Перспективы улучшения дифференциальной диагностики юкстакортикальных процессов

© Коллектив авторов, 2003 УДК 616.71-006.34-079.4

Н.В. Кочергина, О. Г. Зимина, В.А. Соколовский*,

Г.П. Корженкова, С.В. Высоцкая, Е.А. Чаклина,

О.В. Иванкина

ПЕРСПЕКТИВЫ УЛУЧШЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЮКСТАКОРТИ-КАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ

ГУ РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН

Отдел лучевой диагностики, *хирургическое отделение

общей онкологии

SUMMARY

The paper considers data of 218 patients with various periosteal lesions. The patients were divided into five groups to compare primaiy x-ray symptoms (x-ray CT, AG, RS) and types of changes. Diagnoses were confirmed morphologically in all the cases. Detailed clinical patterns of the five lesion types are presented as well as radiological and morphological findings. Characteristic features of periosteal sarcomas and parosteal heterotypic ossification are identified. Statistical analysis of data at different stages of patient assessment discovered a large number of significant or close to significant signs of periosteal lesions. Development of medical computer-based teaching and diagnostic systems will improve the diagnosis in rare pathologies.

Key words: juxtacortical, periosteal, parosteal sarcomas, heterotypic ossification, diagnosis, medical computer-based teaching and diagnostic systems, medical expert systems.

Изучены данные о 218 больных с различными около-костными процессами. У всех больных, составивших пять групп, сравнивались первичная рентгенологическая симптоматика (РКТ, АГ и РИ) и характер динамических изменений. У всех пациентов диагнозы подтверждены морфологически. Представлены подробные клинические характеристики всех пяти групп поражений, а также данные лучевой диагностики и морфологических исследований. Определены особенности около-костных сарком и гетеротопических оссификатов, расположенных паростально. Статистическая обработка данных, полученных на различных этапах обследования больных, выявила большое количество достоверных или приближающихся к достоверности признаков различных околокостных патологий. Перспективное направление улучшения диагностики редких патологий является создание медицинских компьютерных обучающих и диагностических систем.

Ключевые слова: юкстакортикальные, периостальные, паростальные, околокостные саркомы, гетеротопиче-ские оссификаты, диагностика, медицинские компьютерные обучающие и диагностические системы, экспертные медицинские системы.

Введение

По данным клинических и эпидемиологических наблюдений, опухоли костей относятся к редкому виду патологии. Заболеваемость составляет 1 : 100 000. Среди всех злокачественных опухолей человека они составляют от 0,2 до 1% случаев. Последняя международная классификация онкологических болезней ВОЗ 1995 г. (МКБ-10 онкология) выделяет ряд сарком, располагающихся око-локостно (паростально, пароссально или юкстакорти-кально) и имеющих различную степень тканевой диффе-ренцировки [3].

Происхождение этих опухолей до сих пор дискутируется. Большинство исследователей предполагают их возникновение из камбиального или фиброзного слоев надкостницы [2; 4; 7].

Многообразная и запутанная терминология, которой пользуются для обозначения юкстакортикальных костных сарком, отражает недостаточное знание их клинического течения, рентгенологической и морфологической картин. Основной термин, применяемый до настоящего времени для обозначения любого злокачественного око-локостного процесса, — «паростальная саркома». Однако различные юкстакортикальные саркомы отличаются по клиническим, рентгенологическим и морфологическим характеристикам, неодинаково реагируют на различные виды противоопухолевой терапии и имеют различный прогноз [2]. Кроме того, юкстакортикальные саркомы по многим характеристикам могут напоминать гетеротопические оссификаты, расположенные около-костно (оссифицирующий миозит, оссифицирующая гематома). Разграничение этих процессов крайне важно [1]. Несмотря на достаточно длительное изучение околокостных сарком и успехи, достигнутые в их диагностике, дифференциальная диагностика порой бывает сложной и процент ошибок остается высоким даже в специализированных онкологических учреждениях [2; 4; 7].

