СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ИНФИЛЬТРАТИВНЫХ ОПУХОЛЕЙ ПОЧЕК
DIAGNOSTIC TECHNIQUE FOR INFILTRATIVE RENAL TUMORS

Изобретение относится к медицине, в частности к онкологии, а именно к диагностике в области онкологии и может быть применен для диагностики инфильтративных опухолей почек.
Традиционная позиция онкологов основана на том, что для дифференцированного диагноза рака почки с системным процессом, метастазами солидной опухоли и абсцессами требуется гистологическое исследование опухоли даже в тех случаях, когда диагноз кажется ясным.
В то же время, точная неинвазивная диагностика объемных новообразований почек на ранней стадии по-прежнему остается актуальной задачей, в том числе для оптимизации точки биопсии. Наиболее часто выявляемые асимптомные, случайно визуализированные при лучевых методах исследования, маленькие тканевые образования с неустановленной гистоструктурой объединяются в группу инциденталом почек или «radiologists tumor». Диагностические ограничения, связанные с чрескожной биопсией, возможные осложнения биопсии (кровотечения, мочевые свищи, обострение хронического пиелонефрита), риск диссеминации опухолевыми клетками по ходу биопсийного канала и развития имплантационных метастазов, вероятность получить ложно-отрицательный ответ, еще раз подчеркивают ценность точной характеристики образований почек путем магнитно-резонансной визуализации (МР-визуализации).
Магнитно-резонансная томография (МРТ) является решающим аргументом обследования в случае локального распространения опухоли, определения ее инвазии в соседние анатомические структуры, при наличии подозрений на опухолевый тромб в почечной или нижней полой вене, а также в тех случаях, когда применение рентгеновской компьютерной томографии (КТ) невозможно из-за аллергической реакции на контрастное вещество, почечной недостаточности (см. Szolar D.H., Zebedin D., Unger В. Radiologic staging of renal cell carcinoma // Radiologe. - 1999 PMID: 10472087 DPI:10.1007/s001170050554) или неоднозначных результатах уже выполненной КТ.
В связи с этим в алгоритме исследования при подозрении на злокачественные опухоли почек возрастает роль визуализации, и в первую очередь, магнитно-резонансной томографии (МРТ), как альтернатива рентгенологическим методам исследования.
В целом МРТ сравнима с КТ в выявлении образований почки: чувствительность метода равна 93,5% против 93,8% у КТ (см. Alyaev Yu.G., Sinitsyn V.Ye., Grigoriev N.A. Magnetic resonance imaging in urology. M.: Practical medicine, 2005. 272 p.). Но полная точность MPT в дифференицальном диагнозе почечных образований превосходил таковую КТ.
Известно, что МРТ - данные о размерах и локализации новообразования, типе его роста, наличии и сохранности псевдокапсулы, фиброзной капсулы почки, выраженности и характере вторичных изменений в опухолевой ткани сопоставимы с результатами патоморфологического исследования удаленного макропрепарата, что позволяет радиологу делать обоснованное предположение о доброкачественности или злокачественности неопластического процесса. Импульсные последовательности с подавлением сигнала от жира помогают отличать жиросодержащие опухоли почки (липома, ангиомиолипома, фибросаркома) от почечно-клеточной карциномы, обнаруживать кисты и опухоли размером менее 1 см (см. Alyaev Yu.G., Sinitsyn V.Ye., Grigoriev N.A. Magnetic resonance imaging in urology. M.: Practical medicine, 2005. 272 p.).
Считается, что данные о распространенности опухоли почки, полученные при проведении МРТ, информативнее аналогичных данных КТ и помогают достовернее определить Т- и N-стадии злокачественного процесса. Показано, что Т-стадия достоверно была определена по КТ в 78,4% и по МРТ - в 84% случаев, N-стадия в 81,8 и 79,5% соответственно. МРТ, в отличие от КТ, обладает высокой информативностью в обнаружении псевдокапсулы опухоли почки, которую чаще всего имеют высоко- или умеренно-дифференцированные образования почки размерами до 4 см (см. Аляев Ю.Г., Синицын В.Е., Григорьев Н.А. Магнитно-резонансная томография в урологии. - М.: Практическая медицина, 2005 г.).
