Ломаков Сергей Юрьевич Значение ВМЛД в онкологии

Значение различных высокотехнологичных методов лучевой диагностики в онкологии

С.Ю.Ломаков
ФГБУ «Российский научный центр радиологии и хирургических технологий»
Минздрава России, г.Санкт-Петербург

В условиях стремительного развития полостной и лапароскопической хирургии, внедрения в практику прецезионных малоинвазивных технологий лечения крайне актуальной является разработка и внедрение лучевых диагностических обследований и оценка их эффективности. Это позволяет не только сократить диагностический период, избежать излишней лучевой нагрузки, ограничить экономические издержки пациентов и лечебных учреждений, но и выбрать правильную стратегию лечения больных.

Внедрение в клиническую практику новых методов медицинской визуализации — магнитнорезонансной 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. МРТ обладает многими достоинствами, в число которых входят превосходное контрастирование при визуализации мягких тканей, отсутствие лучевой нагрузки, возможность получения срезов и проекций изображаемого объекта во всех плоскостях, а также использования различных видов контрастных веществ.

Метод ПЭТ наиболее востребован именно в онкологии: 90% всех ПЭТ-исследований в мире проводится для обследования онкологических больных. ПЭТ является уникальным инструментом диагностики злокачественных опухолей на достаточно 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.

Техническое и фармакологическое обеспечение высокотехнологичных методов диагностики онкологических заболеваний

Одной из приоритетных задач лучевой диагностики является внедрение современной аппаратуры. Технология ПЭТ базируется на использовании клинического циклотрона, радиохимического комплекса и позитронного эмиссионного томографа. Позитронные томографы снабжены кольцевой детекторной системой, что позволяет собирать информацию в трехмерном пространстве с одновременным сканированием всего тела. В последние годы разрабатываются позитронные эмиссионные томографы и агрегатные комплексы (гибридные аппараты типа ПЭТ/КТ для компьютерного совмещения анатомических и метаболических изображений — «fusion imaging”.

МP-томографы разделяются на 5 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 тТ) и ультравысокие (свыше 2,0 Т). Такая классификация имеет смысл с точки зрения принципиальной характеристики аппарата: разрешающей способности, возможности сверхбыстрого получения изображения, спектроскопии.

Перспективным направлением в повышении эффективности использования высокотехнологичных методов диагностики опухолей является разработка и внедрение в клиническую практику новых, усовершенствованных радиофармацевтических препаратов (РФП). Из всех методов лучевой диагностики именно для МРТ и ПЭТ характерно наибольшее многообразие применения новых контрастных средств.

ПЭТ в онкологии базируется, главным образом, на определении фиксации РФП в опухолевых тканях (визуализируя их положительным контрастом). Для ПЭТ-обследования применяют получаемые в ускорителях позитрон-активные радионуклиды: 18F, 11C, 13N и 15O. Поскольку позитрон-излучающие радионуклиды являются ультракороткоживущими (от 2 мин. до 2 час.), циклотрон, на котором они нарабатываются, должен находиться непосредственно в клинике. Синтез и контроль качества нарабатываемых РФП обеспечивается радиохимическим комплексом.

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. Проникновение 18F-ФДГ в клетку происходит в соответствии c физиологическими механизмами обмена глюкозы. Скорость выведения фосфорилированной ФДГ очень низкая, поэтому в опухолевых клетках, потребность которых в глюкозе 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. Вторым по частоте применения при ПЭТ-исследованиях в онкологии является 11C-метионин. обосновано приоритетное использование данного препарата в диагностике опухолей головного мозга. 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.

Перспективным для использования при МРтомографических исследованиях является контрастный парамагнитный препарат магневист (димеглюмина гадопентат, Gd-DTPA). Показано, что его применение значительно повышает разрешающую способность МРТ в ранней и дифференциальной диагностике новообразований, существенно сокращая при этом время обследования больного.

