CC BY
289
КЛИНИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА
УДК: 612.331/332+611.018.73+616-072.1
ВИРТУАЛЬНАЯ КОЛОНОСКОПИЯ В РАБОТЕ ВРАЧА ОБЩЕЙ ПРАКТИКИ Елена Юрьевна ХОМУТОВА
ГОУ ВПО Омская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития РФ 644043, г. Омск, ул. Ленина, 12
В последние годы отмечается широкое внедрение новых методик мультиспиральной компьютерной томографии, в том числе и виртуальной колоноскопии (ВКС). В статье отражены технические требования к проведению ВКС, вопросы интерпретации изображений, подготовки кишечника к исследованию, собственно методика проведения исследования. В заключение представлены показания и противопоказания к ВКС.
Ключевые слова: виртуальная колоноскопия, колоректальный рак, полипы толстой кишки.
В последние годы отмечается широкое внедрение мультиспиральной компьютерной томографии (МСКТ) для исследования различных органов и систем [1]. Одной из новых МСКТ-методик исследования толстой кишки является виртуальная колоноскопия (ВКС), позволяющая получать трехмерные изображения толстой кишки с возможностью осмотра поверхности слизистой кишки в различных вариантах. В России ВКС применяется только эпизодически, и в научной литературе имеются лишь единичные публикации по данной методике [1-3]. За рубежом ВКС достаточно широко используется, даже для проведения скрининга патологии толстой кишки [4].
Виртуальная колоноскопия - рентгенологический метод обследования толстой кишки, который осуществляется с помощью мульти-спирального компьютерного томографа и соответствующего программного обеспечения, позволяющего выполнить различные плоскостные и объемные изображения просвета кишки.
Наибольшее значение данная методика имеет в диагностике новообразований толстой кишки, аномалий развития, дивертикулов и воспалительных поражений толстой кишки, ее приоритетное направление - выявление неопластических изменений толстой кишки в связи с высокими показателями заболеваемости раком толстой кишки как в России (3-4-е месте в структуре онкологических заболеваний), так и в мире (2-3-е место в структуре смертности от онкологических заболеваний) [5]. Возникновение колоректального рака (КРР) возможно предупредить путем своевременного выявления и удаления полипов. Выбор методов обследова-
ния для программы скрининга КРР предполагает не только убедительные показатели достоверности результатов, но и доверие к методу у пациентов, их расположение к подготовке и проведению исследования [6].
ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
К ПРОВЕДЕНИЮ ВКС
Для выполнения ВКС необходимо провести сканирование тонкими срезами толщиной 1-1,5 мм с перекрытием 50 % [2]. Их получение с помощью односрезового компьютерного томографа (КТ) затруднительно в связи с высокой лучевой нагрузкой и длительным временем сканирования. Поэтому предпочтительно использовать мультиспиральные КТ, что позволяет уменьшить время исследования и, соответственно, снизить риск появления артефактов от дыхания, перистальтики и движения, уменьшить лучевую нагрузку. Нами используется 6-срезовый КТ «Brilliance» (PHILIPS Medical System, Голландия) со следующими параметрами сканирования: толщина среза 1,5 мм, перекрытие 0,75 мм, питч 0,9, коллимация 6 х 0,75. Напряжение на трубке и сила тока подбираются индивидуально в зависимости от комплекции пациента (от 50 до 200 мАс и от 80 до 150 кВ). Длина сканирования и поле обзора (Field of View, FOV) определяются также индивидуально в зависимости от физических параметров пациента.
Компьютерная система КТ для удобства использования должна быть обеспечена интерфейсом на базе платформы Windows XP. Необходимо наличие двухконсольной технологии управления сканирования и постобработки,
Хомутова Е.Ю. - к.м.н., ассистент кафедры лучевой диагностики и лучевой терапии, e-mail: ogma.ray@rambler.ru
оборудованной цветными плоскоэкранными безбликовыми мониторами с диагональю не менее 48 см и матрицей не менее 1280 х 1024. Общая оперативная память компьютерной системы должна составлять не менее 4 Гб, а временная память хранения изображений - не менее 146 Гб. Сетевой интерфейс между КТ рабочей станцией и «читающей» рабочей станцией должен быть одинаковым, передача данных быстрой и автоматической, без потери информации. Сетевой кабель рекомендуется категории 5 UTP со скоростью 100 мВ/с [7]. Скорость может быть и другой в зависимости от мощности техники.
