Эволюция ультразвукового метода исследования молочных желез

Сведения об авторах

Эрштейн Маргарита Александровна – младший научный сотрудник лаборатории рентгенорадиологических, ультразвуковых и рентгенохирургических технологий в маммологии (Федеральный маммологический центр) научно-исследовательского отдела раннего канцерогенеза, профилактики, диагностики и комплексного лечения онкологических заболеваний женских репродуктивных органов ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии» Минздрава России

Меских Елена Валерьевна – д.м.н., профессор, зав. лабораторией рентгенорадиологических, ультразвуковых и рентгенохирургических технологий в маммологии (Федеральный маммологический центр) научно-исследовательского отдела раннего канцерогенеза, профилактики, диагностики и комплексного лечения онкологических заболеваний женских репродуктивных органов ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии» Минздрава России

Колесник Антонина Юрьевна – к.м.н., научный сотрудник лаборатории рентгенорадиологических, ультразвуковых и рентгенохирургических технологий в маммологии (Федеральный маммологический центр) научно-исследовательского отдела раннего канцерогенеза, профилактики, диагностики и комплексного лечения онкологических заболеваний женских репродуктивных органов ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии» Минздрава России

Оксанчук Елена Александровна – к.м.н., научный сотрудник лаборатории рентгенорадиологических, ультразвуковых и рентгенохирургических технологий в маммологии (Федеральный маммологический центр) научно-исследовательского отдела раннего канцерогенеза, профилактики, диагностики и комплексного лечения онкологических заболеваний женских репродуктивных органов ФГБУ «Российский научный центр рентгенорадиологии» Минздрава России

Введение

В современной диагностике заболеваний молочных желез отмечается постепенный уход от физикальных методов обследования. Это неудивительно, ведь с развитием техники появилась возможность увидеть образования самых малых размеров, величиной 1-2 мм в диаметре. Сегодня работу любого медицинского учреждения, и в частности маммологического центра, трудно представить без ультразвукового оборудования.

Исторический обзор

Ультразвук был открыт в 1794 г. L. Spallanzani благодаря опытам с летучими мышами. Метод длительное время использовался в гидролокации и дефектоскопии. В 1939 году исследователь R. Polhman написал о различном поглощении ультразвуковых волн разными тканями организма, что стало отправной точкой использования ультразвука в медицинских целях. Первый диагностический аппарат был создан в 1949 г. D. Hauri. Оборудование было достаточно громоздким и требовало помещения пациента в ёмкость с жидкостью. В это же время другой исследователь, D. Wild, создал портативный прибор с подвижным датчиком, который выдавал изображение в режиме реального времени. Однако широкое распространение ультразвуковой метод диагностики получил лишь в шестидесятых годах XX столетия с появлением аппарата, в котором датчик находился в руках у врача.

Датчики для ультразвуковых сканнеров также совершенствовались с течением времени. Изначально их форма была сходна с карандашом, на конце которого находился пьезоэлемент. Результат (А-линия) отображался на экране осциллографа в виде графика. Появление датчика, позволяющего получить двухмерное изображение, расширило возможности применения метода, в том числе и в клинической маммологии. Тем не менее, до 20% пальпируемых образований молочных желез размером менее 2 см при использовании низкочастотных датчиков (2-2,5 МГц) не визуализировались [20]. Первоначально частота датчиков, предназначенных для исследования молочных желез, составляла 5-7,5 МГц. С увеличением частоты улучшалась разрешающая способность, что позволило не только визуализировать патологические изменения в молочных железах, но и дифференцировать доброкачественные и злокачественные процессы [22]. С появлением высокочастотных датчиков стало возможным визуализировать образования размером до 0,5 мм, а оценивать злокачественность – при размерах от 5 мм [11]. В наши дни рынок ультразвукового оборудования очень разнообразен, но всю представленную аппаратуру по техническому уровню можно разделить на четыре класса, два из которых, повышенный и экспертный, используются в ультразвуковой диагностике молочных желез. Частота датчиков таких аппаратов колеблется в пределах 10-18 МГц. Аппаратура этих классов обладает более высокой разрешающей способностью и набором дополнительных функций, позволяющим проводить мультипараметрические исследования. По данным ряда авторов, современное ультразвуковое оборудование позволяет обнаруживать злокачественные новообразования на начальной стадии – in situ [31], визуализировать микрокальцинаты [32] и проводить навигацию для биопсии зоны скопления микрокальцинатов [29]. Однако существует и конкурирующее мнение, что ультразвуковое исследование (УЗИ) пока не способно заменить стандартный маммографический протокол, ввиду слабой дифференцировки микрокальцинатов по форме и протяженности, особенно вне опухолевых масс [39]. С появлением датчиков с частотой 7,5 МГц и более УЗИ стало рассматриваться в качестве скринингового метода. «Скрининговый потенцииал» УЗИ подтвержден массовыми исследованиями эффективности в странах Юго-Восточной Азии [34]. Подобный опыт был использован в ряде европейских стран и России [4]. Тем не менее, по ряду причин УЗИ молочных желез остается дополнительным методом в диагностическом алгоритме.