Применение высокотехнологичных методов исследования в диагностике онкологических заболеваний различных локализаций

В 2000 г. в Германии проходила междисциплинарная научная конференция «Онко-ПЭТ», в ходе которой специалистами был проведен систематизированный анализ показаний к применению ПЭТ в онкологии. Показания к использованию ПЭТ с 18F-ФДГ разделены на четыре группы: 1а — «применение ПЭТ однозначно эффективно», 1б — «применение ПЭТ вероятно эффективно», 2 — «применение ПЭТ эффективно в отдельных случаях», 3 — «эффективность применения ПЭТ не доказана», 4 — «клиническая эффективность выявлена только в очень редких случаях». Согласно заключению участников конференции, ПЭТ-исследование необходимо в следующих случаях (группа показаний 1а):

при опухолях в области головы и шеи — определение стадии поражения лимфатических узлов;
при раке щитовидной железы — оценка эффективности терапии опухоли;
при раке легкого — дифференциация злокачественных узлов от доброкачественных у больных с повышенным операционным риском, определение стадии поражения лимфатических узлов при немелкоклеточном бронхиальном раке, диагностика рецидивов и стадирование отдаленных метастазов;
при раке пищевода — определение стадии поражения лимфатических узлов или отдаленных метастазов;
при раке поджелудочной железы — дифференциация воспаления и злокачественных изменений;
при колоректальных новообразованиях — диагностика рецидивов;
при лимфоме Ходжкина — стадирование;
при злокачественной меланоме — диспансерное наблюдение при рТ3 и рТ4, диагностика рецидивов.

Специалисты из США, проанализировав и обобщив данные большого количества литературных источников, представили сведения о диагностической ценности ПЭТ при злокачественных новообразованиях различных локализаций в сравнении с другими методами исследования (табл. 1). ПЭТ используется не только для диагностики новообразований и их метастазов, но также для планирования и мониторинга терапии онкологических больных.

Таблица 1

Диагностическая ценность ПЭТ и других методов исследования в онкологии

Большие надежды специалистов в области лучевой диагностики связаны с внедрением в клиническую практику метода диффузионновзвешенной МРТ (ДВ-МРТ). При всех существенных преимуществах метода ПЭТ он имеет ряд ограничений, сужающих возможности его использования и не позволяющих применять метод ПЭТ в качестве скринингового. Эти ограничения обусловлены, прежде всего, технической сложностью и высокой стоимостью методики (помимо того, следует иметь в виду наработку РФП, его транспортировку и использование). Помимо медицинского персонала, требуют дополнительного штата сотрудников других специальностей. В связи с этим в последние годы предпринимаются попытки использования 3D-ДВ-МРТ для определения распространенности опухолевого заболевания. Метод дает возможность оценивать движение молекул воды на уровне клеток и позволяет визуализировать ткани с высоким содержанием воды. Этот факт является большим преимуществом метода ДВ-МРТ: как и при ПЭТ, оцениваются не морфологические, а молекулярные изменения в тканях. Малая продолжительность исследования и невысокая (по сравнению с ПЭТ) стоимость позволяют использовать ДВ-МРТ в качестве скринингового метода при обследовании онкологических больных.

Применение ПЭТ, безусловно, эффективно при так называемом CUP-синдроме (cancer of unknown primary — рак с неясной первичной локализацией). ПЭТ, обладающая высокой специфичностью и чувствительностью, является в настоящее время приоритетной методикой в оценке распространенности заболевания у онкологических больных.

В настоящее время основными методами исследования при опухолях головного мозга являются МРТ и, в меньшей степени, рентгеновская Кт, дающие подробную информацию о структурных и некоторых функциональных изменениях. Поэтому эти методы должны предшествовать ПЭТ. Скомбинированные вместе они дают ценную в клиническом и научном отношении структурно-функциональную карту мозга. очень важен адекватный выбор РФП, зависящий от имеющейся патологии, характера выявленных структурных изменений и необходимостью оценки того или иного биохимического процесса.

