Сравнительная оценка использования в практике новых методов медицинской визуализации (обзор литературы)
Внедрение в клиническую практику новых методов медицинской визуализации – магнитно-резонансной томографии (МРТ), позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ) и однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) существенно расширило возможности диагностики различных, в том числе онкологических, заболеваний.
Благодаря широкому использованию МРТ в современной онкологии удалось значительно повысить эффективность диагностики опухолей различных локализаций, прежде всего головного мозга, печени, опорно-двигательной системы и органов малого таза. Данный метод применительно к задачам онкологической службы обладает такими основными достоинствами, как хорошая визуализация мягких тканей и сосудов практически всех анатомических областей, а также возможности 3D реконструкции изображений и многофазового контрастного исследования различных огранов (Нуднов А.Г. и др., 1999; Терновой С.К., Шахиртонова С.В., 1999; Шелкопляс Э.Н. и др., 1999; Колесанов А.Ф., Карусинов П.С., 2000; Галеев Н.Э., 2002; Терновой С., Синицын В., 2005). МРТ обладает многими достоинствами, в число которых входят превосходное контрастирование при визуализации мягких тканей, отсутствие лучевой нагрузки, возможность получать среды и проекции изображаемого объекта во всех плоскостях, а также использовать различные виды контрастных веществ (Гурцоянис Н.С., 2006).
Метод ПЭТ наиболее востребован именно в онкологии: 90% всех ПЭТ-исследований в мире проводится для обследования онкологических больных (Хмелев А.В., Ширяев С.В., 2004; Ширяев С.В. и др., 2006). ПЭТ в настоящее время является уникальным инструментом диагностики злокачественных опухолей на ранних стадиях их развития, а также диагностики регионарных и отдаленных метастазов сразу во всех анатомических областях у онкологического больного. ПЭТ является единственным методом, позволяющим дать количественную характеристику метаболизма опухолевых клеток, установить степень злокачественности опухоли, а также ее реакции на проводимое лечение (Chaiken L., 1993; Ruhlman J. et al., 1999; Seltzer M.A. et al., 1999; Bomanji J.B. et al., 2001). При помощи ПЭТ можно с высокой точностью определять опухолевые очаги в организме в том случае, когда их вследствие малых размеров не удается визуализировать другими радиологическими методами (Ruhlman J. et al., 1999; Biersack H.J. et al., 2000; Gambhir S.S. et al., 2001).
Технология ПЭТ базируется на основе клинического циклотрона, радио химического комплекса и позитронного эмиссионного томографа. Позитронные томографы снабжены кольцевой детекторной системой, что позволяет собирать информацию в трехмерном пространстве с одновременным сканированием всего тела (Долгущин Б.И. и др., 2001; Хмелев А.В., Ширяев С.В., 2004). В последние годы разрабатываются позитронные эмиссионные томографы и агрегатные комплексы (гибридные аппараты типа ПЭТ/КТ для компьютерного совмещения анатомических и метаболических изображений – «fusion imaging» (Хмелев А.В., Ширяев С.В., 2004).
Магнитно-резонансные томографы разделяются на пять типов в зависимости от величины магнитной индукции: ультранизкие (ниже 1 Т), низкие (0,1-0,5 Т), средние (0,5-1,0 Т), высокие (1,0-2,0 Т) и ультравысокие (свыше 2,0 Т). Такая классификация имеет смысл с точки зрения принципиальной характеристики аппарата: разрешающей способности, возможности сверхбыстрого получения изображения, спектроскопии (Холин А.В., 1994).
Магнитно-резонансные томографы могут создавать изображения сечений любой части тела; при этом ионизирующее излучение не используется, а воздух или кости не являются помехой при визуализации. В МРТ существует значительно больше возможностей для изменения контрастности изображения, чем в альтернативных методиках (УЗИ, КТ). Особенно ярко возможности метода проявляются на высокополосных МР-томографах (с напряженностью магнитного поля 1,0-1,5 Т): так, например, внедрены в практику скоростные методики исследования, когда для получения серии высококачественных изображений брюшной или грудной полости требуется период лишь одной задержки дыхания, т.е. 20-30 сек., а не 7-10 мин., как раньше. При этом получаемые томограммы достаточно качественны и информативны для решения серьезных диагностических задач (Brown M.A., Semelka R.S., 1995). Одним из основных преимуществ МРТ по сравнению с другими методами является возможность построения МРТ-изображений на основе нескольких совершенно различных физических параметров (протонная плотность, время релаксации и др.), тогда как все прочие базовые диагностические методы обеспечивают построение изображений на основе лишь одного параметра: при УЗИ это эхогенность тканей, при рентгенографии и рентгеновской КТ – коэффициент поглощения рентгеновских лучей, при радионуклидных исследованиях – регистрация гамма-излучения радионуклидов (Долгушин Б.И. и др., 2001).
Необходимым условием использования высокотехнологичных методов диагностики опухолей является разработка и внедрение в клиническую практику новых, усовершенствованных радиофармацевтических препаратов (РФП) (Усов В.Ю. и др., 2001). Из всех методов лучевой диагностики именно для МРТ и ПЭТ характерно наибольшее многообразие применения новых контрастных средств (Свиридов Н.К. и др., 2011; Терновой С., Синицын В., 2005).
ПЭТ в онкологии базируется главным образом на определении фиксации РФП в опухолевых тканях (визуализируя их положительным контрастом). Для ПЭТ-обследования применяются получаемые в ускорителях позитрон-активные радионуклиды: 18F, 11C, 13N и 15O. Поскольку позитрон-излучающие радионуклиды являются ультракороткоживущими (от 2 минут до 2 часов), циклотрон, на котором они нарабатываются, должен находиться непосредственно в клинике. Синтез и контроль качества нарабатываемых РФП обеспечивается радиохимическим комплексом (Долгушин Б.И. и др., 2001).
При клиническом применении ПЭТ в большинстве диагностических центров используется коммерчески легко доступный препарат 18F-фтордезоксиглюкоза (18F-ФДГ), имеющий оптимальные и хорошо проверенные на практике возможности для функциональной визуализации опухолевых процессов (Oehr P. Et al., 1999; Wienhard K., 2002). Проникновение 18F-ФДГ в клетку происходит по физиологическим механизмам обмена глюкозы. Скорость выведения фософорилированной ФДГ очень низкая, поэтому в опухолевых клетках, потребность которых в сахаре повышена, препарат накапливается в большей степени, чем в здоровых. Это позволяет дифференцировать опухоли и метастазы от здоровых тканей. При использовании полнокольцевой ПЭТ-системы возможна визуализация опухолевых очагов размером менее 1 см (Заплатников К. и др., 2003).
Вторым по частоте применения при ПЭТ-исследованиях в онкологии является 11C-метионин. Рекомендовано приоритетное использование данного препарата в диагностике опухолей головного мозга (Медведев С.В. и др., 1996; Скворцова Т.Ю. и др., 2001).
Вода, меченная 15O (H215O), является свободно диффундирующим индикатором, ее распределение в организме отражает процессы реальной перфузии. ПЭТ с H215O позволяет неинвазивно оценивать регионарную перфузию органа (Медведев С.В. и др., 1996; Lüdemann L. et al., 2006).
При МР-исследовании выявлению различий в отображении нормальных и патологически измененных тканей способствует внутривенное введение специальных контрастных препаратов, изменяющих физические параметры исследуемых тканей – время релаксации и магнитную восприимчивость (Долгушин Б.И. и др., 2001).
Ломаков Сергей Юрьевич
СПбГМУ им. акад. И.П.Павлова