Одним из ведущих направлений исследования современной онкоурологии является выделение факторов, позволяющих неинвазивно получить информацию о малигнизированном характере процесса.
Например, неинвазивный диагноз почечно-клеточного рака затруднен, учитывая совпадение по внешнему виду с эпителиоидной ангиомиолипомой, содержащей малое количество жира и онкоцитомой. Несмотря на то, что ангиомиолипомы обычно четко отграничены и растут экспансивно, раздвигая и сдавливая окружающие ткани, известны случаи инвазивного роста, как в направлении лоханки, так и экстраренально с прорастанием почечной капсулы и инфильтрацией околопочечной клетчатки. Инвазии в кровеносные сосуды и метастазирование при типичной ангиомиолипоме не отмечено. Наблюдения саркомы почки на фоне ангиомиолипомы редки (см. Pea М, Bonetti F, Martignoni G, et al. Apparent renal cell carcinomas in tuberous sclerosis are heterogeneous: the identification of malignant epithelioid angiomyolipoma. Am J Surg Pathol. 1998;22:180-187. doi: 10.1097/00000478-199802000-00005; см. Martignoni G, Pea M, Bonetti F, et al. Carcinoma like monotypic epithelioid AML in patients without evidence of tuberous sclerosis: A clinicopathologic and genetic study. Am J Surg Pathol. 1998;22:663-672. doi: 10.1097/00000478-199806000-00003.). При обследовании нередко выявляется картина забрюшинной гематомы, обусловленной спонтанным разрывом ангиомиолипомы. Наряду с классической ангиомиолипомой, состоящей из 3-х компонентов и обозначенной как доброкачественная опухоль, гистологическая классификация ВОЗ предусматривает выделение потенциально злокачественной мезенхимальной опухоли, именуемой эпителиоидной ангиомиолипомой. Эпителиоидная ангиомиолипома характеризуется преимущественной пролиферацией эпителиоидных клеток и малым количеством жировой ткани (см. Amin MB (2004) Epithelioid angiomyolipoma. In: Eble I., Sauter J.N., Epstein G., Sesterhenn J.I., Health I.A. (eds) World Health Organization classification of tumours. Pathology and genetics of tumours of the urinary system and male genital organs. IARC Press, Lyon, pp 68-69). Благодаря относительно небольшому содержанию жира эпителиоидные ангиомиолипомы при использовании методов лучевой диагностики нередко визуализируются как почечноклеточный рак. Опухоль может иметь очаги некроза, может распространяться на экстраренальные ткани, почечную и нижнюю полую вены. Эпителиоидная ангиомиолипома способна к метастазированию в лимфатические узлы, печень, легкие (см. Опухоли почки. Морфологичекская диагностика и генетика: Руководство / под ред. Ю.Ю. Андреевой, Г.А. Франка / Ю.Ю. Андреева, Л.В. Москвина, Л.Э. Завалишина, Т.В. Кекеева, Д.С. Михайленко, Н.В. Данилова, П.Г. Мальков, Г.А. Франк / РМАПО. - М., 2011. - 66 с.). Морфометрия опухолевого процесса почки определяется соотношением экспансивного и инфильтративного компонентов. Микроокружение опухолевых клеток характеризуется такими факторами, как внутритканевой кровоток, концентрация кислорода, кислотность, осмолярность, онкотическое давление интерстициальной жидкости. Метаболический и клеточно-молекулярный аспекты микроокружения, будучи тесно взаимосвязаны между собой, могут заметно влиять на свойства новообразования - гетерогенность, инвазивность, метастатический потенциал и опухолевую прогрессию (см. Опухоли почки. Морфологичекская диагностика и генетика: Руководство / под ред. Ю.Ю. Андреевой, Г.А. Франка / Ю.Ю. Андреева, Л.В. Москвина, Л.Э. Завалишина, Т.В. Кекеева, Д.С. Михайленко, Н.В. Данилова, П.Г. Мальков, Г.А. Франк / РМАПО. - М., 2011. - 66 с; см. Amin М.В. (2004) Epithelioid angiomyolipoma. In: Eble I, Sauter JN, Epstein G, Sesterhenn JI, Health IA (eds) World Health Organization classification of tumours. Pathology and genetics of tumours of the urinary system and male genital organs. IARC Press, Lyon, pp 68-69).