Для получения объемного изображения необходимо наличие быстродействующей рабочей станции и соответствующего специализированного программного обеспечения. Для получения слепка поверхности слизистой оболочки толстой кишки устанавливаются следующие параметры: ширина окна 1200 HU (Haunsfield Units, единиц Хаунсфилда), уровень окна 300 HU, порог затененности > -500 HU, диапазон от -900 HU до 300 HU, интерфейс: мягкие ткани/воздух [2].
Программа Virtual Colonoscopy самостоятельно устанавливает параметры окна, формирует трехмерные изображения и производит расчет центральной линии (пути следования виртуальной камеры).
Для возможности копирования информации на съемный носитель желательно наличие возможности экспорта данных через USB-порт.
Также необходимо DICOM-сопряжение с опциями DICOM Send/Receive, DICOM Query/ Retrive, DICOM Storage, DICOM Basic Print для интеграции рабочей станции КТ в общебольничную сеть и возможностью передачи, обработки, архивирования диагностических изображений, а также дистанционной печати.
Для хранения и архивирования полученных данных используются различные варианты: общебольничная база данных пациентов типа PACS (Picture Archiving and Communication Systems, Система связи и архивирования изображений) с хранением информации на жестких дисках большого объема, а также оптические диски CD-R. В нашей практике используются диски CD-R объемом 700 Мб, что достаточно для записи результатов исследования одного пациента.
ПОДГОТОВКА КИШЕЧНИКА
По данным зарубежной литературы [7, 8] с целью получения адекватной визуализации при ВКС необходимо проводить предваритель-
ное очищение кишки. При хорошей подготовке кишечника чувствительность ВКС в выявлении полипов всех размеров увеличивается [3]. Полипы и раковые опухоли могут скрываться под резидуальным содержимым. Остатки твердого стула, особенно гомогенной структуры, прилежащие к стенке, также можно принять за полиповидное образование. Очищение кишечника для ВКС сходно с таковым при подготовке к ирригоскопии и фиброколоноскопии. Подготовка начинается в день перед исследованием. Обед в день перед исследованием не позже 13-00 часов, вечером накануне и утром в день исследования рекомендуется исключить прием пищи. В день исследования утром можно выпить стакан сладкого чая с бутербродом.
Для очищения кишки используют один из двух основных протоколов.
1. Метод постановки очистительных клизм «до чистой воды» в 20-00 в день перед исследованием.
Объем одной клизмы для взрослых составляет около 1,5-2 л, для ребенка 6 лет - около 0,5 л воды комнатной температуры.
Утром не позже чем за 3 часа до исследования поставить 2-3 клизмы.
2. Метод приема слабительных препаратов типа «Фортранс» (раствор электролитов).
Препарат Фортранс применяется из расчета 1 пакетик препарата на 20 кг массы тела пациента. Каждый пакетик необходимо растворить в 1 л воды. Литр раствора принимается на протяжении часа по стакану каждые 15 минут. Начинать прием препарата следует не позже 14-00 в день перед исследованием. Утром в день исследования (не позже чем за 3 часа до процедуры) необходимо поставить 2-3 клизмы.
За час до исследования пациентам старше 5 лет рекомендуется принять препарат спазмолитического действия (например, Дротаверин, «Но-шпа»).
Во время подготовки пациент может продолжать прием лекарств, которые принимает обычно.
Для пациентов с сахарным диабетом необходима корректировка дозы сахароснижающих препаратов лечащим врачом на период подготовки и в день исследования.
ВВЕДЕНИЕ ГАЗА В КИШКУ
Исследование начинается с введения определенного количества воздуха, углекислого газа или смеси газов в толстую кишку [7, 8].
Традиционно для растяжения кишки используется атмосферный воздух [3]. Преиму-
ществами введения воздуха является его легкая доступность и финансовая экономичность. Но в состав атмосферного воздуха входит азот, который плохо абсорбируется в кишке. Поэтому иногда пациент может испытывать резкую боль и вспучивание в течение нескольких часов после процедуры.
При ряде диагностических манипуляций используется углекислый газ [3]. По данным ряда исследований [3], отмечается снижение дискомфорта пациентов при использовании СО2, что связано с большей способностью углекислого газа проникать через липидную мембрану, большим парциальным градиентом давления по ходу кишечной стенки и легким спазмолитическим действием. Таким образом, СО2 быстрее абсорбируется слизистой оболочкой кишки и выводится через легкие. Для проведения ВКС в среднем требуется введение около 4 л углекислого газа [7]. Наш опыт также свидетельствует о лучшей переносимости пациентами введения СО2 в толстую кишку.
