Способ диагностики распространения неопластического процесса пищевода

Изобретение относится к медицине, лучевой диагностике и может быть использовано для диагностики распространения неопластического процесса пищевода путем магнитно-резонансной томографии (МРТ). Комплексное МРТ-исследование проводят до лечения и в процессе контроля результатов химио- и/или лучевой терапии. Исследование включает три этапа. На первом получают Т2 взвешенные изображения высокого разрешения в аксиальной и сагиттальной плоскостях, используя импульсную последовательность быстрого спин-эхо со следующими параметрами: поле обзора (FOV) 32, толщина среза (slice thickness) 4,0, период повторения последовательности (TR) 675, время появления эхо-сигнала (ТЕ) 100, матрица частоты (frequency) и фазы (phase) соответственно 384 и 256, длина эхо-трейна (etl) 23, количество возбуждений выбранного слоя (NEX) 4. По полученным изображениям судят о протяженности неопластического процесса, дифференцировке слоев пищевода, отношении его к окружающим органам и тканям, а также о наличии метастатических изменений и спорных участков поражения неопластическим процессом, визуализацию которых уточняют с помощью МРТ-исследования второго этапа. Для этого на втором этапе получают диффузионно-взвешенные изображения (ДВИ) в аксиальной плоскости со следующими параметрами импульсной последовательности: значение B-value 800, поле обзора (FOV) 36, толщина среза (slice thickness) 5,0, период повторения последовательности (TR) 8000, время появления эхо-сигнала (ТЕ) минимальное (min), матрица частоты (frequency) и фазы (phase) соответственно 128 и 192, количество возбуждений выбранного слоя (NEX) 16. Визуализируют спорные и метастатические участки поражения на Т2 взвешенных изображениях с помощью картирования полученных данных ДВИ на Т2 взвешенные изображения. На третьем этапе получают Т1 взвешенные изображения в режиме подавления сигнала от жировой ткани до и после введения гадолиний-содержащего контрастного вещества, используя последовательность быстрого очищенного вызванного градиентами эхо со следующими параметрами: поле обзора (FOV) 32, толщина среза (slice thickness) 4,0, период повторения последовательности (TR) 370, время появления эхо-сигнала (ТЕ) минимальное (min), угол отклонения (Flip angle) 80, матрица частоты (frequency) и фазы (phase) соответственно 384 и 384, длина эхо-трейна (etl) 23, количество возбуждений выбранного слоя (NEX) 2. По степени накопления контрастного вещества уточняют степень поражения тканей неопластическим процессом. Способ обеспечивает повышение информативности диагностики данной патологии за счет комплексного подхода к исследованию, улучшения визуализации при МРТ, оптимизации параметров исследования. 2 пр.

 

Изобретение относится к области медицины, в частности к лучевой диагностике, и может быть использовано для диагностики распространения неопластического процесса пищевода.

Известен способ диагностики распространения неопластического процесса пищевода путем рентгенологического исследования, получивший наибольшее распространение в оценке распространения опухолевого процесса (Gamstatter G., Schild Н., Hunter R., Rothmund M. Computer-tomographie und preoperative Staging des Osophaguskarzinoms // Z. Gastroent. - 1985. - Vol. 21. - P. 683-689), эндоскопические и ультразвуковые (Heintz Al., Junginger T. Endosonographic staging of cancers of the esophagus and stomach. Comparison with surgical and histopathologic staging // Bildgebung - 1991; Vol. 58. P. 4-8).

Известно, что применение комплекса рентгенологических, эндоскопических и ультразвуковых исследований позволяет достоверно установить распространенность неопластического процесса у 86,7% больных (Араблинский В.М., Мамонтов А.С., Седых С.А. Комплексная лучевая диагностика в определении распространенности рака пищевода. / Материалы VI Всероссийского конгресса рентгенологов и радиологов (18-22 мая 1992 г., г. Самара) // Вестник рентгенологии и радиологии - 1992, №1), что в ряде случаев является недостаточным.

Известны способы диагностики распространения неопластического процесса пищевода путем магнито-резонансной томографии (МРТ) с изолированным применением Т2 взвешенных изображений и диффузионно-взвешенных изображений (Shodayu Т., Noriyuki Т. Hitoshi S. et al. Carcinoma of the Esophagus: CT vs MR Imaging in Determining Resectability // AJR - 1991. Vol. 156. P. 297-302).