К факторам стромального микроокружения относятся: эндотелиальные клетки, перициты, гладкомышечные, фибробласты, миофибробласты, внеклеточные молекулы: молекулы адгезии, факторы роста, гормоны, протеазы и другие ферменты, метаболиты, внеклеточный матрикс коллагеновые, эластические и аргирофильные волокна, а также нервы. Внеклеточный матрикс определяет структуру опухоли. Наличие инфильтративного компонента роста опухоли приводит к наличию неправильной формы и нарушению анатомической структуры за счет ее замещения, на фоне компрессии за счет объемного эффекта. Форма опухоли определяется локализацией источника ее роста, ее взаимоотношением с микроокружением и наличием анатомических преград (капсулы, фасции, костные структуры).
Одним из признаков опухоли является деформация участка границы паренхимы и структур синуса, позволяющая предполагать наличие очагового поражения. Деформация, изменение структуры или инфильтрация капсулы почки также позволяет уточнить характер процесса. Наиболее распространенным методом в диагностике объемных и кистозно-солидных образований почек остается спиральная рентгеновская компьютерная томография (СРКТ) с контрастным усилением. При оценке результатов исследования в диагностике кистозных образований почек при СРКТ пользуются системой классификации кистозных опухолей по классификации Босняк (Bosniak) по вероятности злокачественности. Данная классификация, выделяющая 5 категорий кист различной сложности, проста в применении, не обеспечивает возможности однозначно провести границу между доброкачественным и злокачественным поражением (см. А.В. Антонов. Жидкостные образования забрюшинного пространства: диагностика и лечение. Урологические ведомости, 2012. Т. 2, №4, стр. 35-39), кроме того не применима в условиях нативной MP-визуализации, что обусловило актуальность разработки новых методов диагностики образований почек.
Анализ клинического применения и особенностей использования
Диагностика объемных новообразований почек на ранней стадии актуальна и роль магнитно-резонансная томографии (МРТ) в алгоритме исследования при подозрении на злокачественные опухоли почек непрерывно увеличивается (см. Аляев Ю.Г., Крапивин А.А., Григорьев Н.А. Особенности диагностики новообразования почки до 4 см // Медицинская визуализация. - 2003. - №2. - С. 33-38; см. Аляев Ю.Г., Крапивин А.А., АльАгбар Н.И. Маленькая опухоль почки // Урология. - 2002. - №2. - С. 3-7. Айрапетова Г.Д., Лукьянченко А.Б., Матвеев В.Б. Возможности магнитно-резонансной томографии в диагностике кистозных форм рака почки // Медицинская визуализация. - 2006. - №5. - С. 61-67.).