УЗИ привлекают отсутствием лучевой нагрузки, возможностью дифференцировать жидкостные и солидные образования, выявлять признаки злокачественности процесса, визуализировать пристеночные разрастания в кистах и внутреннюю структуру солидных образований [3] . Ряд авторов считает методику особенно информативной для пациенток с плотным фоном молочных желез [16] . Ультразвуковой метод является «золотым стандартом» для количественной и качественной оценки поражения лимфатических узлов при онкологических заболеваниях [9, 36] . Несмотря на ряд преимуществ, существуют и слабые стороны метода: невозможность объемного представления железы (окно визуализации ограничено размером датчика), высокая операторозависимость, низкая информативность при большой глубине ткани (объемные железы), трудность стандартизации протокола для использования в скрининге.

Оценка получаемого изображения и стандартный протокол менялись по мере совершенствования оборудования. Первые критерии оценки злокачественности образований молочных желез, выявленных с помощью УЗИ, были предложены T. Kabayashi в 1977 г. Основными параметрами являлись: характеристики контуров, внутренняя эхоструктура образования, дистальные акустические эффекты [19] . В 1992 году W. Leutch описал новый критерий – боковую акустическую тень (оценивается асимметричность) [24] . В 1997 году группой авторов была создана наиболее полная классификация образований молочных желез для оборудования среднего класса. В эту классификацию вошли такие параметры, как форма и положение образований относительно кожных покровов [35] . Чувствительность оценки образований в двухмерном режиме варьирует в пределах 73 – 98,4% [26, 30] . На сегодняшний день УЗИ молочных желез в В-режиме стало рутинным и требует использования дополнительных опций.

Технологии, используемые при ультразвуковом обследовании молочных желез

Ежегодно появляются новые технологии, выводящие УЗИ молочных желез на новый уровень. Так, появилась методика трехмерной реконструкции тканей молочных желез. Для получения объемного изображения используется специальный 3D датчик, который самостоятельно проводит сбор данных в течение 2-3 секунд, после чего обрабатывает полученное изображение с последующим преобразованием его в трехмерное изображение. Все данные архивируются и могут использоваться врачом прицельного исследования даже после ухода пациента. При трехмерном сканировании в режиме реального времени исследование носит название 4D УЗИ. Методика позволяет пространственно представить образование и более качественно оценить его характеристики [38].

Особое внимание хотелось бы уделить 3D - ангио режиму, в котором появилась возможность достоверной оценки сосудистой сети молочной железы и особенностей собственного сосудистого русла патологических образований [17] . Многие злокачественные объемные образования имеют собственную патологически развитую сеть сосудов; этот процесс широко известен как опухолевый неоангиогенез. Патологические сосуды лишены мышечного слоя и имеют необычный тип ветвления, склонны к петлеобразованию и формированию шунтов. Вышеперечисленные характеристики особенно хорошо визуализируются при исследовании в 3D - ангио режиме в сравнении с двухмерным цветовым допплеровским изображением [2] . К сожалению, возможностью объемного ультразвукового сканирования обладает меньшая часть оборудования, представленного в медицинских учреждениях, что не позволяет использовать технологию в ежедневной клинической практике.

Практически все современные ультразвуковые сканеры оснащены режимом двухмерной цветокодированной допплерографии, что, несомненно, является большим подспорьем в дифференциальной диагностике образований молочных желез. Тип кровоснабжения образования может рассказать о его природе: так, злокачественные новообразования чаще кровоснабжаются по внутриузловому и сочетанному типу, а периферический и сегментарный типы более характерны для доброкачественных образований. Факт усиления (увеличения скорости потока) или акцентации (увеличения количества сосудов) кровотока является признаком патологических изменений и показывает необходимость углубленной диагностики. Несмотря на существование гиповаскулярных злокачественных опухолей, подтвердить характер патологического процесса с помощью цветокодированной допплерографии в большинстве случаев представляется возможным [10].

