CC BY
69
ОБЗОРНЫЕ СТАТЬИ
Е. Б. Мазо1, В. Е. Гажонова2, В. В. Соловьев1 ТРЕХМЕРНАЯ ЭХОГРАФИЯ В ДИАГНОСТИКЕ И ПРОГНОЗИРОВАНИИ ЛЕЧЕНИЯ РАКА ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
1 Кафедра урологии и оперативной нефрологии РГМУ, Москва 2 Кафедра лучевой диагностики ФГУ УНМЦ УД Президента РФ, Москва
Проблема рака предстательной железы приобрела в настоящее время особую актуальность вследствие неуклонного роста заболеваемости и смертности. Реальная действительность и результаты анализа статистических данных свидетельствуют о необходимости развернутых научных исследований, направленных на углубленную разработку проблем не только ранней диагностики, но и детального определения стадии данного заболевания, поскольку последнее определяет характер и объем лечения. Следовательно, снижение процента ошибок при определении стадии имеет принципиальное значение. В статье представлены данные литературы о возможностях современных лучевых методов в диагностике и определении стадии рака предстательной железы.
Ключевые слова: рак предстательной железы, трехмерная эхография, компьютерная томография, магнитно-резонансная томография.
Рак предстательной железы (РПЖ) — одно из наиболее часто встречающихся злокачественных новообразований у мужчин среднего и пожилого возраста [1; 24]. В урологии трудно найти другое подобное заболевание, на котором было бы сфокусировано такое множество разрабатываемых вопросов и принимаемых решений, касающихся консервативных, гормональных, лучевых и хирургических методов лечения.
Проблема РПЖ приобрела в настоящее время особую актуальность вследствие неуклонного роста заболеваемости и смертности. Ежегодно в мире выявляется почти 396 тыс. случаев РПЖ, что в структуре онкологической заболеваемости у мужчин составляет 9,2% (14,3% в развитых странах и 4,3% — в развивающихся) [20]. Заболеваемость РПЖ неуклонно возрастает, увеличиваясь вдвое с каждым десятилетием [23]. Каждый третий пациент с диагнозом РПЖ умирает от этого заболевания. В странах Евросоюза и США ежегодно констатируется смерть 100 тыс. мужчин от данного вида злокачественных опухолей [45]. О заболеваемости РПЖ в России можно судить с 1989 г., когда в отчетных формах онкологических диспансеров был отдельно выделен РПЖ. Доля РПЖ в структуре онкологической заболеваемости мужского населения неуклонно возрастала и в 2000 г. составила 5,4% (в 1989 г. — 2,85%). За период с 1989 по 2000 г.
© Мазо Е. Б., Гажонова В. Е., Соловьев В. В., 2008 УДК 616.65-006.6-073:616-036
число впервые диагностированных заболеваний увеличилось в 2 раза — с 5,5 до 11,6 тыс. По величине прироста в России РПЖ занимает 2-е место (прирост 63,9%), уступив 1-е место раку почки (прирост 66,1%) [20].
Большинство исследователей основной причиной увеличения числа новых случаев РПЖ считают улучшение ранней диагностики путем широкого использования новых диагностических методов. За последние 10 лет крупные исследования позволили добиться заметного прогресса в диагностике и лечении РПЖ. Разработки коснулись практически всех аспектов рассматриваемого заболевания. Наиболее успешными оказались результаты ранней диагностики благодаря широкому использованию определения уровня простатического специфического антигена (ПСА) и внедрению новых ультразвуковых технологий [18; 21]. Результаты многих исследований подтверждают, что частота выявления этого заболевания значительно увеличивается при использовании программ ранней диагностики, включающих в себя пальцевое ректальное исследование, трансректальное ультразвуковое исследование (ТРУЗИ) и определение уровня ПСА [14; 22].
Несмотря на это, смертность от РПЖ на первом году жизни после установления диагноза составляет около 30%, что свидетельствует о крайне низкой частоте выявления заболевания в начальных стадиях. В конце 90-х гг. прошлого столетия специалисты отмечали, что почти у 50% больных РПЖ к моменту обращения в медицинское
учреждение имеется местнораспространенный или метастатический характер поражения [19; 21].
Изменение статистических данных по заболеваемости и смертности обусловлено особенностями клинической картины РПЖ. Это заболевание характеризуется непредсказуемостью течения и чрезвычайным разнообразием симптомов, что значительно затрудняет его диагностику. Во многих случаях РПЖ может протекать на протяжении ряда лет бессимптомно, а это приводит к позднему обращению пациента к врачу. В то же время нередки наблюдения, когда опухоль стремительно приобретает исключительную агрессивность, сопровождаясь бурным ростом, и первыми симптомами болезни в этих случаях являются ее метастатические проявления.
Результаты лечения и прогноз у больных РПЖ зависят от степени инвазии опухоли, поражения лимфатических узлов, наличия отдаленных метастазов и гистологического типа опухоли.
Несмотря на улучшение ранней диагностики и применение всех современных методов исследования этого заболевания, отмечается большой процент ошибок в установлении стадии процесса. Чаще наблюдается клиническое занижение стадии заболевания. При анализе данных о 3170 больных, которым по поводу клинически локализованного РПЖ (стадия Т2с и ниже) выполнена радикальная простатэктомия, выявлено, что стадия заболевания была правильно определена только в 47% случаев, после операции установлена стадия Т3 в 11% случаев и положительный край резекции был выявлен в 24% случаев. Даже при тщательном дооперационном обследовании у 20% больных с дооперационной стадией Т1а при гистологическом исследовании обнаруживают опухоль более 1 см3; у 26% больных с дооперационной стадией Т1Ь выявлена пенетрация капсулы; у 10% — инвазия семенных пузырьков; у 37% больных с дооперационной стадией Т1с найден распространенный рак (пенетрация капсулы), или опухоль по краю резекции, или инвазия семенных пузырьков, или наличие метастазов в регионарных лимфатических узлах [19; 20; 74].