Материалы и методы

В РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН были изучены данные о 218 больных с околокостными процессами. Сравнивались четыре группы больных с различными околокостными саркомами: паростальными остеогенными саркомами — 89 наблюдений, юкстакортикальными хондросарко-мами — 45 наблюдений, периостальными остеогенными саркомами — 33 наблюдения, периостальными фибросар-комами — 26 случаев и группа больных с гетеротопиче-скими оссификатами — 25 наблюдений.

При анализе клинической картины оценивались следующие характеристики: распределение больных по полу и возрасту, анамнез, жалобы, данные клинического осмотра, вид проведенного лечения, особенности мета-стазирования, прогноз. У всех больных сравнивались первичная рентгенологическая симптоматика и характер динамических изменений. Оценка данных рентгеновской компьютерной томографии (РКТ) проведена 42 больным, радионуклидного исследования (РИ) костной системы

с Тс-пертехнетатом 99т — 73 пациентам, ангиографии (АГ) — 30. У всех пациентов диагнозы подтверждены морфологически. Оценивались результаты 170 гистологических исследований, полученных после трепан- и открытых биопсий и 173 — после операций. Математическая обработка материала производилась на базе данных, которая была создана и проанализирована на РС 1ВМ с помощью прикладных статистических программ БРЗБ, БМОР.

Результаты

Самую многочисленную группу составили больные с паростальной остеогенной саркомой — 89 (40,8%), в которой преобладали лица старше 20 лет (р < 0,05). Явного преобладания лиц женского пола (50,6%), в отличие от литературных данных, не получено. Однако отмечено, что у женщин, в отличие от мужчин, заболеваемость имела два возрастных пика: в третьем и четвертом десятилетиях жизни. Травма в анамнезе встречалась реже (р = 0,05), но преобладало нарушение функции пораженной конечности (р = 0,05) по сравнению с другими околокостными процессами. Рентгенологически достоверно отличительными признаками паростальной остеогенной саркомы оказались: симптом «светлой полоски» (р < 0,05), утолщенный корковый слой (р = 0,05) по сравнению с другими юкстакорти-кальными саркомами, большой, в различной степени оссифицированный околокостный компонент, по сравнению с гетеротопическими оссификатами и периостальной фибросаркомой (р = 0,05).

По сравнению с периостальной остеогенной саркомой при паростальной остеогенной саркоме чаще был уплотнен корковый слой (р = 0,05), внекостный компонент имел многоузловатую форму (р = 0,05) с выраженным окостенением или неоднородным уплотнением (р < 0,05).

Характерными РКТ признаками были: расположение околокостных узлов более чем по одной поверхности (по полуокружности и более) со значительной и разнообразной кальцинацией и оссификацией в них, симптом «светлой полоски» как между узлами, так и между корковым слоем кости, тонкие, толстые короткие и радиарные спи-кулы в сочетании с уплотнением, утолщением, шероховатостью коркового слоя.

Мелкоочаговая деструкция коркового слоя наблюдалась в 41% случаев. При АГ по наличию патологических сосудов в опухоли и оттеснению сосудистых стволов паростальная остеогенная саркома достоверно отличалась от гетеротопических оссификатов (р = 0,05). При проведении РИ отмечался высокий уровень накопления радиофармпрепарата (РФП) — от 245 до 1853% (среднее значение 660%) от более низкого уровня при гетеротопических оссификатах (р = 0,05).

При гистологическом исследовании наблюдалась неоднородность, полиморфизм клеточной структуры. Но во всех случаях соотношение между стромой и клеточным компонентом позволяло отнести паростальную остеогенную саркому к костеобразующим опухолям с преоблада-

нием прямого атипичного остеогенеза (71%), наличием «молодой», менее зрелой остеогенной (фибро-ретикуляр-ной) ткани — 35% и очагов необызвествленного остеои-ода — 43%, что достоверно отличало ее от юкстакорти-кальной ходросаркомы, периостальной фибросаркомы и гетеротопических оссификатов.