Одной из новых технологий в УЗИ является использование специального контрастного усиления во время УЗИ. Препарат вводится пациенту внутривенно. В режиме реального времени наблюдается фиксация контрастного препарата образованиями в молочных железах [4] . Тип контрастирования зачастую играет решающую роль в определении характера процесса. Существуют методики, позволяющие определять фиксацию препарата отдельно в артериальную и венозную фазы, однако обычные протоколы исследования (В-режим, ЦДК, эластография) в этом случае неприменимы, так как анатомические образования практически не визуализируются. При использовании контрастирования в режиме трехмерного энергетического допплеровского картирования улучшается визуализация мелких сосудов собственной сети опухоли. Чувствительность контрастного УЗИ составляет 82,5 – 99,2%, специфичность – 79,0 – 90,0 %, точность – 83,8% [6, 8, 27] . В 2013 г. Szabo B. с соавторами представили работу, в которой была показана взаимосвязь некоторых параметров контрастирования со степенью дифференцировки опухоли, экспрессией рецепторов эстрогена и прогестерона; по количественным и качественным характеристикам контрастирования были определены прогностические факторы для инвазивных карцином молочных желез [33] .

Еще одним важным критерием оценки характера образования в молочной железе является его эластичность. Ультразвуковая эластография – далеко не новая методика качественного и количественного определения механических свойств тканей. Впервые она была предложена в 1991 г., но применяться в рутинной практике стала относительно недавно [28] . В основе метода лежит определение эластичности (жесткости) тканей организма, критерием которой является модуль Юнга. Существует два метода эластографии:

качественный (компрессионный) и количественный (метод сдвиговой волны). Эластограмма отображается в режиме реального времени в виде цветной карты, где ткани с меньшей жесткостью изображены красным и желтым цветом, большей жесткости – синим и зеленым. Эластичность может измеряться в абсолютных величинах – кПа (эластичность жировой ткани 3 кПа, доброкачественных образований > 80 кПа, а злокачественных > 100 кПа) и относительных – по шкале от 1 до 5, где 1 – 3 – это доброкачественные образования, а 4 – 5 злокачественные [1] . По данным литературы, метод имеет ограничения в отношении редких форм рака молочной железы, медуллярного и слизистого, которые, в силу своих физических свойств, имеют нестандартное картирование [12] . Результаты эластографии имеют принципиальное значение в дифференциальной диагностике злокачественной опухоли и воспалительного процесса [25] . Исследователь Hall T.J. за уникальные свойства называл эластографию виртуальной пальпацией [15] .

Наравне с методикой рентгеновского томосинтеза в УЗИ появилась технология, позволяющая получать посрезовые изображения всей молочной железы в аксиальной плоскости с последующей реконструкцией полученных изображений на рабочей станции в объемное или разложенное по плоскостям изображение. В постпроцессинге возможно получение изображений в любой плоскости, что позволяет детально оценить выявленные изменения. Были проведены исследования точности измерений на фантомах с высокой корреляцией данных, полученных при ультразвуковом томосинтезе, и измеренных микрометром [18] . Методика может использоваться при планировании интервенционных диагностических и лечебных манипуляций, так как позволяет достоверно определить положение образования [13] . В последние годы появился ряд работ зарубежных авторов, подтверждающих высокую эффективность применения методики для массовых исследований [37, 23] . Включение ультразвукового метода в скриниговую программу в качестве дополнительного метода рекомендовано не только зарубежными [14] , но и отечественными учеными [5] .

Кроме того, большим достоинством ультразвукового метода является возможность осуществления навигации и контроля забора материала при интервенционных вмешательствах. Использование гибридной технологии Fusion позволяет провести точную навигацию при биопсии с использованием результатов исследования двух модальностей. Под контролем УЗИ возможно выполнение предоперационной разметки. Широко ультразвук применяется и во время хирургических операций для определения точного расположения образований, планирования доступов, а также для оценки состояния раны после наложения швов.

Заключение

В современных условиях ультразвуковой метод остается незаменимым на всех этапах диагностики заболеваний молочных желез. Благодаря автоматизации и стандартизации, наметилась тенденция к включению УЗИ в скрининговую программу обследования женщин с плотным рентгенологическим фоном.