Способ дифференциальной диагностики опухолей щитовидной железы

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской радиологии, и предназначено для диагностики опухолей щитовидной железы. Проводят планарную сцинтиграфию, а затем однофотонную эмиссионную компьютерную томографию, по результатам которых оценивают степень нарушения функциональной способности тиреоидной ткани, для чего определяют объемы правой и левой долей щитовидной железы, общий тиреоидный объем по данным планарной сцинтиграфии и однофотонной эмиссионной компьютерной томографии, затем рассчитывают коэффициент соотношения объемов долей (К_долей), относительное количество нефункционирующей ткани (К_нф), соотношение геометрического и должного объемов (К_г) и при определенных сочетаниях значений К_нф, К_долей и К_г диагностируют либо злокачественное поражение щитовидной железы, либо аденому щитовидной железы, либо судят об отсутствии опухолевого поражения щитовидной железы и диагностируют наличие узлового или многоузлового зоба. Способ позволяет количественно оценить функциональную способность паренхимы щитовидной железы и провести дифференциальную диагностику опухолевого поражения органа.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской радиологии, и может быть использовано в эндокринологии и онкологии для диагностики опухолей щитовидной железы.

Проблема точной ранней диагностики доброкачественных и злокачественных опухолевых образований различных органов и систем, в том числе щитовидной железы, остается весьма актуальной, что обусловлено необходимостью определения тактики адекватного лечения.

Известен способ диагностики опухолей щитовидной железы путем ультразвукового исследования (Общая ультразвуковая диагностика. / Под ред. Митькова В.В. - М.: Видар, 2003 г. с.615-632), включающий проведение эхографии с использованием режимов серой шкалы, тканевой гармоники, цветового доплеровского картирования, трехмерной реконструкции изображения. Анализ изображения позволяет выявить признаки, характерные для злокачественных образований, с различной степенью достоверности.

Недостатком способа является невозможность установить наличие опухоли «малых» размеров (до 0,5 см) или образования, расположенные в базальных отделах щитовидной железы. Как правило, требуется проведение пункционной биопсии для уточнения или подтверждения диагноза. Так, по данным авторов, после обследования более 1300 больных с узловой патологией щитовидной железы установлено, что чувствительность ультразвукового метода при диагностике рака щитовидной железы составляет 85,3%, специфичность - 75,5%, диагностическая точность - 74,1% (Сенча А.Н., Бахтин А.Л. Комплексная диагностика рака щитовидной железы методами лучевой визуализации. Материалы Всероссийского конгресса лучевых диагностов - Москва, 2007. - С.332). Кроме того, качество проводимой визуальной оценки эхограмм в значительной степени зависит от компетентности специалиста, выполняющего исследование и класса аппарата.

Известны способы диагностики поражений щитовидной железы путем проведения рентгенологической диагностики, таких как рентгенография области шеи и рентгеновская компьютерная томография (РКТ), которые позволяют не только выявить изменения тиреоидной паренхимы, но и их распространенность (Валдина Е.А. Заболевания щитовидной железы: Руководство, 3-е издание, СПб.: Питер, 2006, с.25-43).

Недостатком способа является высокая стоимость РКТ при относительно низкой диагностической значимости, поэтому его применение ограничено и имеет значение лишь для топической диагностики опухолей, возникших в дистопированной и загрудинно расположенной тиреоидной ткани.

Известен радионуклидный способ диагностики опухолей щитовидной железы с использованием различных радиофармпрепаратов (Радионуклидная диагностика для практических врачей. / Под ред. Лишманова Ю.Б., Чернова В.И., Томск: STT, 2004, с. 394), включающий планарную сцинтиграфию и однофотонную эмиссионную компьютерную томографию (ОФЭКТ). Результатом планарной сцинтиграфии является двухмерное интегральное изображение щитовидной железы с наличием участков гипо- или гиперфиксации радиофармпрепарата.

