Сопоставление возможностей сцинтиграфии с 199Tl-хлоридом и 99mTc-МИБИ в индикации и дифференциальной диагностике опухолевых и воспалительных процессов опорно-двигательного аппарата

Важной проблемой в клинической практике является точная и своевременная индикация и дифференциальная диагностика опухолевых и воспалительных процессов опорно-двигательного аппарата (ОДА). Достижения ядерной медицины значительно расширили возможности визуализации данных процессов благодаря появлению новых радионуклидных методик [4, 7], к которым, в частности, относится сцинтиграфия с 199Tl-хлоридом и 99mTc-МИБИ. В иностранных публикациях широко освещен опыт использования 201Tl-хлорида (зарубежного аналога российского 199Tl-хлорида) и 99mTc-МИБИ в диагностике опухолевых поражений [9, 12]. Нами установлено, что 199Tl-хлорид может быть успешно использован для индикации и дифференцирования опухолевых и воспалительных процессов ОДА [2]. Однако возможности сцинтиграфии с 99mTc-МИБИ в индикации и дифференциальной диагностике воспалительных и опухолевых процессов не изучались.

Целью исследования явилось сопоставление возможностей сцинтиграфии с ¹⁹⁹Tl-хлоридом и ^99mTc-МИБИ в индикации и дифференциальной диагностике опухолевых и воспалительных процессов опорно-двигательного аппарата.

Материал и методы

Сцинтиграфия с 199Tl-хлоридом (199Tl) выполнялась у 80 пациентов, из них – 41 мужчина, 39 женщин, средний возраст – 45,9 ±17,5 года, исследовалась 101 локализация патологических процессов. Сцинтиграфия с 99mTc-МИБИ (МИБИ) проводилась у 37 больных, из них – 24 мужчины, 13 женщин, средний возраст – 54,1 ± 15,4 года, исследовалось 48 локализаций.

Все больные в зависимости от характера патологии были поделены на две группы. В первую группу вошел 61 пациент с воспалительными заболеваниями ОДА или с подозрением на их наличие (199Tl: 42 человека – 17 мужчин, 25 женщин, средний возраст – 47,3 ± 19,6 года, 47 локализаций; МИБИ: 19 человек – 13 мужчин, 6 женщин, средний возраст – 52,2 ± 13,9 года, 22 локализации). Вторую группу составили 56 пациентов с имеющимся или предполагаемым неопластическим процессом ОДА (199Tl: 38 человек – 24 мужчины, 14 женщин, средний возраст – 44,5 ± 18,8 года, 54 локализации; МИБИ: 18 человек – 11 мужчин, 7 женщин, средний возраст – 54,8 ± 17,4 года, 26 локализаций). При комплексном клинико-лабораторном и лучевом ис- следовании воспалительный процесс подтвержден в 59 (199Tl/МИБИ: 38/21), отвергнут – в 10 наблюдениях (199Tl/МИБИ: 9/1). Наличие неопластического процесса подтверждено в 69 (199Tl/МИБИ: 49/20), отвергнуто – в 11 случаях (199Tl/МИБИ: 5/6). У 2 пациентов (199Tl/МИБИ: 1/1) с двойной локализацией патологического процесса один из них имел воспалительную, другой – опухолевую природу.

Клиническими формами воспалительных процессов явились гангрена стоп с признаками демаркационного воспаления, развившаяся после отморожения (n=8, 199Tl/МИБИ: 6/2), диабетическая стопа, осложненная воспалением костей или мягких тканей (n=14, 199Tl/МИБИ: 11/3), различные локализации остеомиелита (n=13, 199Tl/МИБИ: 8/5), воспалительные заболевания мягких тканей (n=18, 199Tl/МИБИ: 11/7), артриты (n=5, 199Tl/МИБИ: 2/3). Особую, наиболее проблемную в диагностическом плане, когорту больных составили пациенты с воспалительными заболеваниями мягких тканей и костей после радикального удаления первичной опухоли с последующим эндопротезированием (n=11, 199Tl/МИБИ: 9/2).