Ближайшими к заявляемому являются способы применения Т2 взвешенных изображений высокого разрешения (Riddell A.M., Allum W.H., Thompson J.N., Wotherspoon A.C., Richardson C., Brown G. The appearances of oesophageal carcinoma demonstrated in high-resolution, T2-weighted MRI, with histopathological correlation // Eur Radiol - 2007. Vol. 17. - P. 391-399) и диффузионно-взвешенные изображения (Aoyagi Т., Shuto K., Okazumi S. et al. Evaluation of the clinical staging of esophageal cancer by using diffusion-weighted imaging // Exp Ther Med - 2010. - Vol. 1. - P. 847-851).

Недостатками этих способов является то, что убедительных данных для достоверной оценки распространения опухолевого процесса на окружающие органы и ткани, если основываться лишь на одном из способов, не получено; не уделено также достаточно внимания действиям при наличии спорных случаев в оценке инвазии и дифференциальной диагностики метастатических лимфатических узлов с неспецифическими изменениями; способы основаны на небольшом количестве больных без участия группы контроля (людей без изменений в пищеводе); наилучшие результаты визуализации получены in vitro.

Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение информативности МРТ в диагностике распространения неопластического процесса пищевода за счет проведения комплексного исследования до проведения лечения и в процессе лечения, улучшения визуализации изображений МРТ, оптимального подбора параметров режимов исследования на всех этапах комплексного исследования; возможность избежать применения рентгенологических исследований, таких как рентгеноскопия пищевода и компьютерная томография.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе диагностики поражения неопластическим процессом пищевода путем МРТ, включающем получение Т2 взвешенных изображений высокого разрешения, согласно изобретению комплексное МРТ-исследование проводят до лечения и в процессе контроля результатов химио- и/или лучевой терапии, при этом исследование включает три этапа,

на первом этапе получают Т2 взвешенные изображения высокого разрешения в аксиальной и сагиттальной плоскостях, используя импульсную последовательность быстрого спин-эхо со следующими параметрами: поле обзора (FOV) 32, толщина среза (slice thickness) 4,0, период повторения последовательности (TR) 675, время появления эхо-сигнала (ТЕ) 100, матрица частоты (frequency) и фазы (phase) соответственно 384 и 256, длина эхо-трейна (etl), 23, количество возбуждений выбранного слоя (NEX) 4, и по полученным изображениям судят о протяженности неопластического процесса, дифференцировке слоев пищевода, отношении его к окружающим органам и тканям, а также о наличии метастатических изменений и спорных участков поражения неопластическим процессом, визуализацию которых уточняют с помощью МРТ-исследования второго этапа,

для чего на втором этапе получают диффузионно-взвешенные изображения (ДВИ) в аксиальной плоскости со следующими параметрами импульсной последовательности: В-value 800, поле обзора (FOV) 36, толщина среза (slice thickness) 5,0, период повторения последовательности (TR) 8000, время появления эхо-сигнала (ТЕ) минимальное (min), матрица частоты (frequency) и фазы (phase) соответственно 128 и 192, количество возбуждений выбранного слоя (NEX) 16, и визуализируют спорные и метастатические участки поражения на Т2 взвешенных изображениях с помощью картирования полученных данных ДВИ на Т2 взвешенные изображения;

на третьем этапе исследования получают Т1 взвешенные изображения в режиме подавления сигнала от жировой ткани до и после введения гадолиний-содержащего контрастного вещества, используя последовательность быстрого очищенного вызванного градиентами эхо со следующими параметрами: поле обзора (FOV) 32, толщина среза (slice thickness) 4,0, период повторения последовательности (TR) 370, время появления эхо-сигнала (ТЕ), минимальное (min), угол отклонения (Flip angle) 80, матрица частоты (frequency) и фазы (phase) соответственно 384 и 384, длина эхо-трейна (etl) 23, количество возбуждений выбранного слоя (NEX) 2, и по степени накопления контрастного вещества уточняют степень поражения тканей неопластическим процессом.

В исследование, на котором основано настоящее изобретение, были включены 79 пациентов, составившие три группы:

группа контроля - пациенты без патологии пищевода (20 человек);

группа с впервые выявленной патологией (46 пациентов),

группа с контролем химиолучевой терапии (13 человек).

Из всех пациентов 7 были проведены радикальные операции - интраоперационные находки и морфологическое исследование операционного материала соответствовали (коэф. каппа = 84-93) данным, полученным при МРТ.

Полученные данные МРТ-исследований оценивались 2 специалистами с разным опытом работы: 1 год и более 5 лет соответственно.

Всем пациентам были выполнены рентгеновская компьютерная томография, эзофагоскопия с препаратом бария, эндоскопия пищевода и эндосонография (УЗИ).

Данные полученных исследований сопоставлялись с данными МРТ.

Диагнозы верифицированы гистологическим исследованием.