Однако проведение дифференциальной диагностики опухолевых образований щитовидной железы затруднено из-за наличия ряда недостатков. Возможно экранирование участков гипофиксации РФП излучением от интактной ткани, что искажает действительную картину, снижает разрешающую способность метода, кроме того, установлено, что как зоны гипофиксации РФП («холодные» узлы), так и гиперфиксации («горячие» узлы) могут соответствовать наличию злокачественного поражения щитовидной железы. Для повышения точности диагностики рака щитовидной железы применяется двухфазное радионуклидное исследование с использованием в качестве РФП ^99mTс-пертехнетат (или ¹²³I-изотонический раствор) и ^99mTc-MIBI на втором этапе. При раке щитовидной железы наблюдается повышенное накопление ^99mTc-MIBI в опухоль в районе очага гипофиксации, выявленного на первом этапе. Чувствительность двухфазного исследования в дифференциальной диагностике злокачественного поражения щитовидной железы невысока и составляет 55-83%, специфичность 65-75%, точность 67-77% (Олейник Н.А., Румянцев П.О., Ильин А.А. и др. Применение технетрила (МИБИ) в диагностике опухолей щитовидной железы и метастазов папиллярного рака щитовидной железы в лимфоузлы шеи // Мед. рад. и рад. безоп.-1999. - №44 (1). - С.35-43). Увеличение числа проекции, например, при проведении однофотонной эмиссионной компьютерной томографии улучшает визуализацию патологических очагов в тиреоидной паренхиме не более 10%. Объективизация полученной информации с помощью ЭВМ не позволяет устранить недостатки, присущие методу.

В качестве ближайшего аналога принят способ диагностики объемных образований щитовидной железы путем однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) (Vignati A. Prediction of thyroid volume with SPECT // Eur. J. Nucl. Med., 2005, - 32. - P. 743).

Способ заключается в том, что больному внутривенно вводят радиофармпрепарат

(¹²³I-изотонический раствор), который накапливается в щитовидной железе. Через 1-2 часа проводят регистрацию данных в шаговом режиме: полное вращение детектора на 360° вокруг области исследуемого органа, угол ротации при каждом шаге - 6°, экспозиция каждой проекции - 20 с. После проведения реконструкции данных осуществляют подсчет объемных элементов, формирующих изображение срезов органа, при фиксированном уровне отсечки фона (44%). Это позволяет оценить объем функционирующей ткани щитовидной железы. После проведения реконструкции данных осуществляют построение срезов (томосцинтиграмм). Проводят визуальный анализ томосцинтиграмм.

Однако известный способ не позволяет точно установить наличие опухолевых поражений щитовидной железы и провести дифференциальную диагностику доброкачественных и злокачественных опухолей, так как не дает возможности точно оценить величину объема функционирующей ткани в зависимости от размера щитовидной железы. Кроме того, установленное значение «функционирующего» объема в абсолютных величинах позволяет лишь предположить состояние функции органа.

Отсутствие объективной оценки характера поражения не позволяет своевременно выработать адекватную тактику лечения и определить объем оперативного вмешательства.

Задачей изобретения является создание способа дифференциальной диагностики злокачественных и доброкачественных опухолей щитовидной железы за счет точного определения объема функционирующей ткани.

Сущность изобретения состоит в том, что способ дифференциальной диагностики опухолей щитовидной железы характеризуется тем, что проводят планарную сцинтиграфию, а затем однофотонную эмиссионную компьютерную томографию, по результатам которых оценивают степень нарушения функциональной способности тиреоидной ткани, при этом определяют общий тиреоидный объем щитовидной железы, объем функционирующей ткани, объемы правой и левой долей, затем рассчитывают коэффициент соотношения объемов долей по формуле

К_долей=V_{м.ОФЭКТ}/V_{б.ОФЭКТ},

где V_{м.ОФЭКТ} - объем доли меньшего объема по данным ОФЭКТ;