Работа Н.А.Костеникова и др. посвящена выбору оптимального РФП для ПЭТдиагностики опухолей головного мозга. Они, исследуя новый отечественный РФП 11С-бутират натрия, установили, что он обладает высокой чувствительностью (94,8%) при выявлении новообразований головного мозга. Авторы считают, что при динамической ПЭТ с помощью данного препарата возможно в пределах одного исследования оценивать степень васкуляризации, уровень метаболизма, скорость захвата и утилизации жирных кислот в опухолях и косвенно судить о степени их оксигенации, что имеет прогностическое значение при планировании консервативного лечения опухолей головного мозга.

Радиоизотопные методы исследования отличаются более низкой разрешающей способностью по сравнению с КТ. Вследствие этого, а также из-за отсутствия специфических туморотропных РФП роль указанных методов в диагностике опухолевых поражений органов грудной полости относительно невелика. В то же время, при так называемом «синдроме одиночного очага» в легком, когда невозможно определить природу очага поражения с помощью рентгенологических методов исследования, данные ПЭТ с 18F-ФДГ и ОФЭКТ с 99mTc-пертехнетатом могут иметь решающее значение.

K.H.Bohuslavizki и соавт. сравнивали чувствительность, специфичность и диагностическую точность ПЭТ с 18F-ФДГ и рентгеновской Кт в выявлении одиночного очага у 29 больных раком легкого. По данным авторов, чувствительность метода ПЭТ составила 76%, а КТ — 65%; показатели специфичности — соответственно 98% и 87%, диагностической точности — 93% и 82%. ПЭТ является наиболее информативным методом в ранней оценке эффективности лечения онкологических заболеваний органов грудной полости, о чем свидетельствуют результаты многих исследований. В то же время, в литературе отмечается, что использование данного метода в первичной диагностике опухолей средостения ограничено в связи с тем, что из-за физиологического накопления РФП в миокарде левого желудочка и эндотелии крупных сосудов высока вероятность ложноположительных результатов.

МРТ является высокоинформативным методом визуализации патологических изменений средостения. Благодаря высокой интенсивности сигнала от жировой ткани. указанный метод обеспечивает высокую дифференциацию различных анатомических структур средостения и визуализацию его опухолевых поражений. С помощью МРТ удается установить прорастание опухоли в грудную стенку, перикард, поражения лимфатических узлов, сдавление и инвазию крупных сосудов при раке легкого, лимфомах и других новообразованиях. При новообразованиях легких чувствительность МРТ с высокой магнитной индукцией достигает 100%, специфичность — 94%; при опухолях средостения соответствующие показатели равны 100% и 100%, при увеличенных лимфоузлах средостения 91% и 99%; при прорастании средостения чувствительность метода составляет 91%, специфичность — 95%.

ПЭТ — эффективный метод выявления отдаленных метастазов рака желудка. По чувствительности и специфичности ПЭТ существенно превосходит КТ: 69% и 93% против 46% и 73% соответственно. Безусловно, выявление отдаленных метастазов существенно меняет тактику лечения вплоть до отказа от хирургического вмешательства. трудности диагностики, типичные для ПЭТ: ложноотрицательные случаи описаны при малых размерах очагов, локализованных в легких и печени, а также лимфоузлах, сохраняющих свои первоначальные размеры, однако при выявлении отдаленных метастазов в лимфоузлы специфичность ПЭТ выше, чем КТ и эндоскопического ультразвукового исследования.

