Исследование периферических лимфатических узлов при онкологических заболеваниях головы и шеи с использованием эластографии сдвиговой волной

Роль ультразвукового исследования в диагностике поражения лимфатических узлов общеизвестна. Оно позволяет визуализировать минимальные изменения в лимфатическом узле при его метастатической трансформации. Для верификации метастатического поражения лимфатических узлов в основном используется тонкоигольная аспирационная пункционная биопсия (ТАПБ). Эластогра-фия – перспективная технология ультразвуковой диагностики, позволяющая с помощью цветовой карты эластичности тканей, которая накладывается на стандартное серошкальное изображение, визуализировать в режиме реального времени различные по своей жесткости объекты. Большинство злокачественных образований имеют более жесткую структуру, чем окружающие ткани [1]. Современная эластография представлена двумя основными методиками: компрессионной эластографией и эласто-графией сдвиговой волной (ЭСВ), которая имеет следующие преимущества перед компрессионной эластографией: меньшая степень операторозави-симости; возможность получения количественных показателей; повторяемость результатов; более высокая диагностическая эффективность.

В связи с этим ЭСВ получила широкое распространение как дополнительный способ получения диагностической информации. В ее основе лежит генерация основным ультразвуковым лучом поперечных сдвиговых волн, что позволяет оценивать свойства тканей в абсолютных величинах: модуль Юнга (кПа) и скорость сдвиговых волн (м/с). Эластичность тканей оценивается с помощью различных показателей, в том числе с помощью коэффициента, который называется модулем упругости (модулем Юнга) [2]. Эластография сдвиговой волной базируется на втором уравнении модуля Юнга:

E≈3ρcs2, где Е – модуль Юнга (кПа), cs – скорость сдвиговой волны (м/с), ρ – плотность ткани (≈1000 кг/м3) [3].

В литературе встречаются работы, посвященные диагностике рака молочной железы [4–6], щитовидной железы [7–9], предстательной железы [10], яичка [11] с помощью методики ЭСВ. Кроме того, изучается возможность применения ЭВС для распознавания метастатического поражения периферических лимфатических узлов (ЛУ) при опухолях различных локализаций. Наибольшее внимание уделено применению ЭСВ для диагностики изменений в регионарных ЛУ при раке щитовидной железы [12–17], а также подмышечных ЛУ при раке молочной железы [18–21]. Все авторы отмечают значимое различие жесткости тканей при злокачественном и доброкачественном характере изменений в ЛУ.

При опухолях головы и шеи состояние шейных ЛУ имеет большое значение для прогноза заболевания, выбора вариантов лечения [22]. Ультразвуковое исследование используется как рутинный метод при всех метастазирующих опухолях органов головы и шеи. Оно позволяет визуализировать злокачественные новообразования (ЗНО) уже на первых этапах диагностики, в условиях поликлиники. Особую значимость УЗИ имеет в диагностике опухолевых образований в толще мягких тканей лица и на шее, что позволяет заподозрить метастатическое поражение даже в непальпируемых лимфатических узлах.

Применению эластографии сдвиговой волной для диагностики метастатического поражения лимфатических узлов при злокачественных опухолях головы и шеи посвящены немногочисленные работы зарубежных авторов [23–25]. В представленном исследовании ЭВС применялась при других, не менее распространенных онкологических заболеваниях головы и шеи, таких как рак полости рта, опухоли языка, рак небных миндалин, рак губы, рак гортани и злокачественные опухоли придаточных пазух носа. Всем этим опухолям свойственно довольно быстрое распространение в лимфоузлы зон регионарного лимфооттока.

Цель исследования – оценка диагностической эффективности эластографии сдвиговой волной в распознавании метастатического поражения лимфатических узлов при опухолях головы и шеи; выявление зависимости показателей жесткости лимфатических узлов от их локализации при различных опухолях головы и шеи; сравнительный анализ показателей жесткости метастатически измененных лимфоузлов различных локализаций.

Материал и методы

Проведены ультразвуковые исследования 123 пациентам с опухолями головы и шеи в возрасте 19–76 лет (медиана возраста – 57 лет). У всех пациентов заподозрены метастатические изменения в лимфоузлах различной локализации. В каждом случае была выполнена тонкоигольная аспирационная биопсия до начала лечения.