Периостальная остеогенная саркома составила 15,2% случаев (33 наблюдения). Этот вид околокостной саркомы выделен в последней классификации ВОЗ как разновидность остеогенной саркомы с клиническими характеристиками, отличающими ее от паростальной остеогенной саркомы (мужской пол, молодой возраст, короткий анамнез, боль как первый признак болезни) и сближающими ее с классической внутрикостной остеогеннной саркомой.

В нашем исследовании в группе больных с периостальной остеогенной саркомой преобладали лица мужского пола в возрасте до 20 лет. Больные с этим видом опухоли отличались ранней обращаемость за медицинской помощью (до 6 мес.) с болью как первым симптомом новообразования. Периостальная остеогенная саркома достоверно отличалась от других околокостных процессов неизмененной кожей над опухолью (р = 0,05) и наличием метастазов в регионарных лимфатических узлах до операции. Отмечено также большое количество диагнозов «злокачественной опухоли» — 76% после первого клинического обследования. Для периостальной остеогенной саркомы характерен рост по длиннику длинной трубчатой — наиболее часто большеберцовой — кости.

Рентгенологически значимые признаки для установления диагноза периостальной остеогенной саркомы: локализация в средней и нижней трети длинной трубчатой кости, неизмененное костномозговое пространство, наличие тонких длинных или коротких спикул и отслоенных козырьков, внекостный компонент в виде плоского уплотнения вдоль поверхности кости с наличием линейных и мелких глыбчатых включений.

Сочетание уплотнения коркового слоя с тонкими длинными спикулами достоверно отличало периостальную остеогенную саркому от других околокостных опухолей. Характерными признаками РКТ изображений оказались: линейные разнонаправленные оссификаты в околокостной структуре опухоли и тонкие длинные спикулы (радиарные) в сравнении с юкстакортикальной хондро-саркомой (р = 0,05). В 50% случаев при РКТ отмечалась мелкоочаговая деструкция кортикального слоя с редким поражением внутрикостных структур. При АГ выявлялись гиперваскулярные опухоли с наличием патологических и смещенных сосудов; в одном наблюдении из семи были отмечены признаки врастания опухоли в артерию. В среднем накопление РФП при радионуклидном исследовании составило 555% (от 198 до 1916%), что достоверно отличало периостальную остеогенную саркому от гетеротопических оссификатов (р = 0,05). При гистологическом изучении периостальной остеогенной саркомы был отмечен клеточный полиморфизм с выраженным преобладанием хондрогенной дифференцировки, что отличало ее от паростальной остеогенной саркомы. Нали-

чие первичного опухолевого остеогенеза и остеоида отличало периостальную остеогенную саркому от юкста-кортикальной хондросаркомы.

Юкстакортикальные хондросаркомы — вторые по частоте встречаемости околокостные опухоли — составили 20,6% (45 наблюдений). Заболевали чаще лица мужского пола старше 20 лет. Достоверное отличие юкстакорти-кальной хондросаркомы от других околокостных процессов заключалось в следующем: наблюдалось поражение костей таза (р = 0,05). Рецидив при выполнении операции по месту жительства возникал чаще, чем при периостальной остеогенной саркоме (р = 0,05). По высоким показателям общей выживаемости: пятилетней (53%) и десятилетней (51%), юкстакортикальные хондросаркомы занимают второе место после паростальной остеогенной саркомы.