Гистологическими типами опухолевых процессов явились: остеосаркома (n=5, 199Tl/МИБИ: 4/1), фиброзная гистиоцитома (n=4, 199Tl/МИБИ: 3/1), плеоморфная саркома (n=3, 199Tl/МИБИ: 3/0), хондросаркома (n=9, 199Tl/МИБИ: 5/4), PNET (саркома Юинга) (n=2, 199Tl/МИБИ: 2/0), фибросаркома (n=2, 199Tl/МИБИ: 2/0), фибромиксоидная саркома (n=1, 199Tl/МИБИ: 1/0), синовиальная саркома (n=1, 199Tl/ МИБИ: 1/0), веретеноклеточная саркома (n=2, 199Tl/ МИБИ: 1/1), лейомиосаркома (n=1, 199Tl/МИБИ: 0/1), гемангиоперицитома (n=1, 199Tl/МИБИ: 1/0), высокодифференцированная липосаркома (n=1, 199Tl/МИБИ: 1/0), гигантоклеточная опухоль (n=2, 199Tl/МИБИ: 2/0), капиллярная гемангиома (n=1, 199Tl/МИБИ: 0/1), десмоид (n=1, 199Tl/МИБИ: 1/0), метастазы рака толстой кишки (n=4, 199Tl/ МИБИ: 4/0), предстательной железы (n=3, 199Tl/ МИБИ: 3/0), легкого (n=4, 199Tl/МИБИ: 1/3), почки (n=3, 199Tl/МИБИ: 3/0), мочевого пузыря (n=2, 199Tl/МИБИ: 0/2), щитовидной железы (n=1, 199Tl/ МИБИ: 1/0), меланомы кожи (n=1, 199Tl/МИБИ: 1/0), злокачественной аденомы паращитовидной железы (n=9, 199Tl/МИБИ: 9/0), недифференцированной аденокарциномы (n=6, 199Tl/МИБИ: 0/6). Неоплазмы верифицировались гистологически или цитологически (при выявлении метастазов опухоли известного гистотипа) (n=42, 199Tl/МИБИ: 33/9).

Сцинтиграфия с 199Tl-хлоридом и 99mTc-МИБИ выполнялась на гамма-камере LFOV Searl в планарном режиме (199Tl/МИБИ: 55/26 человек, 76/36 локализаций), на двухдетекторной гамма-камере E.cam-180 Siemens (199Tl/МИБИ: 25/0 человек, 25/0 локализаций) и на двухдетекторной гамма-камере Philips brightview (199Tl/МИБИ: 0/11 человека, 0/12 локализаций) в планарном и ОЭКТ-режимах с использованием коллиматоров на 300 кэВ и 185 кэВ соответственно, набором импульсов до 0,3–1,0 млн. 199Tl-хлорид активностью 185 МБк или 99mTc-МИБИ активностью 740 МБк вводился внутривенно, после чего проводилась сцинтиграфия в раннюю и отсроченную фазы (через 20 и 180 мин соответственно). По полуколичественной шкале определялось изменение интенсивности аккумуляции РФП в зоне интереса в зависимости от фазы исследования (вы-раженное/незначительное повышение/снижение, отсутствие изменения), изменение четкости контуров очагов гиперфиксации маркера в зависимости от фазы исследования (выраженное/незначитель-ное возрастание/снижение четкости, отсутствие изменения), структура (однородная/неоднородная), геометрическая форма (правильная/неправильная). Количественная оценка результатов сцинтиграфии с 199Tl-хлоридом включала определение отношений «зона поражения/интактная контралатеральная или прилежащая область» в раннюю (early ratio, ER) и отсроченную (delayed ratio, DR) фазы исследования и индекса ретенции (retention index, RI), RI=DR/ER. Для оценки результатов сцинтиграфии с 99mTc-МИБИ количественно определялись коэффициенты дифференцированного накопления (КДН), полученные в раннюю (КДН20) и отсроченную (КДН180) фазы исследования, и их отношение (КДН180/КДН20).