Реальная действительность и результаты анализа статистических данных свидетельствуют о необходимости развернутых научных исследований, направленных на углубленную разработку не только проблем ранней диагностики заболевания, но и детального определения его стадий, поскольку последнее определяет характер и объем лечения. Следовательно, снижение процента ошибок при определении стадии РПЖ имеет принципиальное значение.
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ РАКА ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
Современная диагностика РПЖ включает в себя следующие методики: традиционное пальцевое ректальное исследование, определение уровня ПСА и его фракций, ультразвуковое сканирование с применением трансабдо-
минального и трансректального датчиков. В связи с развитием новых компьютерных технологий появились методы медицинской визуализации с созданием объемного трехмерного изображения, применяют компьютерную томографию (КТ), магнитно-резонансную томографию (МРТ) с использованием ректальных и поверхностных катушек.
В последнее время активно рассматриваются возможности получения неморфологических или биологических изображений как для выявления, так и для дифференциации различных видов поражения предстательной железы. Эти изображения характеризуют функциональные изменения, такие, как перфузия/диффузия, метаболизм (спектроскопия), напряжение кислорода в ткани, температура, а также генотип и фенотип опухолей [20; 21; 43].
Применение новых контрастных веществ (вещества кровяного пула или контрастные макромолекулярные вещества) в экспериментальных работах позволяет получить многообещающие результаты в плане выявления и характеристики заболеваний предстательной железы [11; 20; 21; 26].
В то же время необходимо отметить, что чувствительность и специфичность всех перечисленных методик различны и не всегда сопоставимы. Следует подчеркнуть, что «золотой стандарт» среди них отсутствует.
В отличие от скрининговых методов диагностики РПЖ (пальцевое ректальное исследование, определение уровня ПСА, ТРУЗИ), рентгенологические методы не позволяют выявить ранние признаки заболевания [20], поэтому их дополнительное использование в основном направлено на определение стадии и распространенности диагностированного злокачественного процесса.
Например, некоторые авторы считают, что КТ не является методом ранней диагностики РПЖ, не говоря уже о применении ее в целях выявления локального рецидива опухоли, так как нет значительной разницы в плотности опухолевой и неизмененной ткани предстательной железы. Соответственно наиболее целесообразно применение данного метода в целях ранней диагностики метастазирования РПЖ в регионарные лимфатические узлы [20; 21; 59].
По данным ряда источников, для более точного определения стадии РПЖ применяют МРТ [11; 14; 41]. Данный метод исследования, так же как и КТ, относят к категории визуальных: благодаря различной интенсивности сигнала от мягких тканей таза возможна четкая дифференциация его различных структур. Это позволяет получить непосредственное изображение предстательной железы в связи с окружающими ее органами и тканями. МРТ позволяет оценить вовлечение в процесс мочеиспускательного канала (уретры), разных отделов предстательной железы, мочевого пузыря, клетчатки, мышц, семенных пузырьков и лимфатических узлов. Если в рентгенологических методах принципы получения изображения основываются на выявлении разной
плотности в структуре объекта при прохождении через него рентгеновского излучения, т. е. на одном параметре, то на магнитно-резонансное изображение влияет значительно большее число факторов: протонная плотность, Т1- и Т2-релаксация, химический сдвиг, вязкость, изменение состава тканей с увеличением возраста, характер используемых импульсных последовательностей и их параметры. Это делает томограммы весьма информативными, но сложными в интерпретации.
Важной особенностью МРТ является возможность получения изображения фактически в любой плоскости — аксиальной, фронтальной, сагиттальной или косой. При этом стала реальной трехмерная многоплоскостная реконструкция органов, которая оптимальна в оценке макроструктуры, деформации контуров предстательной железы и взаимоотношений с окружающими органами. Так, инвазия опухолью капсулы проявляется неровностью ее контура, выходом процесса за пределы органа [20; 21]. Показаниями к МРТ являются диагностика инвазии опухоли в семенные пузырьки, подозрение на экстракапсулярное распространение процесса, диагностика метастатического поражения лимфатических узлов и костей [26; 70]. Обнаружение РПЖ при МРТ зависит от размера, локализации и интенсивности сигнала от опухоли, и наибольшая диагностическая ценность метода достигается при локализованном раке [20].
РПЖ при МРТ выявляется как зона низкой интенсивности сигнала на Т2-взвешенных изображениях на фоне высокоинтенсивного гомогенного сигнала, идущего от нормальной периферической зоны. Наличие образования с низкой интенсивностью сигнала в периферической зоне является чувствительным, но не специфичным показателем для РПЖ. Подобные очаги приходится дифференцировать от простатита, кровоизлияния, пост-лучевого или послеоперационного фиброза, узлов доброкачественной гиперплазии, рубцовых изменений, очагов атрофии, гиперплазии гладкомышечных волокон и других заболеваний предстательной железы [20; 21; 53]. Значительно затруднено выявление центрального РПЖ при доброкачественной гиперплазии предстательной железы (ДГПЖ), так как интенсивность сигнала от неопластического участка аналогична интенсивности сигнала от аденоматозной ткани. Важно, что низко- и среднедифференцированный РПЖ может быть выявлен при МРТ более точно, чем высокодифференцированный. Контрастное усиление в основном не улучшает информативность метода в выявлении опухолевых очагов, но позволяет дифференцировать рубцовую ткань, хронический простатит и ДГПЖ. Необходимо отметить, что при нормальных показателях интенсивности и гомогенности сигнала от периферической зоны РПЖ не может быть исключен.
В настоящее время чаще всего используют катушки для тела и низкопольные магниты, которые не обеспечивают должного качества изображения предстательной
железы. Абсолютных магнитно-резонансных признаков РПЖ, как и при УЗИ, нет.
Хотя частота выявления РПЖ по данным некоторых авторов достигает 95%, результаты крупных многоцентровых исследований оказались разочаровывающими, так как при МРТ удалось выявить только 60% новообразований размерами более 5 мм [58]. Считается, что точность, чувствительность и специфичность этого метода примерно такие же, как УЗИ [20].