Традиционно считается, что МРТ предпочтительнее КТ в следующих случаях: повышенный риск применения йодсодержащих контрастных веществ, при наличии подозрений на опухолевый тромб в почечной или нижней полой вене (см. Myneni L., Hricak Н., Carroll P.R. Magnetic resonance imaging of renal carcinoma with extension into the vena cava: staging accuracy and recent advances. Am J Clin Pathol 95: 633-637 1991; см. Aslam Sohaib S.A., Teh J., Nargund V.H. et al. (2002) Assessment of tumor invasion of the vena caval wall in renal cell carcinoma cases by magnetic resonance imaging. J Urol 167:1271-1275) трудности интерпретации взаимоотношения со стенками почечных сосудов, при недоступности болюсного контрастирования (см. Kramer L.A. Magnetic resonance imaging of renal masses // World. J. Urol. -1998. - Vol.16. - P. 22-28). Ряд авторов отмечают ведущую роль МРТ в оценке местной и регионарной распространенности опухолевых процессов, особенно при планировании оперативных вмешательств (см. Ответчиков И.Н., Ахадов Т.А. Магнитно-резонансная томография для выявления и определения стадии рака почки. Ж. Урология и нефрология. - 1996, №4. С. 9-14; см. Aubcrton Е., Bellm M.F. Richard F., Chatelam С. Dclcourt A., Grellcr J. Comparative study of MRJ and CT x-ray in evaluating the ehtcnsion of kidney cancer in adults, J. Radiol. 1989 May: 70, (5), 327-336., см. Cornud R., Bris C, Distefano D. et al. Magnetic resonance imaging and preoperative evaluation of cancer of the kidney. The results apropos of 60 cases //Ann. Urol. (Paris). 1991. - Vol. 25. - N.1. - P. 11-17; см. Krestin G., Gross-Fengels W., Marincek B. The importance of magnetic resonance tomography in the diagnosis and staging of renal cell carcinoma //Radiology. 1992. - Vol. 323. - N.1. - P. 121-126). Высказывалось мнение, что в случаях возможности выполнения МРТ, от использования РКТ можно отказаться (см. Айрапетова Г.Д., Лукьянченко А. Б., Матвеев В.Б. Магнитно-резонансная томография в диагностике почечноклеточного рака // Вестн. РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН. 2007. №1).
Так же, из литературных источников известен способ магнитно-резонансной томографии забрюшинного пространства. Традиционно МР-исследование почек проводят в трех плоскостях с применением T1, Т2, с подавлением сигнала от жира, и с контрастированием (см. Г.Д. Айрапетова, А Б Лукьянченко, В Б Матвеев - «Магнитно-резонансная томография в диагностике почечно-клеточного рака» - Вестник онкологии, 2007, №1, стр. 26-31). Традиционно MP-исследование почек проводят в трех плоскостях с применением T1, Т2, с подавлением сигнала от жира, в диффузионно-взвешенной последовательности и с контрастированием препаратами гадолиния. Стандартный протокол исследования почек может включать в себя применение последовательности T2-HASTE в трех ортогональных проекциях (см. Г.Д. Айрапетова, А Б Лукьянченко, В Б Матвеев - «Магнитно-резонансная томография в диагностике почечно-клеточного рака» - Вестник онкологии, 2007, №1, стр. 26-31), с оценкой трех фаз контрастирования (см. Шария Мераб Арчильевич. Магнитно-резонансная томография в диагностике новообразований почек, мочевых путей и предстательной железы: диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук: 14.00.19 / Шария Мераб Арчильевич. Москва, 2009. 143 с.).
Аналогичные рекомендации изложены в MRI renal mass protocol v1.0 Society of Abdominal Radiology Disease Focused Panel on Renal Cell Carcinoma Zhen Jane Wang, et all., дополненные отсроченной экскреторной фазой после контраста, вычитанием нативных данных из постконтрастных.
Несмотря на высокие показатели чувствительности 96,2%, специфичности 95,9% и общей точности 97,8% метода (см. Шария Мераб Арчильевич. Магнитно-резонансная томография в диагностике новообразований почек, мочевых путей и предстательной железы: диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук: 14.00.19 / Шария Мераб Арчильевич, Москва, 2009.- 143 с. ) сохраняется зависимость точности диагностики от субъективной интерпретации врачом результатов. При экстраренальном распространении опухоли в ее выявлении помогает соответствующая деформация контура почки, но при интраренальном расположении и изоинтенсивном сигнале от опухоли трактовка MP-томограмм может быть весьма затруднительной Основной недостаток метода - зависимость от введения контрастного вещества, при нарушении скорости введения болюса, противопоказаниях к введению препаратов гадолиния, также обращает на себя внимание качественная оценка без интеграции морфометрического метода и количественной оценки диффузионно-взвешенных изображений, что опасно за счет феномена Т2-просвечивания.
