Стандарты анализа метастатического поражения костных структур по данным современных методов лучевой диагностики

Актуальность проблемы обусловлена высокой частотой метастазирования в кости всех наиболее часто встречаемых злокачественных опухолей. По данным ряда авторов, у 40 % больных со злокачественными новообразованиями определяются костные метастазы [1, 2]. Ранняя и точная диагностика костных поражений позволяет проводить адекватное лечение, результатом которого является удовлетворительное качество жизни онкологического больного, а при отсутствии метастазов в паренхиматозные органы значительное продление жизни [3, 4]. Стремительное развитие медицинской инженерии обусловливает совершенствование и модернизацию всех методов диагностической визуализации, позволяет комбинировать новые и существующие методы между собой, проводя так называемое гибридные исследования [5, 6]. Это обусловливает большое количество новой диагности- ческой информации, что затрудняет интерпретацию данных и применение их на практике врачами клинических специальностей [7]. Это, в свою очередь, формирует необходимость создания универсальных подходов к прочтению и подаче диагностической информации, что является одним из приоритетных направлений в современной рентгенологии [8, 9]. При этом общепринятых систем, разработанных для прицельной диагностики и оценки костных метастазов, нет, а существующие стандарты затрагивают только воспалительные и дегенеративнодистрофические заболевания суставов, такие как ревматоидный артрит и остеоартрит [10].

Цель исследования – разработать универсальный алгоритм диагностики костных метастазов по данным современных лучевых методов исследования у пациентов с верифицированными злокачественными новообразованиями.

Материал и методы

В работу включены результаты обследования 90 больных с очаговым поражением скелета, с морфологически верифицированным первичным злокачественным новообразованием различной степени дифференцировки, из которых рак молочной железы определялся у 49 больных, рак предстательной железы – у 19, рак легкого – у 14, рак почки – у 8. С учетом множественного поражения общее количество очагов составило 278.

Период наблюдения не менее 12 мес с оценкой эффекта от проводимой терапии по данным сочетанного анализа всех методов исследования позволил достоверно подтвердить характер выявленных костных изменений. Календарь наблюдения содержал не менее 4 исследований – перед началом лечения, первый месяц после начала лечения, далее каждые три месяца. Морфологическая верификация была проведена у четверых умерших больных по данным аутопсии и прижизненно у 8 больных.

Магнитно-резонансная томография выполнялась на 1,5Т аппарате «Атлас Х» с использованием диффузионно-взвешенных изображений и динамическим контрастным усилением с введением 15–20 мл парамагнетика с помощью двух-колбового автоматического шприца. Проведение однофотонно-эмиссионной компьютерной томографии подразумевает обязательное выполнение на первом этапе стандартной остеосцинтиграфии с использованием дифосфатов 99мТс активностью 400–500 МБк. После этого всем пациентам проводилась однофотонно-эмиссионная компьютерная томография с выполнением компьютерной томографии на зону интереса.

Результаты

На основании сочетанного анализа всех методов исследования установлен тип метастатического поражения у 81 больного, 236 очагов наблюдения. У 9 пациентов изменения в костях носили неметастатический характер, у 14 пациентов наблюдалось сочетание патологий – всего 42 очага. Из них дегенеративно-дистрофические изменения, в том числе с наличием отека, определялись в 23 случа- ях, посттравматические изменения, в том числе с наличием переломов и репаративных костных проявлений, визуализировались в 12 наблюдениях, а общее количество гемангиом у 4 больных равнялось 7. По данным стандартных методик магнитнорезонансной томографии (Т1ВИ, Т2ВИ, STIR) все виды метастазов имеют гипоинтенсивный сигнал в Т1ВИ и наличие гиперинтенсивных включений в STIR – 236 (100 %). При этом остеолитические метастазы имеют незначительно повышенный сигнал на Т2ВИ – 81 (34,3 %), остеобластические – пониженный сигнал – 39 (16,5 %), смешанный тип поражения характеризовался гетерогенным МР-сигналом 116 (49,1 %). Анализ данных диффузионно-взвешенных последовательностей оценивался качественно и количественно. Во всех 236 наблюдениях на изображениях с высоким значением b-фактора определялась высокая интенсивность МР-сигнала, с незначительным повышением полутонов яркости в остеолитических поражениях и снижением в остеобластических. На ADC-построениях были определены значения измеряемого коэффициента диффузии в остеолитических, остеобластических очагах, в экстраос-сальных мягкотканных компонентах с наличием полостей распада (табл. 1).