Определенный «прорыв» в использовании МРТ для исследования предстательной железы произошел после внедрения ректальных катушек, повышающих информативность методики за счет более качественной пространственной визуализации. По данным литературы, при оценке инвазии опухоли в капсулу железы чувствительность и специфичность этого метода достигают от 58 до 90% и от 47 до 82% соответственно, в то время как при использовании обычных поверхностных катушек перечисленные показатели составляют 50—69% [26; 54].
Однако, как сообщили F. May и соавт. (2002), поначалу многообещающие данные эндоректальной МРТ не оправдали себя, так как интерпретация их значительно варьирует у разных специалистов. Авторы обследовали 62 больных с верифицированным РПЖ при помощи эндоректальной МРТ и ТРУЗИ перед простатэктомией. ТРУЗИ проводил опытный уролог, а МРТ — два рентгенолога. После операции стадия заболевания пересматривалась. В результате оказалось, что чувствительность МРТ выше, чем ТРУЗИ, для исследования капсулы предстательной железы, но специфичность ТРУЗИ была выше при определении инвазии капсулы и семенных пузырьков. Таким образом, по мнению этих исследователей, эндоректальная МРТ дает переоценку стадии, в то время как ТРУЗИ, наоборот, недооценку [50].
Последние разработки в области МРТ включают быстрые последовательности, использующие контрастные препараты, и протонную магнитно-резонансную спектроскопию (three-dimensional magnetic resonance spectroscopic imaging, 3D-MRSI). Диагностика РПЖ с помощью контрастной МРТ основана на том, что РПЖ «демонстрирует» раннее контрастирование по сравнению с неизмененной тканью предстательной железы. На этом базируется выявление зоны опухолевой инфильтрации, экстракапсулярной инвазии и распространения в семенные пузырьки. По данным ряда авторов, динамическое усиление парамагнитными контрастными препаратами (динамическая магнитно-резонансная простатовезику-лография) способствует раннему выявлению фокусов патологической васкуляризации, характерных для РПЖ, размерами менее 4 мм [2; 20].
В последние годы появилась протонная МРТ-спек-троскопия, позволяющая получить информацию о метаболических процессах в предстательной железе. Данная методика основана на явлении химического сдвига — изменения резонансных частот ядер протонов, входящих
в состав разных химических соединений, относительно резонансной частоты протонов в составе молекулы воды. При этом исследовании интерес представляют такие метаболиты, как холин и цитрат. Выявлено, что по сравнению с нормальной тканью периферической зоны в очаге РПЖ содержатся более высокие концентрации холина и более низкие — цитрата. Отношение концентраций холина и креатинина к концентрации цитрата в ткани опухоли в 3 раза выше, чем в нормальной периферической зоне. Несмотря на то что эта методика сравнима по информативности с МРТ, пространственное разрешение остается на более низком уровне [26], но комбинация этих методов позволяет провести более специфичную диагностику и определить локализацию РПЖ более точно, чем только при МРТ [42].
Однако эти разработки в МРТ нельзя рассматривать в качестве скрининговых методик; к тому же для проведения протонной магнитно-резонансной спектроскопии требуются высокопольные магниты, которые пока еще относительно редки. В связи с малочисленностью аппаратов, технической сложностью процесса, а также из-за высокой стоимости как самого исследования, так и контрастных веществ оценка роли МРТ в диагностике РПЖ ограничена [58].
Доступность и активное внедрение в повседневную практику обусловили широкое распространение УЗИ в диагностике заболеваний предстательной железы. Простота диагностической процедуры и высокая информативность метода обеспечивают ему несомненный приоритет и существенно расширяют возможности ранней диагностики многих заболеваний, включая РПЖ [68; 72].
В настоящее время существуют два основных способа УЗИ предстательной железы: трансабдоминальное, которое как по качеству изображения, так и по объему информации значительно уступает ТРУЗИ в связи с удаленностью датчика от предстательной железы. В то же время остается диагностически ценным надлобковое УЗИ при РПЖ в стадии Т3 и Т4 [21].
ТРУЗИ — более информативный и точный метод, который стал «золотым стандартом» в диагностике РПЖ. Неинвазивность, простота и быстрота применения диагностической процедуры, возможность многократного повторения, высокая информативность метода, а также возможность выполнения различных диагностических и лечебных мероприятий (пункция, биопсия) обеспечили ему несомненный приоритет среди других методов визуализации [11; 16; 20; 49].
Однако ТРУЗИ нельзя назвать новой методикой исследования. Первые сообщения об использовании трансректальных ультразвуковых зондов относятся к 1955 г., но получаемые изображения были далеки от совершенства. В начале 70-х гг. прошлого века был разработан ректальный зонд, позволяющий получать двухмерные изображения, но они также были сложны для интерпретации. Только в начале 80-х гг., когда были разработаны
датчики с частотой 5 МГц и выше, удалось получить изображение предстательной железы удовлетворительного качества. Современные трансректальные датчики, работающие на частоте 7,5 МГц и выше, обеспечивают очень высокое качество изображения и позволяют детально визуализировать структуру предстательной железы и окружающих ее тканей.
По данным ряда источников, ТРУЗИ играет роль в определении стадии РПЖ [39; 64], а также оказывает существенную помощь в наблюдении за результатами лечения этого заболевания [5; 36]. Чувствительность и специфичность ТРУЗИ колеблются от 32 до 97,8% [16; 52]. Такой разброс показателей свидетельствует о неоднозначности трактовки данных, получаемых при УЗИ предстательной железы. В связи с совершенствованием ультразвуковой аппаратуры прослеживается прогресс в повышении чувствительности данного метода [4; 8; 32; 38; 48]. Как и при МРТ, эхографическая картина при УЗИ оказывается многовариантной. Правда, до сих пор нет четких ультразвуковых критериев, которые бы позволяли проводить дифференциальную диагностику РПЖ с другими заболеваниями предстательной железы.