Ультразвуковые исследования проводились на аппарате Aplio 500 (Тoshiba, Япония) линейным датчиком 7–18 МГц. Комплексное УЗИ включало в себя 3 этапа: 1 – ультразвуковое исследование зон лимфооттока в В-режиме; 2 –эластография сдвиговой волной; 3 – прицельная пункция выбранного ЛУ под УЗ-наведением. В В-режиме выявляли наиболее подозрительный в отношении метастатического поражения лимфоузел: снижение эхогенности, преобладание округлой формы, неоднородная структура исследуемого ЛУ, область ворот либо не дифференцируется, либо резко сужена. В допплеровских режимах в пораженных ЛУ определялся нерегулярный (смешанный) тип кровотока с повышенной васкуляризацией как в центре, так и по его периферии.

На втором этапе в режиме реального времени выполнялось эластографическое картирование лимфатического узла и окружающих его тканей. Формирование изображения эластограммы состоит из двух этапов: эластографическое исследование – получение цветного изображения (эластогра-фическое картирование); визуальный анализ эластограммы.

Для получения качественного изображения необходимо соблюдение следующих условий:

Рис. 1. Эхограмма шейного лимфоузла с метастатическим поражением при раке языка. При эластографии сдвиговой волной в тканях лимфатического узла определяется зона высокой жесткости (картируется оттенками красного цвета). Значение модуля Юнга – 137,1 кПа

уверенная фиксация неподвижного датчика над зоной интереса; минимальное давление на ткани датчиком; минимизация подвижности тканей в зоне проведения эластографического исследования (глотание, дыхание пациента во время проведения исследования). Размеры «зоны интереса» для получения качественного картирования не должны быть большими (рис. 1–3), необходимо добиться равномерного прокрашивания.

По выполнении данных условий эластографи-ческое изображение фиксируется (“freeze”) для проведения количественного анализа. Визуальная оценка жесткости лимфатических узлов производилась в пределах области эластографического картирования «цветового окна». По цветовому картированию изменения подразделяли на два типа. Первый тип характеризовался наличием в структуре лимфатического узла участков высокой жесткости, прокрашиваемых оранжевым, красным или бордовым цветами. При втором типе окрашивание ткани лимфатического узла не отличалось от окружающих тканей (оттенки синего цвета) или содержались небольшие участки незначительно повышенной жесткости, прокрашиваемые оттенками зелёного или желтого цветов.

Затем в лимфатических узлах проводили измерение модуля Юнга (кПа) в области с наибольшей жесткостью, которая выбиралась при визуальной оценке эластографической картины. Размер зоны интереса – 3–5 мм. Количественное значение

Рис. 2. Эхограмма шейного лимфатического узла с метастатическим поражением при раке гортани. При эластографии сдвиговой волной в тканях лимфатического узла определяется зона высокой жесткости (картируется оттенками красного цвета). Первый тип цветового картирования

Рис. 3. Эхограмма шейного лимфатического узла с гиперплазией лимфоидно-ретикулярной ткани при цитологически верифицированном раке дна полости рта. При эластографии сдвиговой волной ткани лимфатического узла картируются синим цветом. Второй тип картирования

Таблица 1

Количество гиперплазированных и метастатически измененных лимфоузлов в сравниваемых группах

Результаты цитологического исследования	Первичный диагноз
	Опухоли носа и носовых пазух	Рак миндалин	Рак гортани	Рак дна полости рта	Рак языка	Рак губы
Гиперплазия лимфоидноретикулярной	2 (3 %)	14 (21,5 %)	19 (29,2 %)	13 (25 %)	1 (1,5 %)	16 (24,6 %)
ткани Метастатические изменения ЛУ	15 (25,9 %)	-	-	10 (17,2 %)	12 (20,7 %)	21 (36,2 %)

Таблица 2

Качественная характеристика эластографических свойств лимфатических узлов в сравниваемых группах

Типы цветового картирования	Первая группа Вторая группа (метастатическое поражение (гиперплазия ЛУ, n=65) лимфатических узлов, n=58)
Первый тип Второй тип	49 (84,5 %)                             10 (15,4 %) 9 (15,5 %)                               55 (84,6 %)

Таблица 3

Статистические характеристики количественного показателя эластографических свойств лимфатических узлов в сравниваемых группах

Показатель Первая группа                                  Вторая группа (метастатическое поражение ЛУ, n=58)                    (гиперплазия ЛУ, n=65) Минимальные-                              Минимальные- 2,5–97,5-й                                           2,5–97,5-й Медиана                   максимальные     Медиана                   максимальные процентили                                   процентили значения                                       значения Модуль Юнга, кПа 134,1          7,3–181,7        6,3–184,0           20,1           6,9–138,3        5,3–165,5 для выбранной зоны интереса автоматически отображалось на экране. Измерения проводились трехкратно, для статистического анализа использовалось максимальное значение модуля Юнга. На завершающем этапе исследования выполняли ТАПБ из максимально ригидного участка лимфатического узла под УЗ-контролем.

