковой системы, чередование участков опухолевой ткани с рестрикцией диффузии ADC 0,001—0,0016 мм2/с и участков преобладающего фиброза. Опухолевая ткань содержит меньшее количество жира в сравнении с паренхимой железы по данным измерений в Dual-echo по методу Dixon, доля
липидов 1—3%. По содержанию лактата в спектроскопических измерениях опухолевая ткань соответствует значениям пика Lactate более 1 a.u. При наличии этих признаков высказывалось предположение о наличии опухолевого процесса в поджелудочной железе. Данные, получаемые при исследовании пациента, сравнивались с данными, полученными на основе ранее накопленного опыта (табл. 1).
В ходе работы над спектрами ткани поджелудочной железы при различных состояниях проведена оценка липидных комплексов пиков Lip 13a на 1,25—1,28 ppm. При адено-карциноме среднее значение этого пика достигает 6,9 a.u., при панкреатите — 4,4 a.u., в нормальной железе — 1,4 a.u.
Результаты исследования диагностической ценности методики приведены в таблице 2. Общая точность методики с использованием МРС, рассчитанная по показателю присутствия опухолевой ткани, достигает 95%, что обусловлено одним случаем ложноотрицательного диагностического заключения, однако достоверно превосходит точность заключений без использования спектроскопического критерия, где
Таблица 1
Средние значения метаболитов для различных состояний поджелудочной железы, полученные
в отделении МРТ
Группа Диффузия SD/ADC, мм2/с Доля липидов по методу Dixon, % Лактат Lactate, a.u.
Рак поджелудочной железы 0,0002/0,0013 1,79 1,7
Нормальная ткань 0,00035/0,0015 11,22 0
Хронический панкреатит 0,0004/0,0018 16,47 0,1
Таблица 2
Показатели диагностической значимости метода диагностики рака поджелудочной железы
Показатель метода диагностики Диагностика рака поджелудочной железы
с учетом данных МРС без учета данных МРС (стандартный протокол) 3Тл МРС (литературные данные)
Общая точность 97,5% (39/40) 85% (34/40) 77%
Чувствительность 95% (19/20) 85% (17/20) 55%
Специфичность 100% (20/20) 85% (17/20) 86%
ОНКОЛОГИЯ
ВДЯ1НЫЩ
I6EVI
выявлено шесть случаев неточных заключений — как в группе пациентов с панкреатитами, так и в группе с верифицированными аденокар-циномами поджелудочной железы. Это подтверждается тестом Фишера при уровне значимости p=0,005 [32]. OR=6,88 (0,79 до 60,06). F=0,108400 ^2=3,91.
Для сравнения также применялся метод МРС на томографе с индукцией поля 3 Тл (1H-MRS) по данным публикации S. U. Tianhao et al. [33] с использованием пиков от метаболитов холестерина и жирных кислот. Чувствительность метода, по данным авторов этого исследования, составила 55%, специфичность — 86%, точность — 77%, что очевидно уступает результатам методики, сочетающей данные химического сдвига и спектроскопии. Для томографов с индукцией поля 1,5 Тл подобные данные в публикациях не найдены, что указывает на новизну предлагаемого подхода и недостаточность использования спектроскопии на сверхвысокопольном томографе как отдельного изолированного метода.
Метод демонстрирует высокие показатели точности в оценке опухоли, превосходящие метод изолированной МРС и стандартный натив-ный протокол сканирования.
КЛИНИЧЕСКИЕ СЛУЧАИ
Пациент Л. В августе 2019 г. при обследовании в ЦГБ г. Ростова-на-Дону выявили опухоль тела поджелудочной железы, гистологический анализ не брался, самостоятельно обратилась в РНИОИ (НМИЦ онкологии) для обследования. МРТ брюшной полости от 13.08.2019 г., заключение: МР-картина опухолевого процесса тела и хвоста поджелудочной железы с вовлечением парапанкреатической клетчатки, магистральных сосудов (рис. 5). МР-картина метастазирования в воротный лимфоузел и в забрюшинные лимфоузлы. Панкреатическая ги-пертензия. При спектроскопии Lac 1.015 a.u. Доля липидов по методу Диксона (Dixon) 1,79%. Морфологически подтвержден: в биоптате про-токовая аденокарцинома G1.