Так, при исследовании в режиме серой шкалы РПЖ наиболее часто, примерно в 55% случаев, выглядит как гипоэхогенный узел с нечеткими контурами, обычно локализующийся в периферической зоне подкапсульно. Гипоэхогенные участки данной локализации, как правило, бывают хорошо заметны на фоне более эхогенной паренхимы периферической части железы, и их визуализация в обычном режиме серой шкалы не затруднена. Однако было установлено, что гипоэхогенность (так же как и при МРТ — зона низкой интенсивности сигнала) не является строго специфичной для злокачественности [6; 17; 60]. Аналогичные по характеру участки могут наблюдаться при остром и хроническом простатите, ДГПЖ.
Эхогенность РПЖ зависит от многих причин и в первую очередь от размеров опухоли. Небольшие участки, как правило, гипоэхогенны, тогда как с увеличением размеров их эхогенность повышается. При этом возникают сложности визуализации, так как изоэхогенные ткани, сливаясь с окружающей паренхимой, не выявляются при обычном серошкальном ТРУЗИ. Кроме того, встречается РПЖ смешанной и повышенной эхогенности, диагностика, которого затруднительна в связи с аналогичными изменениями ткани предстательной железы, встречающимися при хроническом простатите [13; 31].
Трудности в диагностике встречаются и в случае сопутствующей ДГПЖ, при этом эхогенность злокачественной опухоли может быть выше, чем окружающих узлов «аденомы» [12]. В таких случаях «пропущенный» РПЖ часто выявляют при трансуретральной резекции предстательной железы, выполняемой по поводу ДГПЖ [12; 28]. Изменение эхогенности РПЖ объясняют увеличением ее размеров, а также такими факторами, как изменение степени дифференцировки клеток, раз-
вивающийся фиброз, смешивание двух разнородных по акустическим свойствам тканей — злокачественной и аденоматозной, повышение числа акустических сред, и другими, пока еще необъяснимыми, причинами [28; 51]. В связи с этим данных, полученных с использованием режима серой шкалы, бывает недостаточно для определения характера выявленного участка в предстательной железе.
По мнению многих авторов, роль ТРУЗИ в диагностике РПЖ с использованием стандартного подхода в В-режиме ограничена и не может являться достаточной в связи с широкой интерпретацией результатов, а также наличием трудностей в дифференциальной диагностике злокачественных и доброкачественных процессов. Несмотря на это, УЗИ в настоящее время является широко распространенным, перспективным и наиболее быстро развивающимся методом медицинской визуализации.
НОВЫЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ДИАГНОСТИКЕ РАКА ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
За последние 4—5 лет в связи с развитием новых компьютерных и индустриальных технологий в ультразвуковой диагностике произошли изменения, которые «перевернули» устоявшиеся представления о диагностических возможностях ультразвука. Появились ультразвуковые сканеры, которые обеспечивают диагностические изображения, отражающие не только мельчайшие детали исследуемых органов и тканей, но и ток крови в сосудах вплоть до капилляров. С появлением таких методик, как цветовое допплеровское картирование (ЦДК) и энергетическое допплеровское картирование, тканевая гармоника, трехмерная эхография и трехмерная ангиография, эхоконтрастная ангиография, диагностика заболеваний предстательной железы перешла на новый уровень. С помощью новых ультразвуковых технологий получения изображения ткани предстательной железы и ее сосудистых структур стало возможным осуществлять высокоточную диагностику самых ранних форм заболеваний предстательной железы, так как датчики нового поколения обладают высокой разрешающей способностью и действуют в широком диапазоне частот, характеристики которых приближаются к теоретически возможным.
В процессе роста злокачественной опухоли образуются патологические сосуды [30; 37]. Гистологически они представляют собой примитивные каналы с малым числом гладких миоцитов, часто состоящие только из слоя эндотелиальных клеток и подлежащей соединительной ткани [27; 33].
В исследованиях, выполненных многими авторами с использованием режима импульсной допплерографии, были изучены количественные характеристики сосудов предстательной железы [4; 9; 56; 57].
Результаты раннего исследования возможностей ЦДК в выявлении РПЖ были неоднозначными. М. D. Rifkin и соавт. считали, что выявление в гипоэхогенном участке гиперваскуляризации повышает вероятность наличия злокачественного процесса [63]. По данным других авторов, исследование в режиме ЦДК сосудистого рисунка предстательной железы не является информативным в связи с невозможностью регистрировать мелкие сосуды с низкой скоростью кровотока, извитостью и хаотичным расположением [65], так как гиперваскуляризация не является решающим фактором в диагностике РПЖ и характерна как для карциномы, так и для участков при остром простатите [6]. Таким образом, импульсная допплерография, как и ЦДК, имеет ряд ограничений, но наиболее значимым из них следует считать невозможность получать изображения мелких сосудов с очень малой скоростью кровотока, что особенно важно при диагностике злокачественной опухоли [3; 65]. Многие исследователи указывали на наличие неравномерного распределения извитых, деформированных сосудов различного диаметра в участке опухоли, а также асимметрии сосудистого рисунка предстательной железы [6; 61; 62].
Для визуализации мелких сосудов в ультразвуковой диагностике предложено использовать не частотный сдвиг, а амплитуду сигналов, т. е. режим энергетической допплерографии. Эта методика наиболее широко распространена в настоящее время и, по данным различных авторов, считается наиболее информативной для визуализации сосудов предстательной железы [65]. Она позволяет визуализировать более мелкие, а также капсулярные сосуды периферической зоны, ход которых перпендикулярен ультразвуковому лучу.
Результаты исследований, проведенных в 80-х гг. прошлого века, демонстрировали, что примерно в 85% случаев РПЖ характеризуется усиленным кровоснабжением, однако, по данным более поздних исследований, только 50% опухолей проявляются асимметричным и аномальным кровотоком. Это связано с тем, что злокачественные опухоли малого размера существенно не изменяют сосудистую архитектонику железы.
