Методика диффузионно-взвешенных магнитно-резонансных изображений у онкологических больных

Берген Т.А.¹, Трофименко И.А.^2,3

1) Дорожная клиническая больница на ст. Новосибирск-главный ОАО "РЖД", Новосибирск, Россия
2) Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, Санкт-Петербург, Россия
3) Городская больница №40, Сестрорецк, Россия

Опубликовано: Журнал «Онкохирургия», 2013, том 5, №4.

---

В группе пациентов с опухолями, характеризующимися высоким риском метастазирования (рак молочной железы, предстательной железы, колоректальный рак и др.), скрининговые исследования всего тела являются необходимым этапом отбора для проведения оперативного лечения, а также одним из факторов, определяющих его тактику [1].

На сегодняшний день основным методом скрининга отдаленных и регионарных метастазов является позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) с 18-F-дезоксиглюкозой (FDG), однако ввиду низкой доступности данного исследования в нашей стране чаще для этой цели используют компьютерную томографию (КТ) грудной клетки, живота и таза [2].

Помимо аспекта доступности ПЭТ характеризуется такими ограничениями, как низкое анатомическое разрешение (что частично преодолено в совмещенных ПЭТ/КТ и ПЭТ/МРТ сканерах) и интенсивное накопление метаболита не только в опухолевой ткани, но также в зонах воспаления и грануляционной ткани, что служит источником ложно-положительных результатов [3]. Среди ограничений КТ в качестве метода М-стадирования злокачественных опухолей необходимо отметить низкую чувствительность к костным метастазам, относительно низкие показатели в дифференциальной диагностике изменений тазовых органов и мелких образований печени [3].

Альтернативой перечисленным методам исследования является магнитно-резонансная томография (МРТ) всего тела с включением в протокол исследования магнитно-резонансной-диффузии (МР-диффузии). Важными преимуществами диффузионно-взвешенных изображений (ДВИ) всего тела является отсутствие ионизирующего излучения и необходимости применения радиоизотопов. Исследование не занимает много времени (30-50 минут в зависимости от используемого протокола) и является относительно простым в техническом исполнении, что позволяет легко применять его в рутинной практике.

При интерпретации ДВИ необходимо помнить, что за счет особенностей гистологического строения, связанных с высокой клеточной плотностью, ряд органов и тканей характеризуется в норме гиперинтенсивным сигналом на изображениях с высоким фактором взвешенности (головной и спинной мозг, надпочечники, лимфоидная ткань − лимфатические узлы, миндалины, селезенка) [4,5].

ДВИ, как и ПЭТ, характеризуется достаточно низким анатомическим разрешением. Компенсировать это позволяет использование Т2-взвешеных изображений или STIR последовательностей. Комбинированный анализ ДВИ и Т2(STIR) дает возможность не только оптимизировать локализацию выявляемых очагов, но также избежать ошибок интерпретации и повысить специфичность исследования, что наглядно продемонстрировано в ряде исследований [4,5].

Первые публикации о применении ДВИ тела в онкологии относятся к 2004 г. С тех пор данная методика находит все новые точки приложения и показывает свою эффективность даже в прямом сопоставлении с ПЭТ и ПЭТ/КТ. На данный момент имеется достаточное количество публикаций, не только доказывающих эффективность ДВ-МРТ тела, но и впрямую сопоставляющих ДВ-МР тела и ПЭТ. Так, Yoshiharu Ohno и соавт. (2008) в своей работе показали, что точность МР-диффузии всего тела в сочетании с МРТ всего тела в выявлении метастазов сопоставима с показателями ПЭТ (87,7% против 88,2%), чувствительность МР-диффузии всего тела даже выше, чем показатели ПЭТ (70,0% и 62,5%), а по специфичности методика приближается к ПЭТ (92,0% против 94,5%) [6].