Техническим результатом данного изобретения является повышение точности диагностики экспансивных и инфильтративных образований почек, в том числе почечно-клеточного рака (ПКР).
2
Технический результат достигается тем, что проводят магнитно-резонансную томографию, включающую Т2, Т2 с подавлением сигнала от жира, DWI: b=0, b=1000 и Т1 в фазе и противофазе, с выполнением анатомически ориентированных Т2-взвешенных изовоксельных МР-томограмм, в плоскости, пересекающей сосуды почечной ножки, верхний и нижний полюса почки, выполняют измерение угла между касательными к крайними точками опухоли и ближайшей вершиной почечной пирамидки - кортико-туморальный угол, измеряют значение ADC - коэффициента диффузии в опухолевой ткани в солидных компонентах или капсуле, при наличии опухолевого процесса с гетерогенным строением, неправильной формы, без участков падения сигнала в Т1 в фазе и противофазе, имеющего значение ADC менее 0,001 мм/с, проводят измерение кортико-туморального угла в корональной и аксиальной плоскостях, при значении кортико-туморального угла 90° и более, высказывают предположение о злокачественном характере процесса, при значении кортико-туморального угла менее 90° высказывают предположение о доброкачественном характере процесса.
Анализ научно-медицинской и патентной литературы не выявил исследований, посвященных разработке четких объективных морфометрических критериев диагностики инфильтративных и экспансивных образований почек, учитывающих взаимодействие опухоли с ее микроокружением.
Способ осуществляется следующим образом.
Способ включает в себя выполнение магнитно-резонансной томографии структур забрюшинного пространства с выполнением анатомически ориентированных Т2-взвешенных изовоксельных МР-томограмм, в плоскости, пересекающей сосуды почечной ножки, верхний и нижний полюса почки, измерение угла между касательными к крайним точкам опухоли и ближайшей вершиной почечной пирамидки.
Проводят магнитно-резонансную томографию, включающую Т2, Т2 с подавлением сигнала от жира, DWI (b=0 b=1000) и Т1 в фазе и противофазе, с выполнением анатомически ориентированных Т2-взвешенных изовоксельных MP-томограмм, в плоскости, пересекающей сосуды почечной ножки, верхний и нижний полюса почки. Проводят измерение угла между касательными к крайним точкам опухоли и ближайшей вершиной почечной пирамидки (далее кортико-туморальный угол). Также измеряется значение ADC (исчисляемого коэффициента диффузии) в опухолевой ткани в солидных компонентах или капсуле. При наличии опухолевого процесса с гетерогенным строением, неправильной формы, без участков падения сигнала в Т1 в фазе и противофазе, имеющего значение ADC менее 0,001 мм2/с и кортико-туморальный угол в корональной и аксиальной плоскости более 90, высказывается предположение о злокачественном характере процесса.
Отличиями от известных способов являются выполнение анатомически ориентированной серии, сокращающей воздействие артефакта частичного заполнения объема на результат визуализации паренхимы почки и сосудов почечной ножки, использование комплекса морфометрических параметров и коэффициента диффузии для принятия диагностической гипотезы.
Представленные фигуры поясняют данное изобретение.
Фигура 1. Способ измерения кортико-туморального угла.
Фигура 2. Измерение кортико-туморального угла, соотнесенное с ADC-картой.
Фигура 3. MP-картина почечно-клеточного рака.
Фигура 4. Наблюдение и измерение кортико-туморальных углов ангиомиолипомы нижнего сегмента левой почки.
Фигура 5. Наблюдение местно-распространенной опухоли левой почки с инфильтрацией мочеточника.
Таким образом, предлагаемый способ диагностики инфильтративных опухолей почек является высокоинформативным, точным и простым в применении и может быть использован при диагностике больных с различными формами почечно-клеточного рака.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Плоскости визуализации могут быть адаптированы к основным физиологическим и патологическим вариантам расположения и формы почки. В программных пакетах для работы с DICOM-файлами присутствуют инструменты для измерения углов.
Способ может быть адаптирован к любому высокопольному МР-томографу.