Интерес к изучению сосудистых структур злокачественных новообразований обусловлен результатами работ Л. Folkman [33], согласно которым развитие опухоли обязательно связано с развитием сети сосудов. Для характеристики количества новообразованных сосудов в пределах участка раковой опухоли был введен термин «сосудистая плотность», с увеличением которой облегчается выход раковых клеток в сосудистое русло, а следовательно, возрастает способность опухоли к метаста-зированию [29; 44; 73]. Данная характеристика является независимым фактором прогноза и патологической стадии при РПЖ. Доказано, что ангиогенез играет ключевую роль в канцерогенезе, прогрессии опухоли и связан с возможностью появления метастазов [69; 71]. Указывалась зависимость между сосудистой плотностью и гистологи-
ческой градацией опухоли по шкале Глиссона, что также может свидетельствовать об активности РПЖ [29].
В настоящее время при РПЖ изучение ангиоархитектоники и характера сосудистого рисунка является более важным, чем определение степени васкуляризации, и наиболее успешным в выявлении сосудов опухоли считают использование режима трехмерной и эхоконтрастной ангиографии, позволяющих не только более полно оценить ее васкуляризацию, но и визуализировать сосудистый рисунок всей предстательной железы [7; 67].
Одной из самых значительных и перспективных в медицинской визуализации считается технология создания трехмерных изображений. Эти тенденции коснулись и ультразвукового метода. Последние разработки в области матричных датчиков, внедрение новых ультразвуковых принципов обработки нелинейных сигналов, применение эхоконтрастных препаратов сделали возможным получение высококачественных трехмерных изображений и на современных ультразвуковых сканерах [25].
В настоящее время при построении ультразвуковых трехмерных изображений используют такие хорошо апробированные при КТ и МРТ компьютерные технологии, как многоплоскостная реконструкция (Multiplanar Reconstruction, MPR), проекция максимальной интенсивности (Maximum Intensity Projection, MIP), реконструкция поверхности объекта (Surface Shading Rendering) или волюметрическая реконструкция (3D Volume Rendering). Применение упомянутых технологий в ультразвуковой диагностике обеспечивает создание высокоинформативных виртуальных объемных изображений различных органов [10; 47]. Особенно важным представляется применение данных технологий при УЗИ предстательной железы. Данная методика позволяет лучше визуализировать латеральные, передние, базальные и апикальные отделы предстательной железы, что облегчает выявление экстракапсулярной инвазии при РПЖ [75].
Первые попытки создать объемную модель предстательной железы путем сопоставления компьютерных изображений и гистологической модели предстательной железы, полученной J. E. McNeal, были предприняты в начале 80-х гг. прошлого века J. F. Brinkley, К. Е. Fredfelt и соавт. [34], но разнообразные технические сложности стали причиной того, что клиническое применение этой технологии было отложено. Позже, в середине 90-х гг., использование компьютерных программ для трехмерной реконструкции изображения в диагностике РПЖ обеспечило следующие показатели информативности: чувствительность 84,8%, специфичность 87,5% [35; 40].
Принцип трехмерной эхографии заключается в следующем: трехмерный датчик автоматически двигается в заданном объеме по множеству двухмерных плоскостей с наличием стандартных интервалов между ними, что (как при МРТ) позволяет моделировать трехмерное изображение паренхимы предстательной железы и визуализировать фронтальные, сагиттальные и аксиальные
срезы, получение которых ранее в В-режиме было невозможным [15]. По мнению ряда авторов, использование трехмерной реконструкции сосудистого рисунка информативно для оценки инвазии опухоли в собственную капсулу предстательной железы [9; 46; 55].
Недавно опубликованные в литературе результаты исследований по применению силовой энергетической допплерографии и трехмерной эхографии в целях определения критериев оценки, а также значения для диагностики и определения стадии РПЖ продемонстрировали большой интерес к данной проблеме. При обследовании с применением указанной методики 323 пациентов, из которых 41 составил контрольную группу (с нормальным сосудистым рисунком предстательной железы) и 282 — группу с предполагаемым РПЖ (ПСА > 4 нг/мл), получены следующие результаты: чувствительность силовой энергетической допплерографии в диагностике РПЖ составляла 92,4%, специфичность — 72% (для эхографии — соответственно 87,9 и 57,6%). Сравнение гистологических данных было проведено после рандомизированной биопсии (72 случая) и радикальной простатэктомии (63 случая). После первой отрицательной биопсии повторную пункцию проводили в зоне патологических сосудов. При этом в 41 из 72 случаев отрицательной первичной биопсии рак был обнаружен менее чем в 3 точках в 58%, а только в одной точке биопсии — в 34%. При ретроспективной оценке типов кровоснабжения предстательной железы экстракапсулярный рост был выявлен в 3 из 27 случаев рака типа А — сохранная капсула без сосудов (11%) и в 16 из 18 случаев рака типа С — сосуды, пронизывающие капсулу (87%) [66].
Таким образом, эхография с энергетическим допплером и трехмерным изображением улучшает точность эхографической диагностики РПЖ. Комбинация первичных секстантных биопсий и прицельных пункций в зоне патологических сосудов с использованием эхографии с энергетическим допплером позволяет увеличить процент распознавания РПЖ с оптимизированным числом точек биопсии, а наличие кровеносного сосуда, перфорирующего капсулу предстательной железы, может свидетельствовать об экстракапсулярном распространении опухоли.
В настоящее время испытываются новые препараты для контрастной эхографии, позволяющие получить усиление сигнала от паренхимы органа, т. е. изменять эхогенность в режиме как серой шкалы, так и цветового картирования. Эти препараты по сути являются органо-тропными и позволяют визуализировать новообразования размерами до нескольких миллиметров. Очевидна возможность улучшения результатов лечения больных РПЖ за счет повышения качества диагностики и определения стадии этого патологического процесса. Одним из наиболее перспективных и отвечающих последним требованиям методов является трехмерная эхография с многоплоскостной реконструкцией изображения и эхо-
ангиографией. Преимуществами данного метода принято считать следующие:
1. Получение при трехмерной реконструкции объемного изображения органа и его послойной структуры во всех трех плоскостях.