Больные были разделены на две группы: 58 пациентов с метастазами в регионарные лимфатические узлы и 65 – с гиперплазией лимфоидно-ретикулярной ткани. С учетом первичного диагноза были выделены 6 подгрупп пациентов (табл. 1).

Для проведения статистического анализа использовались стандартные методы (SPSS Statistics). Поскольку распределение количественных эластографических показателей в исследовании считали отличным от нормального, то для их описания применяли следующие непараметрические статистические характеристики (медиану, минимальное – максимальное значения, 2,5–97,5-й процентили). Для сравнения двух групп использовали критерий Манна – Уитни. Различия между группами сравнения считали статистически значимыми при р<0,05. Диагностическую эффективность количественных показателей оценивали при помощи ROC-анализа с определением площади под кривой (AUC).

Результаты и обсуждение

При анализе цветового эластографического картирования ткани лимфатических узлов (табл. 2) у 84,5 % пациентов первой группы с метастатическим поражением лимфатических узлов наблюдался первый тип окрашивания (рис. 2). У 84,6 % пациентов второй группы с гиперплазированными лимфатическими узлами наблюдался второй тип окрашивания (рис. 3). Различия между группами достоверны (р<0,001). Количественная оценка жесткости лимфатических узлов отражена в табл. 3. Сравнение анализируемых групп показало значимые различия между ними по значениям модуля Юнга (р<0,001).

ROC -анализ продемонстрировал высокую эффективность эластографии сдвиговой волной в выявлении патологических шейных лимфа-

Рис. 4. ROC -кривая теста «модуль Юнга ≥ 33,2 кПа – метастатическое поражение шейных лимфатических узлов»

тических узлов высоким показателем AUC для модуля Юнга (0,899) (рис. 4). При пороговом значении модуля Юнга тканей исследованных лимфатических узлов 33,2 кПа чувствительность составила 89,7 %, специфичность – 84,6 %.

При анализе данных зарубежной литературы по использованию эластографии сдвиговой волны для выявления метастатически измененных лимфатических узлов различной локализации обращает на себя внимание заметный разброс значений модуля Юнга (табл. 4). Следует отметить, что сравнивались показатели модуля Юнга для лимфатических узлов различных локализаций, при различных первичных опухолях, исследования выполнялись на УЗ-сканерах различных фирм-производителей. В нашей работе все исследования проводились на одном аппарате с использованием единой методики, как уже упоминалось, исследования проводились трехкратно и сравнивались максимальные показатели модуля Юнга. В исследовании You et al. [13] сравнивали ригидность патологических и гиперплазированных лимфатических узлов шеи при заболеваниях щитовидной железы. Измерения проводились трехкратно и для сравнения использовались средние значения модуля Юнга. Azizi et al. [15] проводили сравнение жесткости метастатических и гиперплазированных ЛУ, но первичные диагнозы у пациентов были разные (лимфома, плоскоклеточный рак, лейкемия и рак предстательной железы).

Мы провели сравнительную оценку количественных показателей жесткости (в кПа) гиперплазированных и метастатических лимфатических узлов по нозологиям (табл. 5). Однако из-за недостаточного количества исследований полученные результаты нельзя считать окончательными. При сравнении показателей модуля Юнга метастатически изменённых лимфоузлов с

Таблица 4

Сравнительный анализ количественных показателей эластографии сдвиговой волной для лимфатических узлов различной локализации

Авторы	Локализация ЛУ	Вид ЭВС, ультразвуковой аппарат, производитель	Модуль Юнга (кПа) или скорость сдвиговых волн (м/с)		Чувстви-тель-ность	Специфичность	AUС	Пороговое значение
			Доброкачественные изменения	Злокачественные изменения
		ЭВС, SuperSonic
(2018) [17]	Шея	Imagine, Aix-en-Provence, France	11,8 кПа	37,1кПа	83,3 %	96,8 %	0,933	37,5 кПа
Desmots et		ЭВС, Aixplorer,
al. (2016)	Шея	SuperSonic Imag-	23 ± 25 кПа	72 ± 59 кПа	87 %	88 %	0,903	31 кПа
[21]		ine, France
Choi et al. (2013) [23]	Шея	ЭВС, Aixplorer, SuperSonic Imagine, France	14,22 ± 4,19 кПа	41,06 ± 36,3 кПа	91 %	97 %	0,960	19,44 кПа
		ЭВС, Aixplorer
(2017) [13] Azizi et al. (2016) [15]	Шея	US, SuperSonic Imagine, France ЭВС, Siemen-	23,5 ± 12,6 кПа	58,7 ± 25,7кПа	80 %	93,4 %	0,918	40,2 кПа
	Шея	sACUSON S3000US)	2,71 ± 0,65 м/с	3,96 ± 0,96 м/с	92,59 %	75,46 %	0,88	2,93 м/с
Cheng et al. (2016) [16]	Шея	ЭВС	2,71 ± 0,85 м/с	4,46 ± 1,46 м/с	78,9 %	74,4 %	0,855	3,34 м/с