Материалы и методы

C сентября 2012 г. нами была опробована методика комплексного ДВ-МРТ всего тела у онкологических пациентов с охватом области от свода черепа до середины бедра, модифицированная в соответствии с особенностями МР-систем с коротким тоннелем. Протокол сканирования включал ДВИ в аксиальной плоскости с построением карт измеряемого коэффициента диффузии (ИКД) и анатомические последовательности (STIR в аксиальной плоскости). Для получения ДВИ использовали 2 фактора взвешенности – 50 и 900 с/мм². Если выявленные изменения требовали дополнительной дифференциальной диагностики, выполняли дополнительный блок сканирования всех зон с однократным введением контрастного гадолиний-содержащего препарата в стандартной дозировке (мультифазное исследование живота с последующим монофазным сканированием таза, грудной клетки, шеи и головы). Общее время сканирования без контрастного усиления составляло 30-40 минут, с контрастным усилением – 50-60 минут. Постпроцессинг ДВИ предполагал построение изображений максимальной интенсивности (MIP) во фронтальной плоскости, а также многоплоскостные реконструкции в сагиттальной и фронтальной плоскостях с толщиной среза 5 мм. Для оценки MIP также использовали функцию инверсии шкалы серого.

В обозначенный период было выполнено исследование 120 пациентов (возраст от 38 до 84 лет), которых условно можно разделить на 3 группы:

1. пациенты с верифицированной злокачественной опухолью, ранее не получавшие лечение (n=39); в данной группе целью исследования являлось стадирование по М-критерию;
2. пациенты с верифицированной злокачественной опухолью, которым ранее было проведено хирургическое лечение, лучевая и/или химиотерапия (n=68); в данной группе целью исследования являлось рестадирование;
3. пациенты с лимфаденопатией неясного генеза и предполагаемыми метастазами вариабельной локализации (n=13); в данной группе целью исследования являлось выявление первичного опухолевого очага.

Результаты исследования

Распределение пациентов в зависимости от локализации первичного опухолевого процесса представлено на рисунке 1. В первой группе у 21 из 39 человек были выявлены отдаленные метастазы и/или нерегионарная лимфаденопатия, о наличии которых не было известно до выполнения исследования, что в ряде наблюдений послужило причиной отмены запланированного хирургического лечения.

Рис. 1. Распределение пациентов в зависимости от локализации первичной опухоли.

Во второй группе у 27 из 68 человек был выявлен рецидив или прогрессирование заболевания, в том числе появление новых очагов метастазирования в ранее непораженном органе (печень, тазовая и абдоминальная брюшина, кости, головной мозг и др.). У 9 из 68 пациентов был пересмотрен характер изменений, ранее трактовавшихся как метастатические. В результате исследования были выявлены простые кисты, очаги фокальной нодулярной гиперплазии или гемангиомы печени, абсцессы вариабельной локализации и др.

В третьей группе у 4 пациентов были выявлены злокачественные опухоли, в том числе с отдаленными метастазами, у 3 причиной лимфаденопатии послужили воспалительные изменения (тазовые и абдоминальные абсцессы и др.), у 5 предполагаемые метастазы были трактованы как доброкачественные изменения с последующим подтверждением альтернативными методами исследования (КТ, МРТ с использованием традиционного протокола). У одного больного был заподозрен лимфопролиферативный процесс, и пациент в настоящее время проходит обследование в гематологическом стационаре.

В результате исследования в сумме был выявлен 371 очаг, подозрительный на неоплазию, из них 206 (55,5%) составляли метастазы, о наличии которых было известно до исследования, 92 очага (25%) были выявлены впервые по результатам МР-диффузии всего тела и интерпретированы как метастатические, в 73 очагах (19,5%) – злокачественность процесса была снята (рис. 2). В 27% наблюдений ДВИ тела повлекло за собой смену тактики ведения пациента (отказ от хирургического лечения в пользу химиотерапии, изменение объема планируемого вмешательства и др.).

Рис. 2. МР-томограммы пациентки с аденокарциномой толстой кишки и метастазами в позвонках грудного и поясничного отделов позвоночника (стрелки) с распространением в эпидуральное пространство. MIP реформат ДВИ тела во фронтальной плоскости (а); ДВИ в аксиальной плоскости (b-фактор 900 с/мм²) (б, в); STIR в аксиальной (г) и сагиттальной (д) плоскостях.

Отдельного внимания требует высокая чувствительность данной методики к выявлению метастатического поражения костей даже на фоне реконверсии костного мозга, в том числе на этапе до деструкции костных трабекул, что определяет преимущество ДВИ перед КТ (рис. 3).