V_{б.ОФЭКТ} - объем доли большего объема по данным ОФЭКТ,

коэффициент нефункционирования по формуле

К_нф=(V_пл-V_ОФЭКТ)/V_пл,

где V_пл - общий объем щитовидной железы по данным планарной сцинтиграфии,

V_ОФЭКТ - объем функционирующей ткани щитовидной железы по данным ОФЭКТ;

коэффициент геометричности по формуле

К_г=(V_пл-V_д)/V_д,

где V_пл - объем щитовидной железы по данным планарной сцинтиграфии,

V_д - должный или ожидаемый объем,

и при значении К_нф≥0,9 независимо от величины других показателей или при сочетании значений К_нф>0,75 при К_долей>0,3 и К_г>0,5 судят о выраженном снижении функциональной способности тиреоидной паренхимы и диагностируют наличие злокачественного поражения щитовидной железы, при сочетании значений К_долей≤0,05 и К_нф<0,9 или К_долей≤0,3 при К_нф<0,9 и К_г>0,5 судят о выраженной асимметрии функционирующих объемов долей на фоне умеренного снижения функциональной способности тиреоидной ткани и диагностируют наличие аденомы щитовидной железы, а при иных значениях показателей и их сочетаниях судят об отсутствии опухолевого поражения щитовидной железы и диагностируют наличие узлового или многоузлового зоба.

Использование изобретения позволяет получить следующий технический результат.

Способ является высокоэффективным и информативным. Он позволяет количественно оценить функциональную способность паренхимы щитовидной железы и провести дифференциальную диагностику опухолевого поражения органа.

Особенно важна возможность раннего выявления изменений при таких заболеваниях, как рак и аденома щитовидной железы, обнаруженные изменения объема функционирующей ткани возникают даже при наличии опухолевого узла малого размера (до 0,5 см), что особенно необходимо для определения тактики ведения больных, планировании, при необходимости, сроков оперативного вмешательства, а также возможности медикаментозной профилактики нарушений тиреоидной функции.

Авторами впервые предложен способ, позволяющий точно определить объем функционирующей ткани щитовидной железы по данным однофотонной эмиссионной компьютерной томографии, на основании чего неожиданно получен высокоэффективный диагностический метод. Это достигается за счет того, что для оценки данных ОФЭКТ щитовидной железы кроме традиционного визуального анализа авторами впервые предложена система интегральных показателей и коэффициентов и установлены наиболее значимые из них:

- коэффициент соотношения объемов долей, характеризующий степень асимметрии долей по данным однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (К_долей);

- коэффициент нефункционирования, отражающий относительное количество нефункционирующей ткани (К_нф);

- коэффициент «геометричности» (К_г), характеризующий степень увеличения геометрического объема по отношению к должному.

На большом количестве статистически обработанного материала, полученного в результате патологоанатомических исследований, авторами впервые установлено, что при наличии злокачественного поражения щитовидной железы, вне зависимости от размера (от 0,1 см) и локализации опухоли, происходит значительное снижение функциональной способности тиреоидной паренхимы органа в целом, и этот факт авторами положен в основу способа дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных объемных образований щитовидной железы.

Способ осуществляется следующим образом.

Пациенту внутривенно вводят радиофармпрепарат «¹²³I-натрия йодид, изотонический раствор», через 1-2 часа после введения РФП проводят исследование.

Во всех случаях исследование начинают с проведения традиционной планарной сцинтиграфии в передней проекции щитовидной железы. Пациента располагают под детектором гамма-камеры томографа таким образом, чтобы в поле зрения попадали обе доли щитовидной железы. Регистрацию данных проводят в следующем режиме: матрица 256×256, ZOOM 2, суммарный счет 500000 импульсов на изображение.