Рис. 5. МРТ поджелудочной железы: а — Т2-ВИ с обведенной маркером опухолью; б — фрагмент спектра с наличием пика лактат-липидного комплекса из программы Tarquin.
□¡limitar ihm (PPM]
Рис. 6. МРТ поджелудочной железы: а — Т2-взвешенное изображение, общий вид участка панкреатита обведен маркером; б — фрагмент спектра с наличием пика лактат-липидного комплекса из программы Tarquin.
Пациент Д. Обратился в РНИОИ (НМИЦ онкологии) в 2019 году. На момент обращения болеет 1 месяц с отрицательной динамикой, при МРТ ОБП выявили опухоль хвоста поджелудочной железы, направлен в РНИОИ (НМИЦ онкологии) для обследования. В хвосте поджелудочной железы отек, ADC 0,0016-0,0019 мм2/с, протяженность отечных и воспалительных изменений не менее 49х26 мм. Вирсун-гов проток в хвосте поджелудочной железы локально расширен до 8 мм на протяжении 14 мм, псевдотумо-розный панкреатит (рис. 6).
Доля липидов по методу Диксона (Dixon) 15,4%. При спектроскопии Lac 0.0000 a.u. Признаков опухоли поджелудочной железы нет. В настоящее время наблюдается с диагнозом: «хронический панкреатит».
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
Магнитно-резонансная-спектро-скопия потенциально может использоваться для оценки метаболической функции in vivo, особенно
в отношении количественного определения содержания жира, лактата, холина, цитрата в печени, поджелудочной железе и простате. Метод также может предоставить полезную информацию о других аспектах диффузного заболевания паренхиматозных органов (воспаление, дистрофия и фиброз), помочь в обнаружении опухоли, неинвазивном предположении ее гистологического типа, с учетом чувствительности к некрозу может помочь контролировать реакцию на терапию. Для проявления максимальной диагностической эффективности метод магнитно-резонансной спектроскопии должен встраиваться в целостную модель мультипараметрической визуализации, а его результаты — соотноситься с данными нативной МРТ.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ (CONFLICTS OF INTEREST)
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов (The authors declare no conflicts of interest).
Ч^ЗИКЛД ОНКОЛОГИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Moon R. B., Richards J. H. Determination of intracellular pH by 31P magnetic resonance // J. Biol. Chem. 1973. Oct 25. 248 (20). P. 7276—7278. PMID: 4743524.
2. Hoult D., Busby S., Gadian D. et al. Observation of tissue metabolites using 31P nuclear magnetic resonance // Nature. 1974. PP. 252, 285—287. https://doi.org/10.1038/252285a0.
3. Bottomley P. A., Edelstein W. A., Foster T. H., Adams W. A. In vivo solvent suppressed localized hydrogen nuclear magnetic resonance spectroscopy: a window to metabolism? // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1985. 82 (7). P. 2148—2152.
4. Bobek-Billewicz B., Stasik-Pres G., Majchrzak H., Zarudzki L. Differentiation between brain tumor recurrence and radiation injury using perfusion, diffusion-weighted imaging and MR-spectroscopy // Folia Neuropathol. 2010. V. 48. №2. P. 81—92.
5. Sundgren P. C. MR spectroscopy in radiation injury // Am. J. Neuroradiol. 2009. V. 30. P. 1469—1476.
6. Zeng Q. S., Li C. F., Zhang K. et al. Multivoxel 3D proton MR spectroscopy in the distinction of recurrent glioma from radiation injury // J. Neurooncol. 2007. V. 84. №1. P. 63—69.