2. Возможность анализа фронтальных срезов и волюметрической реконструкции объекта.
3. Компьютерная обработка полученных объемных изображений в различных режимах (многоплоскостная реконструкция, проекция максимальной и минимальной интенсивности, реконструкция поверхности объекта).
4. Независимый ретроспективный анализ всего объема полученной информации другими специалистами.
5. Относительно невысокая стоимость исследования, что в условиях экономического положения граждан нашей страны по-прежнему является актуальным. Возможность многократного повторного исследования без лучевой нагрузки, высокая точность диагностики и возможность мониторинга лечения — важнейшее звено в алгоритме обследования пациентов с РПЖ.
Ввиду немногочисленности и противоречивости сообщений о результатах применения данного метода, которые тем не менее указывают на его высокую чувствительность и специфичность, сравнимые с таковыми, а по некоторым параметрам и превосходящие МРТ (что, несомненно, представляет огромный интерес с точки зрения диагностики и определения стадии РПЖ), требуются новые исследования в этой области.
ЛИТЕРАТУРА
1. Аксель Е. М., Матвеев Б. П. Состояние онкоурологической помощи больным в России, 1997 // Клин. онкол. — 1999. — Т. 1, № 1. — С. 35—41.
2. Аляев Ю. Г., Винаров А. З., Синицин В. Е. и др. Место магнитнорезонансной томографии при обследовании больных раком предстательной железы. — М., 2002. — С. 4—6.
3. Бухаркин Б. В. Современные методы лечения местнораспространенного и диссеминированного рака предстательной железы: Автореф. дис... д-ра мед. наук. — М., 1995.
4. Гажонова В. Е. Ультразвуковая цветовая ангиография предстательной железы: Дис. канд. мед. наук. — М., 1998.
5. Гажонова В. Е. Значение ультразвуковой ангиографии в диагностике простатита // Эхография. — 2000. — Т. 1, № 1. — С. 104—109.
6. Гажонова В. Е. Значение ТРУЗИ с УЗ-ангиографией в дифференциальной диагностике гипоэхогенных участков предстательной железы // Мед. визуализация. — 2000. — № 4. — С. 28—34.
7. Гажонова В. Е., Зубарев А. В. Возможности трехмерной УЗ-ангиографии в мониторинге изменений при раке предстательной железы / Современные инвазивные и неинвазивные методы диагностики. Ультразвук, электрофизиология. — М.: Аир-Арт, 2000. — С. 229—232.
8. Гажонова В. Е., Зубарев А. В. Комплексная ультразвуковая диагностика рака предстательной железы // Эхография. — 2000. — Т. 1, № 2. — С. 223—232.
9. Гажонова В. Е., Кислякова М. В. Оценка гемодинамических изменений при раке предстательной железы с помощью трехмерной ультразвуковой ангиографии // Матер. 3-го съезда Рос. ассоц. специалистов ультразвуковой диагностики в медицине. — М.,
1999. — С. 114—115.
10. Гажонова В. Е., Сокольская Е. В., Зубарев А. В. Роль трехмерной эхографии в диагностике состояния полости матки после различных внутриматочных вмешательств // Эхография. — 2000. — Т. 1, № 3. — С. 248—251.
11. Громов А. И. Ультразвуковое исследование в комплексной лучевой диагностике заболеваний предстательной железы: Дис. д-ра мед. наук. — М., 1997.
12. Громов А. И., Муравьев В. Б., Маканин М. А. Варианты эхографической картины рака предстательной железы // Ультразв. диагн. — 1997. — № 1. — С. 35—40.
13. Громов А. И., Юршин В. В., Муравьев В. Б. и др. Характеристика эхографических проявлений хронического простатита // Ультразв. диагн. — 1996. — № 4. — С. 37—41.
14. Зубарев А. В. Современная лучевая диагностика рака предстательной железы // Кремлевская медицина. Клин. вестн. — 1997. — № 3. — С. 55—57.
15. Зубарев А. В., Гажонова В. Е., Кислякова М. В. Эхоконтрастная ангиография предстательной железы с Левовистом для улучшения визуализации кровотока // Научно-практическое издание РНЦХ РАМН. Сб. тр. «Клиническая физиология. Диагностика — новые методы». — 1998. — С. 141—144.
16. Зубарев А. В., Гажонова В. Е., Матякин Г. Г. и др. Современные возможности ультразвукового метода в диагностике рака предстательной железы // Кремлевская медицина. Клин. вестн. — 2000. — № 4. — С. 75—78.
17. Зубарев А. В., Гажонова В. Е., Козлов В. П. Что стоит за измененным участком в предстательной железе при ТРУЗИ // Эхография. — 2001. — Т. 2, № 1. — С. 21—34.
18. Каприн А. Д., Ананьев А. П., Амосов Ф. Р. и др. Диагностика рака предстательной железы // Вопр. онкол. — 1999. — Т. 45, № 1. — С. 20—25.
19. Матвеев Б. П., Бухаркин Б. В. Рак предстательной железы. — М., 1999. — 153 с.
20. Матвеев Б. П. Клиническая онкоурология. — М., 2003. — С. 435—439; 459—468.
21. Переверзев А. С., Коган М. И. Рак предстательной железы. — Харьков: Факт, 2004.
22. Пушкарь Д. Ю. Простат-специфический антиген и биопсия предстательной железы — М.: МЕДпресс-информ, 2003.
23. Трапезников Н. Н., Аксель Е. М. Заболеваемость злокачественными образованиями и смертность от них населения стран СНГ в 1998 году. — М.: РОНЦ им. Н. Н. Блохина РАМН, 2000. — 270 с.
24. Трапезников Н. Н., Аксель Е. М., Бармина Н. М. Состояние онкологической помощи населению стран СНГ в 1998 году. — М.: РОНЦ им. Н. Н. Блохина РАМН. — 1999. — 192 с.