Затем приступают к проведению однофотонной эмиссионной компьютерной томографии. ОФЭКТ проводят в шаговом режиме регистрации: полное вращение детектора на 360°, угол ротации при каждом шаге - 6°, экспозиция каждой проекции - 20 с. Изображения щитовидной железы, полученные в каждой из 60 проекций (первичные данные), заносятся в дисковую память компьютера в матрице 128×128, ZOOM 2.

По полученным данным проведенных исследований оценивают степень нарушения функциональной способности тиреоидной ткани. Для этого определяют объем правой и левой долей щитовидной железы, общий тиреоидный объем по данным планарной сцинтиграфии и объем функционирующей ткани по данным однофотонной эмиссионной компьютерной томографии.

Обработку полученных данных начинают с планарной сцинтиграфии. Определяют площадь изображения щитовидной железы. Затем вычисляют «геометрический» объем щитовидной железы (V_пл) по методу, предложенному Ohkubo: V_{доли щ.ж}=0,28×S×L, где S - площадь, a L - максимальная диагональ изображения доли щитовидной железы. Площадь вычисляют путем суммирования всех пикселей внутри контура изображения доли. Объем всего органа - это сумма объемов двух долей.

При обработке данных ОФЭКТ вычисляют объем функционирующей ткани щитовидной железы (V_ОФЭКТ) как сумму «функционирующих» объемов правой и левой долей. Проводят автоматический подсчет количества объемных элементов в изображениях срезов органа или его отделов, имеющих значение счета более установленного уровня, и перевод полученного числа в метрические единицы - см³.

Для интегральной количественной оценки полученных данных используют разработанные авторами интегральные показатели.

1. Коэффициент соотношения объемов долей, характеризующий степень асимметрии долей по данным однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (К_долей) и определяемый по формуле

К_долей=V_{м.ОФЭКТ}/V_{б.ОФЭКТ},

где V_{м. ОФЭКТ} - объем доли меньшего объема по данным ОФЭКТ;

V_{б.ОФЭКТ} - объем доли большего объема по данным ОФЭКТ.

2. Коэффициент нефункционирования, отражающий относительное количество нефункционирующей ткани (К_нф) и определяемый по формуле

К_нф=(V_пл - V_ОФЭКТ)/V_пл,

где V_пл - объем щитовидной железы вычисленный по данным планарной сцинтиграфии,

V_ОФЭКТ - объем щитовидной железы вычисленный по данным однофотонной эмиссионной компьютерной томографии.

3. Коэффициент «геометричности» (К_г), характеризующий степень увеличения геометрического объема по отношению к должному и определяемый по формуле

К_г=(V_пл-V_д)/V_д,

где V_пл - объем по данным планарной сцинтиграфии,

V_д - должный или ожидаемый объем, рассчитанный по формуле Hegedus с соавторами V_д=1,97+0,21×М+0,06×В, где М - вес пациента в килограммах, В - возраст пациента в годах.

При значении величины К_нф≥0,9 или К_нф>0,75 при К_долей>0,3 и К_г>0,5 диагностируют наличие рака щитовидной железы.

При значении величины К_нф<0,9 и К_долей≤0,05 или К_долей≤0,3 при К_нф<0,9 и К_г>0,5 диагностируют наличие аденомы щитовидной железы.

При иных значениях величин и их сочетаниях перечисленных интегральных показателей судят об отсутствии опухолевого поражения щитовидной железы и диагностируют наличие узлового или многоузлового зоба.

Предлагаемый способ прошел клинические испытания на кафедре радиологии и в Клинике ГОУ ДПО РМАПО Росздрава. Всего обследовано 198 больных с различной тиреоидной патологией, из них 135 - с узловыми формами поражения щитовидной железы. В 31% случаев от общего числа обследованных больных проведено цитологическое исследование, в 40% -гистологическое исследование операционного материала. Среди узловых форм установлено у 43 человек наличие фолликулярной аденомы, у 32 -высокодифференцированного рака, у 60 - узлового или многоузлового зоба. Предлагаемым способом наличие рака щитовидной железы выявлено у 30 больных. Таким образом, точность предлагаемого способа составила для рака - 97,0%, чувствительность 93,7%, специфичность 98,0%; для аденомы - точность 94,8%, чувствительность 87,8%, специфичность 96,6.