Полученные результаты позволяют говорить о высоких значениях ИКД в костных метастазах, равных 0,7–2,1×10-3 (доверительный интервал = 95 %, P ген.=91,5 ± 3,22 %). Достаточно большой диапазон значений обусловлен типом метастаза: остеобластические очаги имели сниженный ИКД (0,7–1,1×10-3), 39 наблюдений (16,5 %), а для остеолитических и смешанных поражений были характерны более высокие значения (1,2–2,1×10-3) – 197 (83,5 %) наблюдений. Для дифференциальной диагностики отдельно были проанализированы значения ИКД в желтом костном мозге (0,1– 0,2×10-3), в красном костном мозге (0,3–0,4×10-3), в зонах инволютивного остеосклероза (0), а также не в специфических изменениях (0,37–1,26×10-3), результаты которого варьировались в зависимости от патологии.

Для динамического контрастного усиления применялся оригинальный 5-фазный протокол ФГБУ «РНЦРР» (с) с использованием нативной

Таблица 1

Значения измеряемого коэффициента диффузии в очагах костного метастатического поражения и мягкотканных компонентов

Костные (n=236) Литические                Бластические Метастазы Внекостный мягкотканный компонент Солид (n=41)               Некроз (n=18) Высокая интенсивность МР-сигнала Высокая интенсивность МР-сигнала с высоким B-фактором (900+)

ИКД>1,2×10-3

<1,2×10-3

с высоким B-фактором (900+) Низкие значения ИКД (<1,1×10-3) (по аналогии с солидными опухолями)

(0 сек), артериальной (25 сек), венозной (25 сек), ранней отсроченной (50 сек) и поздней отсроченной фаз (150 сек). На основании анализа 236 очагов поражения удалось установить 3 основных типа кровоснабжения, характерных для метастатического поражения, получивших свои названия в зависимости от распределения парамагнетика в сосудистом русле. Первый тип – «быстрое накопление – быстрое вымывание», отличительным признаком которого является отсутствие визуализации дополнительных фазовых компартменов, 74 (31,3 %) наблюдения. Второй тип – «быстрое накопление – медленное вымывание», характерным признаком которого может являться так называемый эффект повторения – общий тип кривой аналогичен неизмененной костной ткани, однако максимальный уровень фиксации парамагнетика в артериальную фазу повышен в 2 и более раза – 121 (51,3 %) очаг. Третий тип «быстрое накопление – медленное накопление», характеризуется отсутствием выведения контрастного агента на 5+ минуте, 41 (17,4 %) очаг.

По данным гибридного исследования, ОФЭКТ/ КТ на КТ-фрагменте остеолитические очаги визуализировались в виде зоны снижения костной плотности в диапазоне +15–+75 единиц Хаунсфилда с неровными, нечеткими контурами, что наблюдалось в 81 (34,3 %) случае. Остеобластический тип по данным компьютерной томографии определялся в 39 (16,5 %) наблюдениях в виде участков неоднородного повышения плотности в диапазоне

+200–+650 единиц Хаунсфилда очагового или диффузного характера. Зоны смешанного поражения в 116 (49,1 %) наблюдениях определялись участками неравномерно сниженной и повышенной плотности в пределах +90–+230 ЕХ, имели нечеткие, неровные контуры.