МРТ является одним из важнейших методов диагностики болезней тонкой кишки. Данные МР-энтероскопии тесно коррелируют с патоморфологическими изменениями тонкой кишки. В целом ряде работ при обследовании больных с подозрением на рецидив продемонстрирована более высокая чувствительность ПЭТ (93–98% при специфичности 95–98%). ПЭТ эффективен в выявлении отдаленных метастазов опухолей мочеполовой системы. Он позволяет более точно определить стадию процесса, чем морфологические методы диагностики. Выявление первичного очага в этих случаях затруднено. ПЭТ с 18F-ФДГ не используется в диагностике рака почки и предстательной железы, поскольку высокое физиологическое накопление ФДГ в этих органах сочетается с низким потреблением глюкозы опухолями. Относительно невысокая чувствительность метода ПЭТ, она не превышает 66,7 % ограничивает применение ПЭТ с 18F-ФДГ для выявления первичных опухолей мочевого пузыря. Значительно более эффективно использование ПЭТ для диагностики регионарных метастазов: при этом чувствительность метода достигает 86–95%.

C другой стороны, ПЭТ с 18F-ФДГ является одним из наиболее информативных методов диагностики опухолей матки и придатков. При диагностике первичного рака яичников чувствительность ПЭТ достигает 93%, специфичность — 85%.

Уникальность МР-технологий применительно к урологии состоит в том, что они позволяют одновременно оценивать морфологию, функцию и уродинамику мочевыделительной системы и тем самым диагностировать дилатацию, обструкцию или мальформацию с высокой точностью. Благодаря хорошей визуализации эндометрия, МРТ является информативным методом выявления рака этой локализации: чувствительность метода составляет 92–96%, специфичность — 97%. МРТ играет важную роль в определении стадии опухолей матки и придатков.

МРТ также занимает ведущее место в диагностике опухолей мягких тканей. Она позволяет изучить структуру опухоли, определить распространенность опухолевого компонента и его соотношение с сосудисто-нервным пучком. Применение динамического контрастного усиления дает возможность проводить дифференциальную диагностику между гипер- и гиповаскулярными новообразованиями мягких тканей и костей. По сравнению с рентгенологическим методом МРТ более эффективна в ранней диагностике метастатических опухолей костей. Многопроекционность МРТ обеспечивает возможность визуализации глубоких и труднодоступных областей скелета (плечевой пояс и грудная стенка, таз и копчик, суставы конечностей).

Ряд исследователей при наблюдении за группой больных местнораспространенным раком молочной железы отметили, что при высокой метаболической активности первичной опухоли, определяемой ПЭТ, можно прогнозировать низкую эффективность неоадъювантной химиотерапии. Отмечена высокая информативность МРТ, особенно с контрастным усилением, в диагностике рака молочной железы и других органов.

Все злокачественные лимфомы, за исключением низкодифференцированных, имеют высокий показатель накопления ФДГ, в связи с чем в последние годы ПЭТ заняла важное место среди методов диагностики указанных заболеваний.

E. Pelosi и соавт. сравнивали информативность ПЭТ и биопсии костного мозга у 194 пациентов, страдавших лимфомой ходжкина и неходжкинскими лимфомами. Чувствительность ПЭТ составила 65,3%, биопсии — 55,1%; специфичность — 98,6% и 100%, точность — 90,2% и 88,7% соответственно. Авторы пришли к заключению о том, что оба метода исследования дополняют друг друга и их целесообразно использовать в совокупности, учитывая результаты ПЭТ при проведении биопсии костного мозга.

Учитывая высокую степень накопления ФДГ злокачественной меланомой, использование современной ПЭТ — аппаратуры позволяет обнаружить очаги меланомы размером от 5 мм, а иногда и до 3 мм. По последним данным литературы, эффективность ПЭТ для обнаружения патологических очагов при злокачественной меланоме составляет около 90%. При подозрении на рецидивы или метастазы ПЭТ проводят в режиме сканирования всех частей тела. Поскольку вероятность метастазирования при меланоме пропорциональная размеру первичной опухоли, ПЭТ целесообразно назначать только с определенной стадии заболевания. ПЭТ широко применяется для диагностики рецидива и при диспансерном наблюдении пациентов с опухолями в стадии рТ3 или рТ4, а также их метастазами.

Значительную роль методов лучевой визуализации в диагностике и лечении заболеваний щитовидной железы отметил А.Н.Сенча.