Пример 1. Больная Л., 61 год, рост 165 см, масса тела 75 кг. Находилась на обследовании и лечении в клинике РМАПО. Жалобы на момент осмотра на слабость. При ультразвуковом исследовании выявлено: тиреоидная эхогенность смешанная, эхоструктура правой доли неоднородная, визуализируются образования 17-19 мм в диаметре, однородной эхоструктуры, с ровными контурами, с гипоэхогенным ободком по периферии; в левой доле эхоструктура неоднородная, в нижней трети визуализируется узловое образование повышенной эхогенности 17 мм в диаметре. Практически весь перешеек представлен узловым образованием 2,75х2,02 см. Ультразвуковые признаки многоузловой гиперплазии щитовидной железы. Под контролем УЗИ произведена тонкоигольная аспирационная биопсия. Результат цитологического исследования: цитограмма соответствует зобу.

Проведено комплексное радионуклидное исследование с ¹²³I-изотоническим раствором. По данным планарной сцинтиграфии визуально выявлено: щитовидная железа типично расположена, форма ее симметрична, распределение РФП во всех отделах равномерное. Объем щитовидной железы (V_пл), рассчитанный по формуле Ohkubo: V_пр.д=17,0 см³, V_лев.д=12,7 см³, V_общ=29,7 см³. Проведена ОФЭКТ спустя 1 час после введения РФП в шаговом режиме регистрации: полное вращение детектора на 360°, угол ротации при каждом шаге - 6°, экспозиция каждой проекции - 20 с. После реконструкции исходных данных получили серию горизонтальных срезов изображения органа. Произведена оценка степени нарушения функциональной способности тиреоидной паренхимы в целом. Для этого определен объем функционирующей ткани по данным ОФЭКТ, он составил: V_пр.д=1,94 см³, V_лев.д=0,44 см³, V_общ=2,38 см³. Вычислены показатели:

коэффициент соотношения объемов долей: К_долей=0,44/1,94=0,23;

коэффициент нефункционирования: К_нф=(29,7-2,38)729,7=0,92.

По формуле Hegedus рассчитан должный объем К_д=21,38 см³, затем коэффициент геометричности К_г=(29,7-21,38)/21,38=0,38.

По значению показателей установлено, что функциональная способность паренхимы снижена значительно, а именно более чем на 90% (К_нф=0,92). Диагностировано злокачественное поражение паренхимы щитовидной железы, несмотря на отсутствие очага гипо- или гиперфиксации при визуальном анализе сцинтиграмм и томосцинтиграмм.

На основании клинико-лабораторных данных, включая цитологическое исследование, рекомендовано оперативное лечение. Выполнена тиреоидэктомия. Во время операции подтверждены данные ОФЭКТ. Результат гистологического исследования: в препарате - папиллярная опухоль щитовидной железы с нечеткими границами (0,3 см).

Особенность данного случая заключается в том, что значительное снижение объема функционирующей ткани отмечено уже при незначительном размере (0,3 см) злокачественного новообразования, учитывая резкое снижение объема функционирующей ткани и, как следствие, высокий показатель К_нф, что не выявлено другими методами проводимой дооперационной диагностики.