Пациент размещается на столе аппарата, в прямую кишку вводится наконечник, смазанный вазелином (можно использовать гель, содержащий лидокаин для уменьшения болевых ощущений), через который нагнетается воздух, углекислый газ или смесь газов. Установка наконечника может осуществляться врачом или рентгенолаборантом в положении пациента на правом боку с согнутыми в коленях ногами. Для нагнетания газа в толстую кишку используются различные устройства. Самое простое -это груша, соединенная с наконечником. Нами используется устройство для раздувания толстой кишки, по типу аппарата Боброва, которое позволяет контролировать давление и объем вводимого газа [9].
Инсуффляция газа начинается в положении пациента на правом боку, что позволяет раздуть нисходящий и сигмовидный отделы, затем пациент поворачивается на спину. Обычно вводится 3 л газа под давлением, не превышающим 30 мм рт. ст. Инсуффляция газа производится до предела терпения пациента (чувства наполнения в области живота и дискомфорта). Далее от пациента требуется лежать неподвижно и неглубоко дышать. Затем проводится предварительное сканирование (КТ-топограмма), по данным которого определяется степень растяжения кишки. При необходимости вводится дополнительный объем газа. После сканирования на спине пациенты переворачиваются на живот. Осуществляется дополнительное введение газа и производится сканирование в положении на животе. Как отмечает большинство пациен-
тов, неприятные ощущения от введенного газа достаточно быстро проходят. Дискомфорт в области живота исчезает в течение 10-30 минут после окончания процедуры. Общее время исследования составляет 5-10 минут.
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ВКС
Интерпретация полученных данных начинается с оценки слепка кишки [7] (рис. 1). Оценивается форма, расположение, контур, гаустрация, ширина просвета кишки на всем протяжении, качество подготовки к исследованию. На данном этапе возможно выявление аномалий развития, дивертикулов, признаков хронического воспаления, наличие стенозиро-вания просвета, недостаточность баугиниевой заслонки [8]. Проекция тканевых переходов отображает структуры интереса как затененные или как прозрачные [1]. Данное изображение может быть создано с помощью SSD (Superficiality Shadow Display, дисплей оттененных поверхностей) или VRT (Volume Rendering Transformation, объемное представление) с узким диапазоном КТ-чисел, который соответствует переходной зоне между содержимым просвета (воздух или контрастное средство) и окружающей тканью. SSD - реалистически выглядящее трехмерное изображение поверхностей интересующих структур. VRT — метод отображения, который обеспечивает прозрачность изображений и 3D-эффекты (рис. 2). Эта техника обработки информации создает, например, изображения, симулирующие ирригоскопию
Рис. 1. Виртуальная колоноскопия. Слепок просвета толстой кишки. Трехмерное изображение
Рис. 2. Виртуальная колоноскопия. Пациент с объемным образованием слепой кишки (стрелки). А — аксиальная проекция; Б — эндоскопическое окно; В — сагиттальная проекция; Г — коронарная проекция; Д — проекция тканевых переговоров с использованием УЯТ
с двойным контрастированием [1]. В качестве альтернативы могут быть выбраны мульти-планарные реконструкции тканевых переходов, позволяющие достигнуть сходных результатов. Далее производится эндоскопический осмотр просвета кишки по ходу центральной линии [8]. Центральная линия определяется автоматически либо вручную. При эндоскопическом осмотре можно оценивать внутреннюю поверхность толстой кишки: характер складок, наличие объемных образований, сужений просвета, дивертикулов [8] (рис. 3). На аксиальных срезах и мультиплоскостных реформациях оцениваются толщина стенки кишки и степень инвазии опухоли, состояние околокишечных тканей и внутрибрюшные лимфоузлы [8]. Программа виртуальной диссекции (filet) позволяет получить плоскостной обзор внутренней поверхности кишки путем выпрямления центральной оси кишки и выполнения виртуального продольного разреза [2] (см. рис. 3). Прицельная VRT (объемное представление) позволяет детально анализировать подобъем интересующего объ-
екта. Плавно перемещаемые объемные изображения тонкими срезами обеспечивают хороший обзор анатомических особенностей в сложных случаях и при пространственных искажениях. Панорамный обзор создает эндоскопическую проекцию в направлении движения и в противоположном направлении, а также изображения боковых сторон толстой кишки, улучшает визуализацию между складками [2].