Для рентгенологической картины юкстакортикальной хондросаркомы характерны: утолщение и уплотнение коркового слоя, околокостные узлы с преимущественно крапчатыми обызвествлениями и линейными оссифика-тами. По наличию широких коротких спикул — «щеточкой» — эти опухоли отличались от периостальной фибросаркомы (р = 0,05). РКТ позволила получить большую информацию по характеру включений в узлах, поражению коркового слоя и костномозгового пространства. Для юкстакортикалъных хондросарком характерны: ассимилированный периостоз, глыбчатые, хлопьевидные и кольцевидные включения в околокостных узлах. Разво-локненние коркового слоя достоверно отличает их от всех околокостных процессов (р = 0,05). Нехарактерны радиарные спикулы и наиболее редко по сравнению с другими опухолями наблюдалась мелкоочаговая деструкция коркового слоя —12%. Накопление РФП составило в среднем 503% (от 180 до 1050%), что отличает юк-стакортикальную хондросаркому от гетеротопических оссификатов (р = 0,05).

Гистологически юкстакортикальные хондросаркомы отличаются от паростальной и периостальной остеогенных сарком отсутствием первичного опухолевого остеогенеза, остеоида и фиброретикулярной ткани. Зоны атипичного хряща (91%) чаще содержат хондрогенные клетки с крупными полиморфными ядрами.

Периостальная фибросаркома была диагностирована у 26 больных (11,9%). Все больные этой группы были старше 20 лет, что достоверно отличало ее (так же как и группу паростальной остеогенной саркомы) от других околокостных процессов (р < 0,05). Мужчин-пациентов было несколько больше — 54%. Характерным для этой разновидности околокостных процессов оказалось: нарастание болей при динамическом наблюдении в РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН (р = 0,05), выявление плотноэластичной опухоли при пальпации (р=0,05), меньшая площадь поражения при пальпации по сравнению с саркомами (р < 0,05).

В процессе лечения и наблюдения за больными с периостальными фибросаркомами был выявлен наибольший процент метастатических поражений, преимущественно легочной локализации (50%). При рентгенологическом исследовании характерными для периостальной

фибросаркомы оказались: краевая узурация губчатого вещества эпиметафизов по сравнению с другими около-костными процессами (р = 0,05), истончение и разволок-нение коркового слоя по сравнению с гетеротопическими оссификатами (р = 0,05), тонкие короткие спикулы и отслоенный периост. Околокостные узлы имели плотность мягких тканей с редко встречающимися: единичными или немногочисленными, плотными включениями и мелкими глыбками извести. Статистического анализа признаков, полученных при РКТ, не проводилось из-за малого количества наблюдений — всего три. Отметим: на РКТ выявлялись узлы плотности мягких тканей, расположенные околокостно, истончение коркового слоя, в двух случаях выявлена мелкоочаговая деструкция его и у одного больного — поражение костномозгового пространства (наличие в нем включений мягкотканной плотности) и симптом «встречных» козырьков. При проведении РИ скелета средний уровень накопления РФП составил 397% (от 218 до 812%). Наблюдалась тенденция к достоверному отличию периостальной фибросаркомы от периостальной формы остеогенной саркомы и гетеротопических оссификатов по этому признаку. При периостальной фибросаркоме основной проблемой для рентгенолога было уточнение исходной локализации опухоли, т.е. дифференцировка процесса между саркомой кости и мягких тканей — в шести наблюдениях из 26. Двум больным было проведено УЗИ, при котором плотность околокостных узлов была неравномерная с участками гипо- и гиперэхогенности в виде облаковидных (два наблюдения) и линейных (1) включений. Мелкоочаговая деструкция кортикального слоя кости была выявлена у одного больного, у второго — его резкое истончение. Оба случая исходно расценены как злокачественная опухоль мягких тканей. Гистологически основным компонентом периостальной фибросаркомы являлись клетки веретенообразной формы типа фибробластов (92%), степень анаплазии которых и количество коллагеновых волокон (54%) менялись, что часто определяло структурное разнообразие данной опухоли.