25. Balen F. G., Allen C. M., Gardner J. E. et al. Three-dimensional imaging of blood flow in benign and malignant conditions of the prostate // BJR Proceedings of the 51st Congress. — 1993. — Vol. 66, N 91.
26. Bartolozzi C., Menchi I., Lencioni R. et al. Local staging of prostate carcinoma with endorectal coil magnetic resonance imaging: correlation with whole — mount radical prostatectomy specimens // Eur. Rad. — 1996. — Vol. 6. — P. 339—345.
27. Bigler S. A., Deering R. E., Brawer M. K. A quantative morphomet-ric analysis of the microcirculation in prostate cancer // Hum. Pathol. —
1993. — Vol. 24. — P. 220—226.
28. Bostwick D. B., Cooner W. H., Denis L. et al. Association of benign prostate hyperplasia and cancer of the prostate // Cancer. — 1992 — Vol. 70. — P. 129—138.
29. Brawer M. K., Deering R. E., Brown M. et al. Predictors of pathologic stage in prostatic carcinoma. The role of neovascularity // Cancer. — 1994. — Vol. 73, N 3. — P. 678—687.
30. Chevalier S. Commentary on prostatic neovascularization and vascular endothelial growth factor // J. Urol. — 1997. — Vol. 157. — P. 2040—2041.
31. Clements R., Thomas K. G., Griffiths G. J., Peeling W. B. Transrec-tal ultrasound appearances of granulomatous prostatitis // Clin. Radiol. — 1993. — Vol. 47, N 3. — P. 174—176.
32. Coffield K. S., Sreights V. O., Brawn P. N. et al. Ultrasound detection of prostate cancer in postmortem specimen with histological correlation // J. Uroi. — 1992 — Vol. 147. — P. 822—826.
33. Folkman J. Clinical applications of research on angiogenesis // N. Engl. J. Med. — 1995. — Vol. 333, N 26. — P. 1757—1186.
34. Fredfelt K. E., Holm H. H., Pedersen J. F. Three dimensional ultrasonic scanning // Acta. Radiol. Diagn. — 1984. — Vol. 25. — P. 237—241.
35. Gajonova V., Zoubarev A., Chupric-Malinovskaya T., Nasnikova I. 3D Power Doppler Contrast enhanced sonography with Levovist in the assessment of tumor neovascularity in prostate cancer // Eur. Rad. —1999. — Vol. 9. — P. 164.
36. Gajonova V., Zoubarev A., Chuprik-Malinovskaya T., Matyakin G. 3-D Transrectal Contrast enhanced Power Doppler sonography in the follow up study during radiotherapy in prostate cancer // Eur. Rad. —
2000. — Vol. 10, N 2. — P. 168.
37. Gasparini G. Angiogenesis in preneoplastic and neoplastic lesions // J. Cancer. — 1995. — Vol. 8, N 6. — P. 356—358.
38. Halpern E. J., Verkh L., ForsbergF. et al. Initial experience with contrast-enhanced sonography of the prostate // AJR. — 2000. — Vol. 174. — P. 1575—1580.
39. Hamper U. M., Sneith S., Walsh P. C. et al. Carcinoma of the prostate: value of transrectal sonography in detecting extension into neurovascular bundle // AJR. — 1990. — Vol. 155. — P. 1015.
40. Hamper U. M., Trapanotto V., DeJongM. R. et al. Three-dimensional US of the prostate: early experience // Radiology. — 1999. — Vol. 212. — P. 719—723.
41. Jager G. J., Barentz J. O., Ruijter E. T. G. et al. Primary staging of prostate cancer // Eur. Radiol. — 1996. — Vol. 6. — P. 134—139.
42. Kurhanewicz J., Vigneron D. B., Hricak H. et al. Three-dimensional H-1 MR spectroscopic imaging of the in situ human prostate with high (0.24—0.7 cm3) spatial resolution // Radiology. — 1996. — Vol. 198, N 3. — P. 795—805.
43. Ling C. C., Humm J., Larson S. et al. Towards multidimensional radiotherapy (MD-CRT): biological imaging and biological conformality // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. — 2000. — Vol. 47, N 3. — P. 551—560.
44. Kay P. A., Robb R. A., Bostwick D. G. Prostate cancer microvessels: a novel method for three-dimensional reconstruction and analysis // Prostate. — 1998. — Vol. 37. — P. 270—277.
45. Kirby R. S., Christmas T. J., Brawer M. K. Prostate Cancer. — 2nd ed. — Elsevier Science, 2000. — 256 p.
46. Kislyakova M., Gajonova V., Zoubarev. 3D Power Doppler Contrast enhanced sonography with Levovist In the assessment of tumor neovascularity in prostate cancer // Eur. Rad. — 2000. — Vol. 33. — P. 236—239.
47. Kurjak A., Kupesic S. Clinical application of 3D sonography // The Parthenon Publishing Group. — 2000. — N 1—6. — P. 203—208.
48. Lavoipierre A. M., SnowR. M., FrydenbergM. Prostatic Cancer: role of color Doppler imaging in transrectal sonography // AJR. — 1998. — Vol. 171. — P. 205—210.
49. Loch T. Urologic imaging for localized prostate cancer in 2007 // World J. Urol. — 2007. — Vol. 25, N 2. — P. 121 — 129.
50. May F., Treumann T., Dettmar P. et al. Significance of endorectal nuclear magnetic resonance tomography and transrectal ultrasound diagnosis in local staging of prostatic carcinoma // Urologe. — 2002. — Vol. 41, N 5. — P. 458—461.
51. McNeal J. E. Normal anatomy of the prostate and changes in benign prostatic hypertrophy and carcinoma // Semin. Ultrasound CT MR. — 1988. — Vol. 9. — P. 32—34.
52. Melchior W., Brawer M. K. Role of transrectal ultrasound and prostate biopsy // J. Clin. Ultrasound. — 1996. — Vol. 24. — P. 463—471.