Результаты и обсуждение

Сцинтиграфическая визуализация опухолевых и воспалительных процессов при использовании в качестве маркеров 199Tl-хлорида и 99mTc-МИБИ оказалась сходной. Воспаление диагностировалось на основании повышенной гиперфиксации индикаторов в зоне интереса в 35/38 (92,1 %) случаях сцинтиграфии с 199Tl и в 20/21 (95,2 %) с МИБИ. В зависимости от особенностей сцинтиграфической картины мы выделили 2 типа визуализации воспаления – очаговый и диффузный. Очаговый тип явился следствием ограничения области воспаления от окружающих интактных тканей (199Tl: 33/35, 94,3 %; МИБИ: 19/20, 95,0 %). В противном случае регистрировался диффузный тип (199Tl: 2/35, 5,7 %; МИБИ: 1/20, 5,0 %). Аналогичным образом визуализировались состояния, не связанные с бактериальным воспалением – послеоперационным отеком и репаративными изменениями (199Tl/МИБИ: 0/5). Отсутствие накопления 199Tl наблюдалось при хроническом остеомиелите лопатки (n=1) и бедренной кости после эндопротезирования тазобедренных суставов (n=2), что, по данным литературы, связано с развитием соединительной ткани и редукцией локального кровотока, с помощью которого РФП доставляется к очагам воспаления [5]. Отсутствие гиперфиксации МИБИ наблюдалось у пациента с разлитым рожистым воспалением мягких тканей бедра, вероятно, вследствие его низкой активности и диффузного характера.

В итоге чувствительность, специфичность и точность неспецифической индикации воспалительных процессов с помощью 199Tl составили 92,3; 21,0 и 48,5 %, а с использованием МИБИ – 95,4; 30,8 и 60,4 % соответственно. Таким образом, основываясь только на факте гиперфиксации РФП в зоне интереса, обе методики обладали высокой чувствительностью, что обеспечивало успешную индикацию воспаления и опухолей.

Новообразования наблюдались в 48/49 (98,0 %) случаях сцинтиграфии с 199Tl и в 20/20 (100 %) – с МИБИ. В одном случае отсутствие визуализации рецидива гемангиоперицитомы обусловлено депонированием 199Tl в опухоли и окружающих ее мышцах в равной степени, что затрудняло их различение. Сцинтиграфическая семиотика неоплазм оказалась более разнообразной, чем воспаления. В зависимости от наличия и характера аккумуляции РФП в опухолях мы выделили 3 типа их визуализации – позитивный, негативный и смешанный (рис. 1). Позитивный тип выражался в наличии участков гиперфиксации маркеров в зоне интереса и встречался наиболее часто (199Tl: 41/48, 85,4 %; МИБИ: 16/20, 80,0 %). Негативный тип наблюдался реже и представлял собой соответствующий опухоли стойкий фотопенический очаг на фоне физиологического накопления РФП в окружающих органах и тканях (199Tl: 4/48, 8,3 %; МИБИ: 2/20, 10,0 %). Смешанному типу соответствовало сочетание участков повышенного и пониженного накопления

Рис. 1. Типы визуализации опухолевых процессов при использовании томосцинтиграфии с 199Tl-хлоридом: а) позитивный тип: очаг гиперфиксации индикатора в крыле правой подвздошной кости (метастаз рака почки);

б) негативный тип: фотопенический участок в глубоких отделах правого бедра, прилегающий к диафизу бедренной кости, на фоне физиологического накопления маркера в мягких тканях (высокодифференцированная липосаркома мягких тканей);

в) смешанный тип: чередование очагов гиперфиксации маркера и фотопенических участков в мягких тканях правого бедра (плеоморфная саркома мягких тканей)

маркеров (199Tl: 3/48, 6,3 %; МИБИ: 2/20, 10,0 %). Позитивный тип встречался при разнообразных вариантах гистологического строения опухолей и специфики не имел. Негативный тип наблюдался у пациентов с хондросаркомами – 5/6 всех наблюдений (199Tl: 3/4, 75,0 %; МИБИ: 2/2, 100,0 %) и в одном случае – у пациента с высокодифференцированной липосаркомой (199Tl: 1/4, 25,0 %). Однако некоторые хондросаркомы визуализировались позитивно (199Tl/МИБИ: 1/1). Смешанный тип наблюдался у пациентов с метастазами меланомы (n=1, 199Tl/МИБИ: 1/0), рака мочевого пузыря (n=1, 199Tl/ МИБИ: 0/1), хондросаркомой G1 (n=1, 199Tl/МИБИ: 0/1) и хондросаркомой G2 (n=1, 199Tl/МИБИ: 1/0).