ПОКАЗАНИЯ И ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ К ВКС
Виртуальная колоноскопия может проводиться как скрининговое исследование, а также как диагностическая методика, соответственно, показания и противопоказания в каждом из этих вариантов будут различные.
Показания для проведения ВКС в качестве скринингового метода (первичного выявлений новообразований толстой кишки) следующие
[7]:
• возраст старше 50 лет,
• положительный результат теста на онкомаркеры,
Рис. З. Виртуальная колоноскопия. В режиме filet (верхний фрагмент изображения) при цветном картировании визуализируется дивертикул, выполненный воздухом, в виде кольца синего цвета. В эндоскопическом окне и на аксиальном изображение определяется устье дивертикула
• наличие скрытой крови в анализах кала,
• анемия неясного генеза,
• незавершенная (в полном объеме) эндоскопическая колоноскопия,
• пациенты группы высокого риска (с отягощенной наследственностью).
Скрининговые методики для выявления колоректального рака необходимы в связи с общепризнанным мнением, что рак развивается из полипов, которые рассматриваются как предраковое заболевание [4]. Поэтому в современной онкологии на первый план выходит проблема выявления и лечения доброкачественных предраковых новообразований, особенно таких, которые в течение многих месяцев и лет могут протекать абсолютно бессимптомно и выявляются либо случайно, либо при скрининге.
Диагностическая ВКС показана следующим группам пациентов [7]:
• с повторяющимися желудочно-кишечным кровотечениями,
• с изменением функций кишечника,
• с болями внизу живота,
• с подозрением на аномалию развития толстой кишки,
• с подозрением на воспалительные заболевания кишечника,
• с железодефицитной анемией,
• для осмотра престенотических участков, недоступных для оптической колоноскопии,
• для динамического наблюдения полипов. Противопоказаниями для проведения ВКС
являются [7]:
• острый живот,
• ранний послеоперационный период,
• токсический мегаколон,
• ущемленная грыжа толстой кишки,
• беременность и лактация,
• абсолютная клаустрофобия.
В нашей клинике в течение последних трех лет проводится активное внедрение методики ВКС в клиническую практику. За это время было проведено 548 исследований, отработана методика проведения ВКС, получен патент на устройство для раздувания толстой кишки [9], изучены различные варианты постпроцессор-ной обработки изображений, проведены дозиметрические исследования. Показаниями для проведения ВКС являлись наличие жалоб на изменение нормального режима функционирования толстой кишки, положительного результата теста на онкомаркеры, наличие скрытой крови в анализах кала. После проведения виртуальной колоноскопии 488 (89 %) пациентам была проведена эндоскопическая колоноско-пия. Всего при ВКС было выявлено 788 объемных образований у 402 пациентов (73,4 %) из 548 обследованных. В 767 случаях образования были верифицированы как полипы (97,3 %). В 21 случае был диагностирован колоректальный рак (2,7 %). Кроме оценки характера роста опухоли КТ-исследование позволило у 8 пациентов обнаружить увеличенные брыжеечные лимфоузлы, а у трех человек выявить метастазы в печень. Минимальный размер выявленного полипа при ВКС составлял 4 мм в диаметре. Множественные полипы выявлены у 6 (1,5 %) из 402 пациентов. Кроме объемных образований толстой кишки, у 379 пациентов из 548 обследованных при ВКС был диагностирован и ряд других изменений. Дивертикулы были выявлены у 116 пациентов, долихосигма - у 267, долихоколон - у 172, послеоперационный стеноз - у 26 обследованных, признаки хронического колита отмечались у 309 человек. В целом чувствительность виртуальной колоноскопии в отношении выявления объемных образований по сравнению с эндоскопической колоноскопи-ей составила 93 %, специфичность - 78 %.