53. Naik K. S., Carey B. M. The transrectal ultrasound and MRI appearance of granulomatous prostatitis and differentiation from carcinoma // Clin. Radiol. — 1999. — Vol. 54 — P. 173—175.
54. Namimoto T., Morishita S., Saitoh R. et al. The value of dynamic MRimaging for hypointensity lesions of the peripheral zone of the prostate // Comput. Med. Imaging Graph. — 1998. — Vol. 22, N 3. — P. 239—245.
55. Nelson T. R., Downey D. B., Pretorius D. H. et al. Three-dimensional ultrasound. — Philadelphia: Lippiincott Williams & Wilkins, 1999. — P. 137—149.
56. Neumaier C. E., Martinoli C., Derchi L. E. et al. Normal prostate gland: examination with color Doppler US // Radiology. — 1995. — N 196. — P. 453—457.
57. Newman J. S., Bree R. L., Rubin J. M. Prostate cancer: diagnosis with color Doppler sonography with histologic correlation of each side // Radiology. — 1995. — Vol. 195. — P. 86—90.
58. Ohori M., Egava S., Shinohara K. et al. Detection of microscopic extracapsular extension prior to radical prostatectomy for clinically localized prostate cancer // Brit. J. Urol. — 1994. — Vol. 74. — P. 72.
59. Oyen R. H., Van Poppel H. P., Ameye F. E. et al. Lymph node staging of localized prostatic carcinoma with CT and CT-guided fine-needle aspiration biopsy: prospective study of 285 patients // Radiology. —
1994. — Vol. 190. — P. 315—322.
60. Oyen R. H., Van Poppel H. P., Van de Voord et al. The significance of focal hypoechoic lesions in the peripheral zone of the prostate // J. Belg. Rad. — 1995. — Vol. 78. — P. 356.
61. Rankin R. N., Fenster A., Downey D. B. et al. Three-dimensional sonographic reconstruction: techniques and diagnostic applications // AJR. — 1993. — N 151. — P. 695—702.
62. Richard W. D., Grimmel C. K., Bedigian F. et al. A method for three-dimensional prostate imaging using transrectal ultrasound // Com-put. Med. Imaging Graph. — 1993. — Vol. 17. — P. 73—79.
63. Rifkin M. D., Alexander A. A., Helinek T. G. Color Doppler as an adjunct to prostate ultrasound // Scand. J. Urol. Nephrol. — 1991. — Vol. 137. — P. 85—89.
64. Rorvik J., Halvorsen O. J., Servoli E. et al. Transrectal ultrasonography to assess local extent of prostatic cancer before radical prostatectomy // Brit. J. Urol. — 1994. — N 73. — P. 65.
65. Rubin J. M., Bude R. O., Carson P. L. et al. Power Doppler US: a potentially useful alternative to mean frequency-based color Doppler US. II // Radiology. — 1994. — Vol. 190. — P. 853—856.
66. Sauvain J. L., Bourscheid D., Bloqueau P. et al. Val of Power Doppler and 3D Vascular Sonography as a Method for Diagnosis and Staging of Prostate Cancer // Eur. Urology. — 2003. — Vol. 44. — P. 21—31.
67. Sesterhenn I. A., Mostofi F. K., Mattrey R. R. et al. Preliminary results of three-dimensional reconstruction of previously imaged prostates // Prostate. — 1992. — Vol. 4. — P. 33—41.
68. Smith J. A. Transrectal ultrasonography for the detection and staging of carcinoma of the prostate // J. Clin. Ultrasound. — 1996. — Vol. 24. — P. 455—461.
69. Teh W. Power Doppler bolsters breast tumor evaluations // Di-agn. Imaging (San Franc.). — 1999. — Vol. 21, N 3. — P. 67—71, 73.
70. Villers A. A., McNeal J. E., Redwine E. A. et al. Pathogenesis and biological significance of seminal vesicle invasion in prostatic adenocarcinoma // J. Urol. — 1990. — Vol. 143. — P. 1183—1187.
71. Wakui S., Furusato M., Itoh T. et al. Tumor angiogenesis in prostatic carcinoma with and without bone marrow metastasis: a morphomet-ric study // J. Pathol. — 1992. — Vol. 168, N 1. — P. 257—262.
72. Waterhouse R. L., Resnick M. L. The use of transrectal prostatic ultrasonography in the evaluation of patients with prostatic carcinoma // J. Urol. — 1989. — Vol. 141. — P. 233—239.
73. Weidner N., Carroll P., Flax J. et al. Tumor angiogenesis correlates with metastasis in invasive prostate carcinoma // Am. J. Pathol. — 1993. — Vol. 143, N 2. — P. 401—409.
74. Zincke H., Oesterling J. E., Blute M. L. et al. Longterm (15 years) results after radical prostatectomy for clinically localized (stage T 2c or lower) prostate cancer // J. Urol. — 1994. — Vol. 152. — P. 1850—1857.
75. Zoubarev A., Gajonova V., Matyakin G. et al. 3-D Transrectal Power Doppler sonography in the follow up study of prostate cancer // RSNA. — 2000. — Vol. 11. — P. 346—347.
Поступила 02.05.2007
E. B. Mazo1, V. E. Gazhnova2, V. V. Soloviev1 THREE-DIMENSIONAL ECHOGRAPHY IN THE DIAGNOSIS AND PROGNOSIS OF PROSTATE CANCER
1 Chair of Urology and Operative Nephrology, RSMU, Moscow
2 Chair of Radiodiagnosis, Medical Center, Administrative Department of President
of Russian Federation, Moscow
Prostate cancer is currently a problem of much importance due to a continuing rise in incidence and mortality. The actual state and analysis of statistical data necessitate comprehensive research not only in screening of risk groups and early diagnosis, but also in detailed staging of the disease, since the latter determines type and extent of the treatment. It follows then that improvement in staging accuracy is of principal importance. The paper overviews the literature on modern radiological techniques in the diagnosis and staging of prostate cancer.
Key words: prostate cancer, three-dimensional echography, computed tomography, magnetic resonance imaging.