Организационно-экономические аспекты применения высокотехнологичных методов лучевой диагностики

Технология ПЭТ-исследования требует создания специального подразделения радионуклидной диагностики — ПЭТ-центра, предназначенного для синтеза РФП и проведения диагностической процедуры ПЭТ/КТ. Такой центр должен иметь циклотрон для наработки позитронноизлучающих изотопов, радиохимический комплекс для производства РФП, меченных этими изотопами, и радиодиагностическое отделение, оснащенное ПЭТ или ПЭТ/КТ томографами. Процесс получения РФП осуществляется автоматизировано, без непосредственного участия радиохимика. Поскольку позитронно-излучающие изотопы быстро распадаются, из соображений рентабельности ПЭТ-центр целесообразно оснащать минимум тремя ПЭТ-камерами для того, чтобы одновременно исследовать сразу нескольких пациентов. Однако могут быть отдельно установленные ПЭТ-камеры, куда РФП доставляются из других центров.

Применение высокотехнологичных диагностических методов сдерживается их высокой стоимостью и ограничено небольшим количеством магнитно-резонансных и эмиссионнокомпьютерных томографов в клиниках. За рубежом стоимость исследования достигает 2000 долларов США, хотя оплачивается (полностью или частично) страховыми компаниями. В московских ПЭТ-центрах, по данным С.В.Ширяева и соавт., стоимость ПЭТ составляет порядка 400-500 долларов США. Из четырех ПЭТ-центров, действующих в России, два находятся в Москве и два — в Санкт-Петербурге. Число исследований ежегодно возрастает в 2-3 раза, несмотря на их значительную трудоемкость и высокую стоимость. За 2005 г. в ПЭТ-центрах Москвы обследованы более 300 больных.

Самой значимой оценкой эффективности и практической важности диагностического метода является его рейтинг у страховых медицинских компаний. ПЭТ-исследования в онкологии с 1998 г. признаны обоснованными и начали оплачиваться страховой медициной: сначала при новообразованиях легких, затем при раке толстой кишки, злокачественных лимфомах, меланоме, а в XXI в. — при раке пищевода, молочной железы, опухолях головы и шеи. обсуждается целесообразность включения в этот перечень ПЭТ-исследований для диагностики опухолей головного мозга, рака поджелудочной железы, мелкоклеточного рака легкого, рака шейки матки, рака яичников, злокачественных опухолей яичка. Дополнительным обоснованием применения ПЭТ в клинической практике являются показатели эффективности метода.

В связи с вышеперечисленными причинами важное значение придается организационно-экономическим аспектам высокотехнологичной диагностики онкологических заболеваний.

По мнению М.М.Власовой, отечественная служба лучевой диагностики отстает от мирового уровня не профессиональной подготовкой персонала, а уровнем технического оснащения и недостаточной организацией. автор отмечает, что для отечественного здравоохранения (в отличие от зарубежного) характерен завышенный объем лучевых исследований по сравнению с развитыми странами, что влечет за собой огромные экономические затраты.

М.М. Власовой сформулированы основные принципы, на которых должны быть сосредоточены основные усилия по организационному совершенствованию этого диагностического направления.

создание единой современной концепции развития службы лучевой диагностики;
переход от экстенсивных к интенсивным методам деятельности;
создание системы лучевой диагностики как по вертикали (управление), так и по горизонтали (обслуживание населения);
создание программ по конкретным направлениям деятельности службы лучевой диагностики;
повышение эффективности деятельности службы за счет концентрации различных методов исследований в специализированных центрах как первичной (амбулаторной), так и стационарной медицинской помощи;
перераспределение средств;
модернизация и стандартизация оборудования;
повышение квалификации, специализация и унификация подготовки специалистов;
изменение соотношения между средним и врачебным персоналом;
увеличение сменности работы отделений (центров);
совершенствование формы представления данных медицинской статистики;
более тесная координация с другими отраслями здравоохранения;
создание требуемой современной материально-технической базы отрасли;
введение новых финансовых форм обслуживания, включая централизацию финансирования, введение хозрасчета и др.;
разработка современной нормативно-методической документации;
повышение обоснованности лучевых исследований (в т.ч. МРТ);
социальная защита малоимущих слоев обследуемых;
улучшение санитарно-гигиенического состояния отделений лучевой диагностики;
совершенствование условий радиационной безопасности персонала, пациентов и населения.