7. Alfarouk K. O., Verduzco D., Rauch C., Muddathir A. K., Adil H. H., Elhassan G. O., Ibrahim M. E., David Polo Orozco J., Cardone R. A., Reshkin S. J., Harguindey S. Glycolysis, tumor metabolism, cancer growth and dissemination. A new pH-based etiopathogenic perspective and therapeutic approach to an old cancer question // Oncoscience. 2014. Dec 18. 1 (12). P. 777—802. DOl: 10.18632/oncoscience.109. Erratum in: Oncoscience. 2015; 2 (4). P. 317. PMID: 25621294; PMCID: PMC4303887.
8. Ristow M. Oxidative metabolism in cancer growth // Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 2006. Jul. 9 (4). P. 339—345. DOI: 10.1097/01.mco.0000232892.43921.98. PMID: 16778561.
9. Estrella V. et al. Acidity generated by the tumor microenvironment drives local invasion // Cancer research. 2013. Т. 73. №5. С. 1524—1535.
10. Colegio O. R. et al. Functional polarization of tumor-associated macrophages by tumour-derived lactic acid // Nature. 2014. Т. 513. №7519. С. 559—563.
11. Ying H. et al. Oncogenic Kras maintains pancreatic tumors through regulation of anabolic glucose metabolism // Cell. 2012. Т. 149. №3. С. 656—670.
12. Mader I., Rauer S., Gall P., Klose U. (1)H MR spectroscopy of inflammation, infection and ischemia of the brain // Eur. J. Radiol. 2008. V. 67. P. 250—257.
13. Yasmin Amna, Pitkanen Asla, Jokivarsi Kimmo, Poutiainen Pekka, Grohn Olli, Immonen Riikka. MRS Reveals Chronic Inflammation in T2w MRI-Negative Perilesional Cortex — A 6-Months Multimodal Imaging Follow-Up Study Frontiers in Neuroscience 2019. Vol. 13. https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fnins.2019.00863 10.3389/fnins.2019.00863.
14. Rock J. P., Scarpace L., Hearshen D. et al. Associations among magnetic resonance spectroscopy, apparent diffusion coefficients, and image guided histopathology with special attention to radiation necrosis // Neurosurgery. 2004. V. 54. P. 1111—1119.
15. Rock J. P., Hearshen D., Scarpace L., Croteau D., Gutierrez J., Fisher J. L., Rosenblum M. L., Mikkelsen T. Correlations between magnetic resonance spectroscopy and image-guided histopathology, with special attention to radiation necrosis // Neurosurgery. 2002. Oct. 51 (4). P. 912—920. DOI: 10.1097/00006123-200210000-00010. PMID: 12234397.
16. Caivano R., Lotumolo A., Rabasco P., Zandolino A., D'Antuono F., Villonio A., Lancellotti M. I., Macarini L., Cammarota A. 3 Tesla magnetic resonance spectroscopy: cerebral gliomas vs. metastatic brain tumors. Our experience and review of the literature // Int. J. Neurosci. 2013. Aug. V. 123 (8). P. 537—543. DOI: 10.3109/00207454.2013.774395. Epub. 2013. Mar 11. PMID: 23390934.
17. Dezortova M. et al. Etiology and functional status of liver cirrhosis by 31P MR spectroscopy // World J. Gastroenterol. 2005. Vol. 28. №44. P. 6926—6931.
18. Lim A. K. P., Du Cane Rd., Patel N. The relationship of in vivo 31P MR spectroscopy to histology in chronic hepatitis C // Hepatology. 2003. Vol. 37. №4. P. 788—794.
19. Menon D. K. et al. Effect of functional grade and etiology on in vivo hepatic phosphorus-31 magnetic resonance spectroscopy in cirrhosis // Hepatology. 1995. Vol. 21. №2. P. 417—427.
20. Menon D. K. et al. In vivo hepatic 31P magnetic resonance spectroscopy in chronic alcoholic abusters // Gastroenterology. 1995. Vol. 108. №3. P. 776—788.
21. Noren B. et al. Separation of advanced from mild fibrosis in diffuse liver disease using 31P magnetic resonance spectroscopy // Eur. J. Radiol. 2008. Vol. 66. №2. P. 313—320.