Рис. 3. МР-томограммы пациентки с раком левой молочной железы. Состояние после хирургического лечения и химиотерапии: рецидив в рубце, метастазы в аксиллярных лимфатических узлах и печени (стрелки). MIP реформат ДВИ тела во фронтальной плоскости (а, б); ДВИ в аксиальной плоскости (b-фактор 900 с/мм²) (в, г, д).

Одним из потенциальных приложений МР-диффузии всего тела представляется скрининг вторичного поражения костей при опухолях с высоким риском такого метастазирования (рак молочной и предстательной железы), а также оценка эффективности проводимой терапии при метастазах в костях.

Необходимо отметить, что на данном этапе своего развития методика ДВИ тела не позволяет достоверно дифференцировать метастатическое поражение лимфатических узлов от реактивной гиперплазии, основываясь исключительно на волюметрическом подходе. В современной литературе все чаще появляются публикации, посвященные анализу ИКД в доброкачественных и вторично пораженных лимфатических узлах при b-коэффициенте более 1000-1200 с/мм², однако их результаты пока противоречивы [1,7].

Основным источником как ложно-положительных, так и ложно-отрицательных результатов в исследованной нами группе пациентов являлись небольшие очаги в легочной паренхиме, в особенности прикорневой локализации, так как данная область является сложной для МР-визуализации по причине пульсационных артефактов от крупных сосудов, и выявляемые изменения требуют дополнительного проведения КТ.

Обсуждение

Опыт применения ДВ-МРТ всего тела на базе наших учреждений показал, что данная методика высокоинформативна в выявлении новообразований и их дифференциальной диагностике; у каждого четвертого пациента (27%), прошедшего исследование, полученные результаты оказали существенное влияние на тактику лечения.

Несмотря на большое количество исследований, посвященных ДВИ всего тела, в доступной литературе пока нет единой точки зрения относительно места данной методики в алгоритме обследования онкологических пациентов. На основании первичного опыта внедрения данной методики в рутинную практику нам представляется обоснованным ее использование для М-стадирования опухолей с высоким риском метастазирования вне возможности применения ПЭТ, в особенности при опухолях с высоким риском вторичного поражения костей. Отдельное место данная методика может найти в исследовании онкологических пациентов, у которых необходимо избежать лучевой нагрузки (в том числе у детей), а также у пациентов с противопоказаниями к введению йод-содержащих контрастных препаратов (непереносимость йода, почечная недостаточность и др.).

Литература

1. Kim JK, Kim KA, Park BW, Kim N, Cho KS. Feasibility of diffusion-weighted imaging in the differentiation of metastatic from nonmetastatic lymph nodes: early experience. Magn Reson Imaging 2008; 28: 714-719.
2. Ashkan A, Riham H El Khouli, Atif Zaheer, et al. Principles and applications of diffusion-weighted imaging in cancer detection, staging, treatment and follow-up. Radiographics 2013; 31: 1773-1791.
3. Schmidt GP, Kramer H, Reiser RF, et al. Whole-body magnetic resonance imaging and positron emission tomography-computed tomography in oncology. Top Magn Reson Imaging 2007; 18: 193-202.
4. Charles-Edwards EM, Nandita M deSouza. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging and its application to cancer. Cancer Imaging 2006; 6: 135-143.
5. Tsushima Y, Takano A, Taketomi-Takahashi A, et al. Body diffusion weighted MR imaging using high b-value for malignant tumor screening: usefulness and necessity of referring to T2-weighted images and creating fusion images. Acad Radiol 2007; 14: 643-650.
6. Yoshiharu Ohno, Hisanobu Koyama, Yumiko Onishi, et al. Non–small cell lung cancer: whole-body MR examination for M-stage assessment − utility for whole-body diffusion-weighted imaging compared with integrated FDG PET/CT. Radiology 2008; 248(2): 643-654.
7. Fornasa F, Nesoti MV, Bovo C, Bonavina MG. Diffusion-weighted magnetic resonance imaging in the characterization of axillary lymph nodes in patients with breast cancer. J Magn Reson Imaging 2012; 36(4): 858-864.