Для сравнения помимо больных с костными саркомами была изучена группа больных с опухолеподобными околокостными процессами — гетеротопическими осси-фикациями, которую составили 25 больных (11,5%). В этой группе больных преобладали лица мужского пола детского и молодого возраста (р = 0,05). Первым симптомом болезни явилась боль (р = 0,05), возникшая после травмы (р = 0,05), по поводу чего больные рано (в течение первого месяца) обращались за медицинской помощью (р = 0,05). Пальпаторно выявлялись плотные участки небольших размеров — в среднем до 6 см2 (р < 0,001) — преимущественно по передней и боковой поверхностям кости, отмечалась редкая локализация около большеберцовой кости (р = 0,05).

Клинические характеристики (молодой возраст, мужской пол, короткий анамнез, боль как первый симптом болезни, даже возникшая после травмы) отличали гете-ротопические оссификации от других околокостных сарком, которые имели более медленное течение, и сближа-

лй их с классической внутрикостной остеогенной саркомой и саркомой Юинга. Этим, по-видимому, объяснялось наиболее частое обнаружение послеоперационных рубцов на коже в проекции изменений (32%), что свидетельствовало о трудностях дифференциальной диагностики сарком и гетеротопических оссификатов не только для клиницистов, но и для лучевых диагностов и морфологов. Отличительным рентгенологическим признаком оказался бахромчатый периостит (р = 0,05). Отслоенный и/или ассимилированный периостит, истончение коркового слоя наблюдались редко.

Для РКТ-картины гетеротопических оссификатов были характерны: небольшие размеры околокостного узла, четкие ровные контуры его, повышенная плотность узла по периферии по сравнению с центром, который имеет плотность мягких тканей, бахромчатый периостит, утолщение и уплотнение коркового слоя, отсутствие изменений в костномозговом пространстве. Степень накопления РФП была самой низкой — в среднем 158% (от 98 до 307%) — по сравнению с остальными группами больных (р < 0,05). Гистологически структура гетеротопических оссификатов включала участки реактивного костеобразования (44%) и фокусы обызвествления (44%), а также зоны коллагеновых волокон и афункциональных костных балок (20%), которые в случаях оссифицирующих миозитов тесно переплетались с мышечной тканью, чаще —: в центре образования. Совпадение рентгенологических диагнозов с морфологическими заключениями составило:

• при первичной диагностике — 2%,

• при пересмотре в РОНЦ — 44%,

• при повторном рентгенологическом исследовании — 48%.

Даже при повторном рентгенологическом исследовании в РОНЦ злокачественные процессы при гетеротопических оссификациях были заподозрены в 36% случаев. Мы провели дифференциальную диагностику всей группы около-костных сарком и гетеротопических оссификатов, т.е. злокачественных опухолей и опухолеподобных процессов: только по клиническим признакам с использованием многофакторного анализа, точность метода составила 86%.

Обсуждение

Изучение данных о 218 пациентах с различными око-локостными процессами — саркомами и гетеротопиче-скими оссификациями — выявило высокий процент диагностических ошибок на различных этапах обследования больных. Эти ошибки обусловлены редкостью и малой изученностью данной патологии.

Качество диагностики редких опухолей зависит от уровня подготовки врачей, у которых больной обследуется на первом этапе, как клиницистов, так и рентгенологов, не знающих особенностей проявления околокостных процессов и поздно направляющих больных с опухолевой патологией в специализированные учреждения.

Настораживает и высокий процент гипердиагностики злокачественного процесса при гетеротопических осси-

фикатах даже в специализированном онкологическом учреждении. Высокий процент (86%) разграничения опухолеподобных процессов (гетеротопических оссифи-каций) и злокачественных опухолей (юкстакортикальных сарком) с использованием многофакторного анализа уже на клиническом этапе обследования свидетельствует о том, что рентгенологи нередко недооценивают данные клинического обследования.

Обще известно, что улучшение уточняющей диагностики опухолей связано с внедрением новых методов визуализации и изучением их возможностей, с разработкой оригинальных алгоритмов обследования.