В результате исследования на группе контроля были подобраны наиболее оптимальные последовательности и параметры режимов. Те параметры, которые предлагались ранее другими исследователями, были неполные и не позволяли получить достаточную информативность.

Предложенные для третьего этапа исследования последовательности быстрого очищенного вызванного градиентами эхо со следующими параметрами: FOV = 32, slice thickness = 4,0, TR = 370, TE = min, Flip angle = 80, frequency = 384, phase = 384, etl = 23, NEX = 2 ранее не использовались и были получены эмпирическим путем.

Первый этап исследования производится до начала лечения. Подобранные параметры режима на данном этапе позволяют наиболее отчетливо визуализировать анатомические структуры, протяженность опухолевого процесса, дифференцировку слоев пищевода, отношение его к окружающим органам и тканям, а также наличие метастатических изменений.

Второй и третий этапы исследования проводят после каждого цикла химиотерапии и/или лучевой терапии, а также после радикальной операции.

Таким образом, комплексная МРТ позволяет эффективно оценить не только распространение опухолевого процесса при раке пищевода на первичном этапе и для оценки проводимого лечения, но и избежать применения рентгенологических исследований, таких как рентгеноскопия пищевода и компьютерная томография. Качество полученных изображений позволяет применять их как этап разметки при дистанционной лучевой терапии и в качестве демонстративного и учебного материала.

Способ осуществляют следующим образом.

Исследование осуществляют на магнитно-резонансном томографе с напряженностью магнитного поля 1,5 Тл с применением 4-канальной поверхностной абдоминальной катушки. Исследование крайне нежелательно совмещать в один день с рентгеновской компьютерной томографией с контрастированием, а также фиброгастродуоденоскопией. Исследование производят не раньше чем через 2 часа после приема пищи.

На первым этапе исследования, до начала лечения, получают Т2 взвешенные изображения высокого разрешения в аксиальной и сагиттальной плоскостях с использованием импульсной последовательности быстрого спин-эхо (Fast Spin Echo) со следующими основными параметрами: FOV = 32, slice thickness = 4,0, TR = 675, TE = 100, frequency = 384, phase = 256, etl = 23, NEX = 4. Данный этап позволяет наиболее отчетливо визуализировать анатомические структуры, протяженность опухолевого процесса, дифференцировку слоев пищевода, отношение его к окружающим органам и тканям, а также наличие метастатических изменений.

На втором этапе исследования получают диффузионно-взвешенные изображения в аксиальной плоскости со следующими параметрами последовательности: B-value = 800, FOV = 36, slice thickness = 5,0, TR = 8000, TE = min, frequency = 128, phase = 192, NEX = 16. Данный этап позволяет отчетливо визуализировать участки с измененным количеством внеклеточной жидкости, что соответствует опухолевому и метастатическому процессам в пораженных лимфатических узлах. При наличии спорных участков поражения неопластическим процессом выявленных на Т2-взвешенных изображениях дальнейший анализ производят путем сравнения аппаратного коэффициента диффузии подозрительного участка органа или ткани с неизмененным участком. Для лучшего восприятия полученных данных с анатомическим строением применяют картирование данных диффузионно-взвешенных изображений на Т2 взвешенные изображения.

На третьем этапе исследования получают Т1 взвешенные изображения с режимом подавления сигнала от жировой ткани до и после введения гадолиний-содержащего контрастного вещества при помощи последовательности быстрого очищенного вызванного градиентами эхо (Fast SPoiled Gradient Echo) со следующими параметрами: FOV = 32, slice thickness = 4,0, TR = 370, TE = min, Flip angle = 80, frequency = 384, phase = 384, etl = 23, NEX = 2. Данный этап позволяет визуализировать не только анатомические особенности опухолевого и метастатического процессов, но и нетипичное накопление контрастного вещества, являющееся признаком патологического ангиогенеза.

Второй и третий этапы исследования проводят после каждого цикла химиотерапии и/или лучевой терапии, а также после радикальной операции.

Способ иллюстрируется следующими клиническими примерами.

Пример 1. Больной В., 46 лет, поступил с диагнозом: Рак среднегрудного отдела пищевода, осложненный дисфагией 2 степени. При выполнении фиброгастродуоденоскопии пройти дистальнее верхнего полюса бугристой инфильтрации стенок пищевода не представлялось возможным. При контрастной рентгеноскопии в средней трети пищевода определялось циркулярное сужение просвета (6 мм) из-за бугристой инфильтрации слизистой оболочки. Протяженность поражения составляла 45 мм. Больному была выполнена компьютерная томография, выявлявшая циркулярное утолщение стенок пищевода до 50 мм. Данных за наличие метастатических измененных внутригрудных лимфатических не получено. Больному планировалось оперативное вмешательство

В дополнение к проведенным исследованиям решено выполнить МРТ пищевода.