Специалисты из Военно-медицинской академии изучали тенденции развития МР-томографов и перспективы комплектования ими медицинских учреждений. обобщив литературные данные и собственный 10-летний опыт эксплуатации и технического обслуживания аппаратуры для МРТ, авторы пришли к выводу, что лучшей с точки зрения сочетания диагностических и эксплуатационных качеств является модель МР-томографа на постоянном магните с вертикально направленным вектором индукции магнитного поля (ИМП) максимальной величины 0,3 Тл. наиболее перспективными аппаратами для исследования всего тела в многопрофильных диагностических центрах авторы считают МР-томографы типа AIRIS II и AIRIS MATE (фирма «Hitachi», Япония). В будущем целесообразна замена их на аппараты со сверхпроводящими магнитами широко открытого типа с вертикальным полем и ИМП 0,7–1,0 Тл. Для разгрузки МР-томографов универсального типа, особенно в травматологических и артрологических отделениях, перспективны специализированные аппараты для суставов на постоянных магнитах с ИМП 0,2 Тл типа ARTOSCAN M (фирма «Esaotebiomedica», Италия).

Одной из наиболее сложных проблем последних лет является подготовка квалифицированных специалистов в области лучевой диагностики, включая новейшие высокотехнологичные методики. Все более «дробная» специализация — одно из серьезных противоречий клинической радиологии. Без постоянного пополнения и освоения новых знаний и методик радиолог теряет квалификацию за 4–5 лет.

Ведущим вариантом подготовки кадров для лучевой диагностики в настоящее время является 504-часовая профессиональная переподготовка. Л.А.Низовцева предлагает образовательную программу подготовки по специальности «Лучевая диагностика», куда должны быть включены основы МРТ и ПЭТ. Срок обучения должен быть не меньше трех лет; после прохождения курса врач получает диплом об окончании клинической ординатуры и сертификат специалиста лучевой диагностики.

Анализ отечественной и зарубежной литературы свидетельствует о несомненном повышении роли новейших высокотехнологичных методов исследования (ПЭТ, МРТ) в диагностике онкологических заболеваний. Дальнейший прогресс в этой области, по мнению специалистов, связан с развитием медицинской техники, компьютерного обеспечения, а также с созданием новых, безопасных и информативных контрастных веществ и радиофармпрепаратов. При этом авторы подчеркивают необходимость оптимизации диагностических алгоритмов, что позволит разработать тактику лучевого обследования в каждой клинической ситуации с учетом эффективности и безопасности методов исследования, а также их стоимости. Важная роль в решении этих задач отводится системе подготовки и совершенствования специалистов в области лучевой диагностики с учетом новых требований. Наиболее значимыми и перспективными являются возможности, предоставляемые использованием системы менеджмента качества применительно как к управленческим, так и к медицинским процессам. опыт использования системы менеджмента качества в отделении магнитно-резонансной диагностики позволил продемонстрировать, что качество является управляемым со стороны заказчика, снижает риск получения несоответствующего результата, повышает экономическую эффективность.

Еще одним важным разделом работы специалистов лучевой диагностики и терапии является взаимодействие с пациентами. В.Н.Малаховский и соавт. разработали форму информационного согласия, которая отражает необходимые элементы информационного общения врача и пациента, что позволяет повысить не только правовое обеспечение действий рентгенолога, но и его ответственность, а также обоснованность и оптимизацию проводимого исследования.