Выделение трех типов визуализации опухолевых процессов связано с особенностями их гистологического строения, метаболизма и кровоснабжения. Так, позитивный тип характерен для неоплазм с высокой степенью васкуляризации, опухолевая масса которых представлена жизнеспособными клетками [11]. Негативный тип наблюдался чаще при наличии в опухоли множества неопухолевых элементов и низком уровне кровотока. Смешанный тип отражал резко разнородную гистологическую структуру и кровоснабжение опухолей. Причиной этого является спонтанный или индуцированный химиолучевым лечением некроз опухоли [8, 12], который при центральном расположении обусловливал феномен «центральной опухолевой фотопении» [8].

В итоге чувствительность, специфичность и точность неспецифической индикации новообразований с помощью 199Tl составили 98,0; 28,8 и 62,4 %, а при использовании МИБИ – 100,0; 28,6 и 58,3 % соответственно. Это подтвердило общепринятую в ядерной медицине точку зрения о высокой чувствительности сцинтиграфии с данными РФП в индикации неоплазм [9, 11]. Однако специфичность индикации опухолевых процессов оказалась низкой, что не позволяло дифференцировать их с воспалительными изменениями. Поэтому изучалась сцинтиграфическая семиотика данных процессов для выяснения их качественных и количественных признаков.

Признаки воспаления при использовании 199Tl и МИБИ оказались тождественными. Первый из них представлял собой существенное снижение интенсивности накопления РФП в очагах поражения в отсроченную фазу исследования по сравнению с ранней – всего 52/55 (94,5 %) случаев, из них 199Tl – 32/35 (91,4 %), МИБИ – 20/20 (100 %), что в соответствии с литературными данными обусловлено «вымыванием» изучаемых маркеров из воспалительных очагов со временем благодаря усилению локального кровотока [2, 3, 10]. Вторым признаком воспаления явилось значительное возрастание нечеткости контуров очагов депонирования РФП в отсроченную фазу исследования по сравнению с ранней – всего 42/50 (84,0 %) случаев, из них 199Tl – 29/35 (82,9 %), МИБИ – 15/20 (75,0 %). Это обусловлено диффузией межклеточно накопившихся маркеров в смежные с очагом воспаления области ко времени отсроченной фазы исследования.

Качественные признаки новообразований обладали бóльшим разнообразием и не всегда совпадали при использовании в качестве РФП 199Tl или МИБИ.

Рис. 2. Сцинтиграфия с 199Tl-хлоридом: взаимосвязи ER и RI в группах пациентов с воспалительными и опухолевыми процессами, количественная дифференциально-диагностическая граница между ними – график функции RI=–0,066(ER)+0,996. Состояния, не связанные с бактериальным воспалением, могут быть дифференцированы от воспалительных процессов по величине RI=–0,093(ER)+0,873

Общими качественными сцинтиграфическими признаками опухолей явились неоднородность структуры очагов гиперфиксации РФП – всего 25/62 (40,3 %) случая позитивного и смешанного типов, из них 199Tl – 15/44 (34,1 %), МИБИ – 10/18 (55,6 %) и неправильная геометрическая форма очага накопления индикатора в раннюю фазу исследования – 39/62 (62,9 %) случая позитивного и смешанного типов, в том числе 199Tl – 27/44 (61,4 %), МИБИ – 12/18 (66,7 %). Неоднородность структуры очагов аккумуляции РФП в опухолях описана в литературе, посвященной сцинтиграфии с 201Tl-хлоридом [6] и 99mTc-МИБИ [12], но не рассматривалась как важный дифференциальнодиагностический признак неоплазм. Видимо, данный симптом обусловлен неравномерными васкуляризацией и метаболизмом опухолевых элементов. Неправильная геометрическая форма очагов гиперфиксации РФП связана с неравномерным ростом опухоли по разным направлениям.