По данным радионуклидных исследований очаги метастатического поражения с наличием элементов активного остеобластического процесса имеют повышенный процент гиперфиксации радиофармпрепарата – от +100 % до +730 %, что определялось суммарно в 155 (63,7 %) наблюдениях. При этом представляется достаточно затруднительным провести четкую грань между метастазами остеобластического и смешанного характера, однако это можно косвенно предположить по сниженному уровню накопления индикаторов в смешанных метастазах, не превышающих половины максимальных значений. При анализе очагов с преобладанием литического компонента 81 (34,3 %) коэффициент дифференцированного накопления РФП зависел от характера и выраженности процесса и имел отрицательные значения относительно 100 % нормы контралатеральной неизмененной стороны (эффект гипонакопления) или имел значения, не превышающие +65 %, т.е. суммарно 165 % (рис. 1).

Общая диагностическая информативность комплексного подхода составила 97,8 % (231/236) при первичном нативном исследовании и 99,5 % (235/236) при повторном исследовании.

Рис. 1. Пациентка Н., 1971 г.р., с диагнозом аденокарцинома молочной железы, метастатическое поражение левой подвздошной кости. По данным ОСГ (А) отмечается умеренно повышенный процент фиксации РФП в левой подвздошной кости. По данным МРТ в режиме STIR (Б) отмечается равномерно повышенный сигнал в этой зоне, с повышенным накоплением парамагнетика при ДКУ (В) со вторым патологическим вариантом микроциркуляции (Г), ИКД в очаге поражения равен 0,87×10-3 (Д)

Таблица 2

«Принцип восьми диагностических элементов»

Название группы	Количество элементов	Название элементов	Модальность / Характеристика
Первая группа « Визуализация»	3	Т1ВИ, Т2ВИ, STIR	МРТ. Дает общее представление о характере изменений и позволяет предположить начальный диагноз
Вторая группа «Клеточная организация»	2	ДВИ, ИКД	МРТ. Позволяет выявить дополнительные очаги, оценить их клеточную плотность
Третья группа «Васкуляризация»	1	ДКУ	МРТ. Характер кровоснабжения изучаемого объекта
Четвертая группа «Пролиферация»	2	HU, КДН	ОСГ. Количество активных остеобластов нормального или атипического строения. КТ. Оценка структуры очага

Предлагаемые стандарты анализа метастатического поражения костных структур

Анализ результатов обследования метастатического поражения костных структур позволил сформулировать так называемый « принцип 8 диагностических элементов » для решения вопросов дифференциальной диагностики. Он заключается в выделении наиболее значимых измеряемых элементов изучаемых методов, влияющих на формирование диагноза. К ним относятся уровень интенсивности МР-сигнала на Т1, Т2, STIR взвешенных изображениях, тип патологического накопления при ДКУ, интенсивность сигнала и значения измеряемого коэффициента диффузии на диффузионно-взвешенных изображениях. По данным КТ наиболее целесообразно использовать количественный элемент плотности, измеряемый в единицах Хаунсфилда, а по данным радионуклидных методов – коэффициент или процент дифференцированного накопления. Каждый из изучаемых элементов характеризует определённый функционально-анатомический параметр происходящих процессов в изучаемой костной ткани и не дублирует остальные. Это позволило определить последовательность применения элементов и логично разделить их на 4 группы в зависимости от их диагностического значения (табл. 2).

В разделе «Результаты» на основании анализа 236 измерений в метастатических костных очагов приведены диапазоны референсных значений диагностических элементов, выраженные в качественных и количественных критериях. Каждому диагностическому элементу соответствует среднее процентное значение 12,5 %, при совпадении всех значений обусловливающее 99,9 % (условные 100 %) метастатическое поражение костной ткани у больных с верифицированным диагнозом первичной злокачественной опухоли. При этом ценность каждого элемента может варьироваться в зависимости от степени выраженности в диапазоне 10–15 %.

Обсуждение

Заключение

Предложенный алгоритм обследования и новый диагностический принцип могут иметь решающее значение в определении метастатического поражения костных структур любой локализации, в ситуациях, когда биопсия кости затруднена или невозможна.