Подробное описание способа и примеры его клинического выполнения
Способ осуществляют следующим образом: пациент укладывается на абдоминальную поверхностную катушку высокопольного магнитного томографа. Закладываются локализующая и калибровочная серии. Проводят магнитно-резонансную томографию, включающую Т2, Т2 с подавлением сигнала от жира, DWI (b=0 b=1000) и Т1 в фазе и противофазе, определяется наличие и локализация процесса в почке. Далее выполняют анатомически ориентированные Т2-взвешенные изовоксельные, адаптированные к мультипланарной реконструкции, MP-томограммы, в плоскости, пересекающей сосуды почечной ножки, верхний и нижний полюса почки для визуализации сосудов почечной ножки. Проводят измерение угла между касательными и крайними точками опухоли и ближайшей вершиной почечной пирамидки (далее кортико-туморальный угол) в аксиальной и корональной проекции по наиболее четкому изображению с максимальной площадью опухолевого поражения с вычислением среднего значения угла. Также измеряется значение ADC (исчисляемого коэффициента диффузии) в опухолевой ткани в солидных компонентах или капсуле. При наличии опухолевого процесса с гетерогенным строением, неправильной формы, без участков падения сигнала в Т1 в фазе и противофазе, имеющего участки со значением ADC менее 0,001 мм2/с и кортико-туморальный угол более 90 в аксиальной и корональной проекции, высказывается предположение о злокачественном характере процесса.
Работоспособность заявляемого способа подтверждается следующими клиническими примерами:
Пример 1.
2
Пациент 1. Образование верхнего и среднего сегментов правой почки 35×41×45 мм с экстраорганным ростом, без распространения в почечную лоханку. Выявлена рестрикция диффузии до 0,0008-0,0009 мм/с, гипоинтенсивный сигнал по ADC (ИКД). Сосуды почечной ножки без признаков тромбоза. Картина патологических изменений представлена на фигуре 2. Измерение кортико-туморального угла показало его значение более 90 в двух проекциях. Установлен диагноз почечно-клеточного рака.
Пример 2.
2
Пациент 2. В нижнем сегменте правой почки образование, размерами 37×40×33 мм, с утолщенной стенкой, наличием перегородок и рестрикцией диффузии в узле ADC до 0,0008-0,0009 мм/с. Опухоль растет за пределы почки в клетчатку на 18 мм, прилежит к стенкам тощей кишки, неотделима от них. Сосуды почки интактны. Измерение кортико-туморального угла показало его значение более 90 в двух проекциях. Установлен диагноз почечно-клеточного рака, измерение углов представлено на фигуре 3.
Пример 3.
Пациент 3. Левая почка деформирована образованием, ЧЛС левой почки не изменена. На фигуре 4 представлена MP-картина ангиомиолипомы нижнего сегмента левой почки с экстраорганным распространением 20×23×22 мм ADC 0,000239 мм2/с. Кортико-туморальный угол острый, выраженное падение сигнала в T1 out-phase.
Пример 4.
2
Пациент 4. В нижнем сегменте левой почки солидная опухоль, размерами 30×33×39 мм, с экстраорганным ростом, инфильтрацией паранефральной клетчатки и проксимальных отделов левого мочеточника рестрикцией диффузии в узле ADC до 0,0008-0,0009 мм/с. Измерение кортико-туморального угла показало его значение более 90° в двух проекциях. Установлен диагноз почечно-клеточного рака, измерение углов представлено на фигуре 5. Лоханка значительно, чашечки нерезко расширены с неоднородным содержимым и уровнем седиментации. Паренхима почек атрофична. На фигуре 5 представлена MP-картина местно-распространенной опухоли левой почки с инфильтрацией мочеточника.
Таким образом, применение способа позволяет при отсутствии верифицированного злокачественного поражения при проведении мультипараметрического MP-исследования, исключить риски, связанные с введением контраста, отсутствием лучевой нагрузки на пациента за счет возможности получения информации, способной существенно повлиять на тактику лечения и наблюдения пациента.