Первым этапом была получена серия Т2-взвешенных изображений высокого разрешения в аксиальной и сагиттальной плоскостях с использованием импульсной последовательности быстрого спин-эхо со следующими основными параметрами: FOV = 32, slice thickness = 4,0, TR = 675, TE = 100, frequency = 384, phase = 256, etl = 23, NEX = 4. При этом было выявлено циркулярное утолщение стенок среднегрудного отдела пищевода на протяжении 50 мм, а также в аортальном окне был выявлен участок жировой клетчатки с измененным сигналом.

Далее была получена серия диффузионно-взвешенных изображений в аксиальной плоскости со следующими параметрами импульсной последовательности: B-value = 800, FOV = 36, slice thickness = 5,0, TR = 8000, TE = min, frequency 128, phase = 192, NEX = 16, которая выявила в вышеуказанной зоне усиленный сигнал характерный для метастатически пораженного лимфатического узла.

На третьем этапе были получены Т1 взвешенные изображения с подавлением сигнала от жировой клетчатки до и после введения гадолиний-содержащего контрастного вещества при помощи последовательности быстрого очищенного вызванного градиентами эхо со следующими параметрами: FOV = 32, slice thickness = 4,0, TR = 370, TE=min, Flip angle = 80, frequency = 384, phase = 384, etl = 23, NEX = 2. Подозрительная зона умеренно накапливала контрастное вещество и представлялась шаровидным образованием с нечеткими контурами и однородной структурой 10 мм в диаметре.

Полученные данные подтвердили основной диагноз, а также выявили предположительно метастатически пораженный лимфатический узел.

Была произведена резекция пищевода с трехзональной лимфодиссекцией и одномоментной пластикой широким желудочным стеблем. Во время операции, помимо опухолевого процесса в пищеводе, в аортальном окне был выявлен единичный лимфатический узел, не превышающий 9 мм, при последующем гистологическом исследовании - метастаз плоскоклеточного рака.

Послеоперационный период гладкий, выписан на 21 сутки после операции.

Пример 2. Больной М., 54 лет, поступил с диагнозом: Рак нижнегрудного отдела пищевода, осложненный дисфагией 3 степени. При выполнении фиброгастродуоденоскопии пройти дистальнее верхнего полюса бугристой инфильтрации стенок пищевода не представлялось возможным. При контрастной рентгеноскопии в нижней трети пищевода определялось циркулярное сужение просвета до 3 мм за счет бугристой инфильтрации слизистой оболочки. Протяженность поражения составляла 40 мм. Больному ввиду непереносимости йодсодержащих препаратов не было выполнено введение контрастного вещества при рентгеновской компьютерной томографии. При компьютерной томографии было выявлено неравномерное циркулярное утолщение стенок нижнегрудного отдела пищевода на протяжении до 50 мм. Больному планировалось оперативное вмешательство.

В дополнение к проведенным исследованиям решено выполнить МРТ пищевода.

Первым этапом была получена серия Т2-взвешенных изображений высокого разрешения в аксиальной и сагиттальной плоскостях с использованием импульсной последовательности быстрого спин-эхо со следующими основными параметрами: FOV = 32, slice thickness = 4,0, TR = 675, TE = 100, frequency = 384, phase = 256, etl = 23, NEX = 4, при которой было выявлено циркулярное утолщение стенок среднегрудного отдела пищевода до 18 мм см на протяжении 50 мм. Наружный контур измененного участка пищевода фрагментарно представлялся нечетким, а также прилежащие к нему 2 параэзофагеальных лимфатических узла.

Вторым этапом была получена серия диффузионно-взвешенных изображений в аксиальной плоскости со следующими параметрами импульсной последовательности: В-value = 800, FOV = 36, slice thickness = 5,0, TR = 8000, TE = min, frequency = 128, phase = 192, NEX = 16.

Сигнал от зоны измененного участка пищевода усиленный. Аналогичный сигнал исходил от прилежащей параэзофагеальной клетчатки и параэзофагельных лимфатических узлов.

На третьем этапе были получены Т1 взвешенные изображения с подавлением сигнала от жировой клетчатки до и после введения гадолиний-содержащего контрастного вещества при помощи последовательности быстрого очищенного вызванного градиентами эхо со следующими параметрами: FOV = 32, slice thickness = 4,0, TR = 370, TE = min, Flip angle = 80, frequency = 384, phase = 384, etl = 23, NEX = 2. Мышечная стенка фрагментарно отчетливо не дифференцировалась. Патологическое накопление контрастного вещества помимо измененного участка пищевода определялось и в прилежащей параэзофагеальной клетчатке и лимфатических узлах.