Для разработки количественных признаков воспалительных и опухолевых процессов учитывались обнаруженные обратные корреляционные связи RI и ER при воспалении (r=–0,78, р<0,05, уравнение регрессии RI=–0,058(ER)+0,911) и новообразованиях (r=–0,66, р<0,05, уравнение регрессии RI=–0,072(ER)+1,080). По аналогии выявлены связи КДН20 и КДН180/КДН20 при вос- палительных (r=–0,59, р<0,05, КДН180/КДН20=– 0,115(КДН20)+1,023) и опухолевых (r=–0,81, р<0,05, КДН180/КДН20=м0,095(КДН20)+1,022) процессах для МИБИ. Они хорошо объяснимы механизмом доставки и выведения РФП из области воспалительных или опухолевых процессов, включающим усиление кровотока. Однако данные процессы при использовании 199Tl различались по величинам свободных членов в уравнениях регрессии (0,911 и 1,080 соответственно), что обусловлено захватом и депонированием его в жизнеспособных опухолевых клетках [10] и «вымыванием» из очагов воспаления [1–3, 10]. На основании этой особенности предложена статистически обоснованная дифференциальная граница воспалительных и опухолевых процессов по величине RI: RIк ит=– 0,065(ER)+0,996 (рис. 2). крит

Однако при использовании МИБИ отсутствие существенных отличий в уравнениях регрессии при воспалительных и неопластических процессах не позволило предложить данный РФП для их дифференциальной диагностики. По данным сцинтиграфии с 199Tl-хлоридом воспалительные процессы и состояния, не связанные с бактериальным воспалением, удалось дифференцировать по величине RIкрит=–0,093(ER)+0,873 вследствие еще большего, чем при воспалении, «вымывания» РФП из зоны интереса.

Таким образом, при использовании в качестве маркера 199Tl удалось получить сочетание сцинтиграфических признаков воспалительных и опухолевых процессов, пригодное для их дифференцирования. Так, при выявлении хотя бы двух из трех следующих признаков диагностировалось воспаление: 1) выраженное снижение четкости контуров участка гиперфиксации 199Tl в отсроченную фазу исследования по сравнению с ранней, 2) однородность структуры участка гиперфиксации 199Tl и 3) RI<–0,065(ER)+0,996, но RI>–0,093(ER)+0,873.

Для индикации неоплазм достаточно хотя бы двух из трех признаков: 1) отсутствие выраженного снижения четкости контуров участка гиперфиксации РФП в отсроченную фазу исследования по сравнению с ранней, 2) неоднородность структуры участка гиперфиксации РФП и 3) RI> –0,065(ER)+0,996. Негативный или смешанный типы явились высокоспецифичными для опухолей.

При использовании полученного сочетания признаков в диагностике воспаления с помощью сцинтиграфии с 199Tl чувствительность, специфичность и точность составили 89,5; 85,7 и 87,1 %, а опухолей – 79,6; 98,1 и 89,1 % соответственно. Для сцинтиграфии с МИБИ сочетания сцинтиграфических признаков, пригодных для эффективной дифференциальной диагностики опухолевых и воспалительных процессов, выявить не удалось.

Заключение

Сцинтиграфия как с 199Tl-хлоридом, так и с 99mTc-МИБИ обладает высокой чувствительностью неспецифической индикации воспалительных и опухолевых процессов опорно-двигательного аппарата. Дифференциальная диагностика воспалительных и опухолевых процессов может быть успешно осуществлена с помощью сцинтиграфии 199Tl-хлоридом, особенно у пациентов с метал- локонструкциями, исключающими возможность проведения МРТ или КТ или получения с их помощью надежной диагностической информации. Сцинтиграфия с 99mTc-МИБИ не эффективна в дифференциальной диагностике воспалительных и опухолевых процессов опорно-двигательного аппарата.