22. Wu B. et al. The relationship between 31P magnetic resonance spectroscopy and the histopathology of livers of chronic viral hepatitis patients // Zhonghua Gan Zang Bing Za Zhi. 2007. Vol. 15. №5. P. 338—341.
23. Li C. W., Kuo Y. C., Chen C. Y., Kuo Y. T., Chiu Y. Y., She F. O., Liu G. C. Quantification of choline compounds in human hepatic tumors by proton MR spectroscopy at 3 T // Magn. Reson. Med. 2005. Apr. 53 (4). P. 770—776. DOI: 10.1002/mrm.20412. PMID: 15799049.
24. Wu B., Peng W. J., Wang P. J., Gu Y. J., Li W. T., Zhou L. P., Tang F., Zhong G. M. In vivo 1H magnetic resonance spectroscopy in evaluation of hepatocellular carcinoma and its early response to transcatheter arterial chemoembolization // Chin. Med. Sci. J. 2006. Dec. 21 (4). P. 258—264. PMID: 17249202.
25. Roberts M. J., Schirra H. J., Lavin M. F., Gardiner R. A. Metabolomics: a novel approach to early and noninvasive prostate cancer detection Korean // J. Urol. 2011. V. 52. P. 79—89.
26. Lucarelli G., Rutigliano M., Galleggiante V., Giglio A., Palazzo S., Ferro M., Simone C., Bettocchi C., Battaglia M., Ditonno P. Metabolomic profiling for the identification of novel diagnostic markers in prostate cancer // Expert Rev. Mol. Diagn. 2015. V. 15. P. 1211—1224.
27. Varma S., Bird R., Eskin M., Dolenko B., Raju J., Bezabeh T. Detection of inflammatory bowel disease by proton magnetic resonance spectroscopy (1H MRS) using an animal model // J. Inflamm. (Lond). 2007. Nov. 26. 4. P. 24. DOI: 10.1186/1476-9255-4-24. PMID: 18039383. PMCID: PMC2211293.
28. Альбом А., Норрел С. Введение в современную эпидемиологию / пер. с англ. И. Боня. Таллин: Институт эксперим. и клин. медицины (Эстония), Дат. противорак. о-во, 1996. 122 с. ISBN 9985-9091-0-0.
29. Battini S., Faitot F., Imperiale A. et al. Metabolomics approaches in pancreatic adenocarcinoma: tumor metabolism profiling predicts clinical outcome of patients // BMC Med. 2017. V. 15. P. 56. https://doi.org/10.1186/s12916-017-0810-z.
30. Fong Z. V., Winter J. M. Biomarkers in pancreatic cancer: diagnostic, prognostic, and predictive // Cancer J. 2012. Nov-Dec. 18 (6). P. 530—538. DOI: 10.1097/PPO.0b013e31827654ea. PMID: 23187839.
31. Herreros-Villanueva M., Gironella M., Castells A., Bujanda L. Molecular markers in pancreatic cancer diagnosis // Clin. Chim. Acta. 2013. V. 418. P. 22—29.
32. Mehta C. R., Patel N. R. Exact inference in categorical data // Biometrics. 1997. 53 (1). P. 112—117.
33. Tianhao, Shen Hao, Jin Erhu et al. Clinical Application of 3.0T Proton MR Spectroscopy in Evaluation of Pancreatic Diseases SU // Journal of Clinical Radiology. 2012. №01. DOI: 10.1161/01.CIR.88.3.953.
АВТОРСКАЯ СПРАВКА
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр онкологии» МЗ РФ, г. Ростов-на-Дону.
Иозефи Дмитрий Ярославич — врач-рентгенолог, заведующий отделением магнитно-резонансной томографии. Винидченко Михаил Александрович — кандидат медицинских наук, врач-рентгенолог отделения магнитно-резонансной томографии; e-mail: vinidchenko@mail.ru.
Демченко Николай Сергеевич — врач-рентгенолог отделения магнитно-резонансной томографии.