Таблица 5

Статистические характеристики количественного показателя эластографических свойств метастатически измененных лимфатических узлов в зависимости от первичного диагноза

Диагноз          Заболевания носа и Рак губы (n=21) Рак дна полости рта Рак языка (n=12)

носовых пазух (n=15)                                (n=10)

Модуль Юнга, кПа         22,2–177,6             35,8–168,0             42,8–167,8             62,0–184,0

Таблица 6

Сравнительный анализ количественных показателей эластографических свойств лимфатических узлов при опухолях головы и шеи, раке молочной железы и меланоме кожи

	Метастатическое поражение ЛУ    Метастатическое поражение ЛУ    Метастатическое поражение ЛУ при раке молочной железы (n=33)      при меланоме кожи (n=11)      при опухолях головы и шеи (n=58)
Показатель	2,5–97,5-й    Мин.-                2,5–97,5-й    Мин.-                2,5–97,5-й    Мин.- Медиана   процен-   максим.   Медиана   процен-   максим.   Медиана   процен-   максим. тили     значения                тили     значения                тили     значения

Модуль

Юнга, кПа

91,7

14,0–150,0 14,0–150,0    101,8    14,0–164,5 14,0–164,5    134,1     7,3–181,7   6,3–184,0

учетом первичного диагноза отмечается разброс показателей жесткости от 22,2 кПа до 184,0 кПа. Различия в значениях модуля Юнга обусловлены, вероятно, техническими погрешностями в измерениях эластичности ЛУ и окружающих их тканей (близкое расположение крупных сосудистых пучков, костных структур, различная выраженность подкожно-жировой клетчатки). Наиболее близкие к нашим результатам пороговые значения жесткости представлены в исследованиях Kim et al. [17] – 37,5 кПа и Desmots et al. [22] – 31,0 кПа. При этом показатели диагностической чувствительности и специфичности также оказались схожими: в нашем исследовании – 89,7 % и 84,6 %; у зарубежных авторов – 83,3 %, 96,8 % и 87 %, 88 % соответственно.

Анализ данных показателей жесткости, полученных нами при исследовании патологических ЛУ у больных опухолями головы и шеи, не выявил значимых различий (р>0,05), что позволяет использовать эластографию как дополнительный метод исследования, не ориентируясь на локализацию первичного очага (табл. 5). Кроме того, нами был проведен сравнительный анализ значений модуля Юнга у больных с ЗНО ЛОР-органов, с метастатическим поражением подмышечных ЛУ при раке молочной железы и метастазами в лимфоузлы у больных с меланомой кожи (табл. 6). Значимых различий показателей модуля Юнга метастатически измененных ЛУ при различных заболеваниях не выявлено (р=0,05).

Если сравнивать данные, ранее полученные нами при исследовании подмышечных лимфатических узлов при раке молочной железы [21], лимфоузлов различной локализации при мела- номе кожи [26] и лимфоузлов при заболеваниях головы и шеи, можно выявить более высокие показатели чувствительности при исследовании шейных лимфоузлов – 89,7 %, для подмышечных лимфатических узлов при раке молочной железы этот показатель составил 85,0 %, для лимфатических узлов при меланоме кожи – 86 %. Несколько разнятся показатели специфичности: для шейных лимфоузлов этот показатель составил 84,6 %, для подмышечных лимфатических узлов – 82 %, для ЛУ при меланоме кожи – 77 %.

Выводы

Проведенное исследование выявило значимые различия (р<0,001) в значениях модуля Юнга метастатически измененных и гиперплазированных лимфатических узлов у пациентов с опухолями головы и шеи. При этом наилучшие показатели диагностической эффективности в выявлении метастатического поражения лимфоузлов были достигнуты при пороговом значении модуля Юнга 33,2 кПа (чувствительность – 89,7 %, специфичность – 84,6 %), площадь под кривой ( AUC ) составила 0,899. Показатели модуля Юнга метастатических лимфатических узлов не зависят от их локализации и первичного диагноза. Это позволяет использовать эластографию сдвиговой волны как дополнительную диагностическую технологию для выявления метастатического поражения периферических лимфоузлов. Зону повышенной жесткости в ткани исследуемого лимфатического узла следует рассматривать как мишень для прицельной тонкоигольной аспирационной биопсии под ультразвуковым наведением.