Таким образом, ВКС является высокоинформативной и малоинвазивной методикой исследования толстой кишки, которая со временем найдет достойное место в диагностическом алгоритме исследований патологии толстой кишки.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В современной онкологии на первый план выходит проблема выявления и лечения доб-
рокачественных предраковых новообразований, особенно таких, которые в течение многих лет могут протекать абсолютно бессимптомно и имеют достаточно большую распространенность. Эта задача с успехом решается при скрининге методом виртуальной колоноскопии. Конечно, проведение анализа полученных на ВКС результатов одним врачом-рентгенологом следует заменить на просмотр двумя врачами («двойное чтение») для большей информативности и эффективности скрининга по аналогии с маммографией. Исследование показало высокую чувствительность виртуальной колоноско-пии в выявлении различной патологии толстой кишки, в частности, в обнаружении объемных образований - 93 %. Исключительной прерогативой ВКС является возможность изучения толщины стенки, протяженность ее поражения, оценка паракишечных изменений, состояния лимфатического аппарата, брыжейки, а также параллельно паренхиматозных органов живота. Данная методика особенно показана при неполной или противопоказанной эндоскопической колоноскопии, изучении престенотических отделов кишки. Комфортность ВКС для пациента значительно выше, чем эндоскопическая коло-носкопия и ирригоскопия. Кроме того, виртуальная колоноскопия имеет высокую пропускную способность и низкую лучевую нагрузку по сравнению с ирригоскопией.
Следовательно, внедрение скрининговой виртуальной колоноскопии наряду с эндоскопической колоноскопией и тестами на скрытую кровь в странах с большим населением, к которым относится Россия, является одним из путей решения проблемы снижения смертности от КРР.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Тарасенко Т.Д., Зубарев А.Р. Возможности мультиспиральной компьютерной томографической колонографии (виртуальной колоноскопии) в диагностике новообразований толстой кишки // Вестн. Рос. гос. мед. ун-та. 2009. (1). 52-56.
Tarasenko T.D., Zubarev A.R. Possibilities of multispiral computer tomographic colonography (virtual colonoscopy) in diagnostics of colon tumor // Vestn. Ros. gos. med. un-ta. 2009. (1). 52-56.
2. Хомутова Е.Ю., Игнатьев Ю.Т., Скрип-кин Д.А. и др. Виртуальная колоноскопия: методика проведения // Радиология-практика. 2009. (2). 21-27.
Khomutova E.Yu., Ignatiev Yu.Т., Skripkin D.A. et al. Virtual colonoscopy technique // Radiologiya-praktika. 2009. (2). 21-27.
3. Хомутова Е.Ю., Игнатьев Ю.Т. Мультиспи-ральная компьютерная виртуальная колоноскопия в диагностике патологии толстой кишки (обзор литературы) // Мед. визуализация. 2008. (6). 73-77.
Khomutova E.Yu., Igmat'ev Yu.Т. Multispiral computer tomography in diagnostics of colon diseases (literature review) // Med. vizualizatsiya. 2008. (6). 73-77.
4. Levin B., Lieberman D.A., McFarland B. et al. Screening and surveillance for the early detection of colorectal cancer and adenomatous polyps, 2008: a joint guideline from the American Cancer Society, the US Multi-Society Task Force on Colorectal Cancer, and the American College of Radiology // Gastroenterology. 2008. 134. 1570-1595.
5. Jemal A., Siegel R., Ward E. et al. Cancer statistics, 2008 // CA Cancer J. Clin. 2008. 58. 71-96.
6. Fletcher R.H. Colorectal cancer screening on stronger footing // New Engl. J. Med. 2008. 359. 1285-1288.
7. Virtual Colonoscopy. A Practical Guide / Eds. P. Lefere, S. Gryspeerdt. Berlin: Springer-Verlag, 2006.
8. Yee J. Virtual colonoscopy / Ed. M. Galdi-no. Philadelphia: Lippincott Williams and Wilkins, 2008.
9. Пат. 80342 РФ. Устройство для раздувания толстой кишки / Е.Ю. Хомутова, Ю.Т. Игнатьев, Д.А. Скрипкин и др.; опубл. 10.02.2009.
Patent 80342 RF. Apparatus for colon distension / E.Yu. Khomutova, Yu.T. Ignatiev, D.A. Skripkin et al.; published 10.02.2009.
VIRTUAL COLONOSCOPY IN PHYSICIAN PRACTICE
Elena Yurievna KHOMUTOVA
Omsk State Medwal Academy 644043, Omsk, Lenin av., 12
In recent years there has been widespread adoption of new methods of multislice computed tomography, including virtual colonoscopy (VC). The article describes the technical requirements for video conferencing, questions of interpretation of images, bowel preparation to study the actual methodology of the investigation. In conclusion, the indications and contraindications to the VC have been presented.
Key words: virtual colonoscopy, colorectal cancer, colorectal polyps.
Khomutova E.Yu. — candidate of medical sciences, assistant professor of the chair for radiology and radiotherapy, e-mail: ogma.ray@rambler.ru