Пример 2. Больная К., 67 лет, рост 157 см, масса тела 60 кг. Находилась на обследовании в клинике РМАПО. На момент поступления жалоб не предъявляла. При обследовании: уровень гормонов щитовидной железы в пределах нормы. При ультразвуковом исследовании щитовидной железы выявлено: эхоструктура правой доли неоднородная, практически всю долю занимает большое узловое образование диаметром 2,7 см с ровными четкими контурами, повышенной эхогенности, неоднородной структуры, резко усилен и деформирован интра- и перинодулярный кровоток; эхоструктура левой доли неоднородная, чередование изоэхогенных участков и гиперэхогенных включений, дающих четкие акустические тени. Ультразвуковые признаки диффузно-узловой гиперплазии щитовидной железы. Под контролем УЗИ произведена тонкоигольная аспирационная биопсия. Результат цитологического исследования: цитограмма соответствует зобу.

Проведено комплексное радионуклидное исследование с ¹²³I, по данным планарной сцинтиграфии визуально определено: в правой доле нечеткая зона гиперфиксации РФП в нижнем сегменте. Объем щитовидной железы (V_пл) по формуле Ohkubo: V_пр.д=14,6 см³, V_дев.д=8,4 см³, V_общ=23,0 см³. По предлагаемому способу определены следующие показатели: объем функционирующей ткани щитовидной железы по данным ОФЭКТ: V_пр.д=12,78 см³, V_лев.д=0,63 см³, V_общ=14,76 см³.

Коэффициент соотношения объемов долей: К_долей=0,63/12,78=0,05.

Коэффициент нефункционирования: К_нф=(23,0-14,76)/23,0=0,35.

Должный объем К_д=18,59 см³.

Коэффициент геометричности: К_г=(23,0-18,59)/18,59=0,23.

Установлено, что функциональная способность паренхимы снижена незначительно, а именно на 35% (К_нф=0,35), однако отмечается выраженная асимметрия объемов долей по отношению друг к другу (К_долей=0,05). Диагностировано наличие аденомы щитовидной железы.

Результаты гистологического исследования операционного материала: микрофолликулярная аденома правой доли щитовидной железы.

В данном случае достоверным признаком наличия фолликулярной аденомы на дооперационном этапе явился коэффициент соотношения объемов долей, полученный по данным эмиссионной компьютерной томографии.

Способ дифференциальной диагностики опухолей щитовидной железы, характеризующийся тем, что проводят планарную сцинтиграфию, а затем однофотонную эмиссионную компьютерную томографию, по результатам которых оценивают степень нарушения функциональной способности тиреоидной ткани, при этом определяют общий тиреоидный объем щитовидной железы, объем функционирующей ткани, объемы правой и левой долей, затем рассчитывают коэффициент соотношения объемов долей по формуле
К_долей=V_{м.ОФЭКТ}/V_{б.ОФЭКТ},
где V_{м.ОФЭКТ} - объем доли меньшего объема по данным ОФЭКТ;
V_{б.ОФЭКТ} - объем доли большего объема по данным ОФЭКТ, коэффициент нефункционирования по формуле
К_нф=(V_пл-V_ОФЭКТ)/V_пл,
где V_пл - общий объем щитовидной железы по данным планарной сцинтиграфии;
V_ОФЭКТ - объем функционирующей ткани щитовидной железы по данным ОФЭКТ;
коэффициент геометричности по формуле
К_г=(V_пл-V_д)/V_д,
где V_пл - объем щитовидной железы по данным планарной сцинтиграфии;
V_д - должный или ожидаемый объем,
и при значении К_нф≥0,9 независимо от величины других показателей или при сочетании значений К_нф>0,75 при К_долей>0,3 и К_г>0,5 судят о выраженном снижении функциональной способности тиреоидной паренхимы и диагностируют наличие злокачественного поражения щитовидной железы, при сочетании значений К_долей≤0,05 и К_нф<0,9 или К_долей≤0,3 при К_нф<0,9 и К_г>0,5 судят о выраженной асимметрии функционирующих объемов долей на фоне умеренного снижения функциональной способности тиреоидной ткани и диагностируют наличие аденомы щитовидной железы, а при иных значениях показателей и их сочетаниях судят об отсутствии опухолевого поражения щитовидной железы и диагностируют наличие узлового или многоузлового зоба.