Приведем пример взаимодополнения различных методов лучевой диагностики костных опухолей: больная Б. с периостальной остеогенной саркомой большеберцовой кости (см. рис. 1—5).

Малоизвестен другой путь улучшения дифференциальной диагностики. Это создание обучающих и диагностических систем (математических моделей болезней), в которых используется многофакторный анализ различных признаков болезни, полученных на всех этапах обследования. В таких системах заложен принцип использования данных, полученных всеми специалистами, участвующими в диагностическом процессе, т.е. принцип комплексной диагностики.

Одной из важных составляющих системы является компьютерная база данных больных с определенными видами патологий, создаваемая на большом количестве материала, достаточного для статистической обработки. Первостепенная задача создания компьютерных медицинских систем диагностики редких патологий, какими являются опухоли костей, в том числе и представленные выше околокостные процессы, — формирование качественной базы данных. Это возможно только в крупных специализированных учреждениях, каковым является Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН, или в ходе кооперированных исследований нескольких научно-исследовательских институтов, занимающихся этой патологией, на их базе. Полученные рядом исследователей высокие проценты правильных диагнозов при апробации экспертных медицинских систем подтверждают возможность создания таких систем во всех областях диагностики [5; 6; 8].

Заключение

В представленной работе выявлено большое количество достоверных различий юкстакортикальных процессов: клинических, рентгенологических, включая РКТ и ангиографическое исследование, РИ. Специалисты кафедры биомедицинских систем и устройств МГТУ им. Н.Э. Баумана и лаборатории медицинской кибернетики РОНЦ качественно и количественно проанализировали полученные разнообразные достоверные критерии различия околокостных процессов и высказали мнение о возможности создания обучающей диагностической компьютерной системы по этому конкретному разделу онкоостеологии.

IN.N.Blokhin N.N,Blokhin Cancer Center

* F 00/14786

Acc:

2000 Oct 18

0934:56.503000

Рис. 1. Рентгенографическое исследование голени в двух проекциях

Рис. 2. Фрагменты АГ голени в прямой проекции: в артериальной, капиллярной фазах и с использованием методики вычитания изображения

Рис. 3. Фрагменты РКТ голени

Рис. 4. Фрагменты МРТ голени в аксиальной проекции

Рис. 5. Фрагменты МРТ голени во фронтальной проекции

ЛИТЕРАТУРА

1. Зимина О.Г., Кочергина Н.В., Соловьев Ю.Н., Токарева З.И и др. Случай гетеротопической оссификации // Радиология и практика. 2002. № 1. С. 36-9.

2. Кобина С.А. Диагностика юкстакортикальных сарком: Авто-реф. канд. дисс. —М., 1998.

3. Международная классификация онкологических болезней ВОЗ, 10 пересмотр. 1995.

4. Bertoni F., Bacchini P., Fabbri N. Osteosarcoma: Low-grade ex-traosseous-type osteosarcoma, histologycally resembling paros-teal osteosarcoma, fibrous displasia and desmoplast fibroma // Cancer. 1993; Jan. 15-71 (2). P. 338-44.

5. Bianchi S.D. Coll Prototipo di un sistema esperto per la diagnosi della legion pseudotumorali e tumorali dei mascelari ADAPT-M. -LaRadiol. Med. 1996; 91. P. 219-25.

6. Lejbkowicz I., Wiener F, Nachiigal A., Militiannu D. et al. Bone Browser a decision-aid for the radiological diagnosis of bone tumors - Comput. Methods Programs Biomed. 2002; Feb.; 67(2). P. 137-54.

7. Murphey M.D., Robbin M.R. et al. The many faces of osteosarcoma. Radiographics. 1997; 17. P. 1205-31.

8. Rasuli P., Rasouli F., Rasouli T. Radiologic diagnosis of bone tumours using Webonex, a Web-based artificial intelligence program. Can. Assoc. Radiol. J. 2001; Aug.; 52(4). P. 255-58.