В дополнение к основному диагнозу согласно данным МРТ было высказано предположение о распространении патологического процесса на параэзофагеальную клетчатку и поражение параэзофагельных лимфатических узлов.

План лечения было решено изменить на химиолучевую терапию.

После окончания цикла химиолучевой терапии было выполнено повторное МРТ-исследование пищевода.

На первом этапе которого на Т2 взвешенных изображениях отмечалось уменьшение толщины стенки измененного участка пищевода до 10 мм, а также уменьшение протяженности до 35 мм. Наружные контуры измененного участка пищевода четкие. Параэзофагеальные лимфатические узлы отчетливо не визуализировались.

По проведению второго этапа исследования на диффузионно-взвешенных изображениях патологического сигнала от измененного участка пищевода, прилежащих параэзофагеальных лимфатических узлов и параэзофагеальной клетчатки не определялось.

На третьем этапе были получены Т1 взвешенные изображения с подавлением сигнала от жировой клетчатки до и после введения гадолиний-содержащего контрастного вещества, на которых определялось уменьшение толщины стенки до 10 мм, мышечная стенка отчетливо визуализировалась на всем протяжении, параэзофагеальные лимфатические узлы не дифференцировались. Патологического накопления контрастного вещества в зоне исследования не выявлено.

Ссылаясь на полученные данные МРТ, больному было проведено оперативное лечение в объеме субтотальной резекции пищевода с трехзональной лимфодиссекцией и одномоментной пластикой широким желудочным стеблем. Операционный материал полностью соответствовал изменениям, выявленным при последней МРТ. Послеоперационный период гладкий, выписан на 18 сутки после операции.

Предлагаемый способ диагностики распространения неопластического процесса пищевода путем МРТ позволяет повысить информативность исследования и в сочетании с другими способами диагностики значительно расширяет возможности планирования оперативного вмешательства и дает объективную оценку проводимому лечению.

Способ диагностики поражения неопластическим процессом пищевода путем магнитно-резонансной томографии (МРТ), включающий получение Т2 взвешенных изображений высокого разрешения, отличающийся тем, что комплексное МРТ-исследование проводят до лечения и в процессе контроля результатов химио- и/или лучевой терапии, при этом исследование включает три этапа,
на первом этапе получают Т2 взвешенные изображения высокого разрешения в аксиальной и сагиттальной плоскостях, используя импульсную последовательность быстрого спин-эхо со следующими параметрами: поле обзора (FOV) 32, толщина среза (slice thickness) 4,0, период повторения последовательности (TR) 675, время появления эхо-сигнала (ТЕ) 100, матрица частоты (frequency) и фазы (phase) соответственно 384 и 256, длина эхо-трейна (etl) 23, количество возбуждений выбранного слоя (NEX) 4, и по полученным изображениям судят о протяженности неопластического процесса, дифференцировке слоев пищевода, отношении его к окружающим органам и тканям, а также о наличии метастатических изменений и спорных участков поражения неопластическим процессом, визуализацию которых уточняют с помощью МРТ-исследования второго этапа,
для чего на втором этапе получают диффузионно-взвешенные изображения (ДВИ) в аксиальной плоскости со следующими параметрами импульсной последовательности: значение B-value 800, поле обзора (FOV) 36, толщина среза (slice thickness) 5,0, период повторения последовательности (TR) 8000, время появления эхо-сигнала (ТЕ) минимальное (min), матрица частоты (frequency) и фазы (phase) соответственно 128 и 192, количество возбуждений выбранного слоя (NEX) 16, и визуализируют спорные и метастатические участки поражения на Т2 взвешенных изображениях с помощью картирования полученных данных ДВИ на Т2 взвешенные изображения;
на третьем этапе исследования получают Т1 взвешенные изображения в режиме подавления сигнала от жировой ткани до и после введения гадолиний-содержащего контрастного вещества, используя последовательность быстрого очищенного вызванного градиентами эхо со следующими параметрами: поле обзора (FOV) 32, толщина среза (slice thickness) 4,0, период повторения последовательности (TR) 370, время появления эхо-сигнала (ТЕ) минимальное (min), угол отклонения (Flip angle) 80, матрица частоты (frequency) и фазы (phase) соответственно 384 и 384, длина эхо-трейна (etl) 23, количество возбуждений выбранного слоя (NEX) 2, и по степени накопления контрастного вещества уточняют степень поражения тканей неопластическим процессом.