Низкодозовый томосинтез как эффективный метод скрининга рака легких

Скрининг рака легкого направлен на выявление курабельных новообразований на ранних стадиях. При этом важно, чтобы применяемые дозы облучения были как можно меньше. Учитывая это, ученые Исследовательского центра по предупреждению и скринингу рака в союзе со специалистами Hospital East – клиники National Cancer Center (Токио, Чиба), а также корпорация Shimadzu объединили усилия с целью внедрения в программу скрининга рака легкого такого эффективного метода диагностики, как томосинтез.

Обоснованность применения томосинтеза для скрининга рака легкого специалисты изучали с помощью исследования, в котором был задействован цифровой телеуправляемый рентгеновский аппарат SONIALVISION safire с плоскопанельным детектором прямого преобразования (FPD). При этом использовался фантом грудной клетки, имеющийся в распоряжении Hospital East. На аппарате, оснащенном программой томосинтеза, были получены изображения высокой четкости, сопоставимые по информативности с КТ-изображениями, но при использовании более низких доз облучения. Затем, чтобы наглядно убедиться в возможности применения томосинтеза для скрининга рака легкого, результаты сравнивались с данными обзорной рентгенографии. Аналогичное исследование было проведено с применением низкодозового томосинтеза (используется лишь одна шестая обычной дозы).

Преимущества SONIALVISION safire с функцией томосинтеза

SONIALVISION Safire с большим FPD (17 х 17 дюймов) позволяет получать прекрасные обзорные рентгенограммы. Он также применим в исследованиях желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), например при двойном контрастировании желудка и обследовании ЖКТ в целом. Томосинтез, при котором в процессе одного исследования можно последовательно получить несколько томографических изображений в произвольных плоскостях, позволяет не только изучать в трехмерном режиме участки патологии, но и дает по сравнению с КТ совсем немного артефактов от металла, что делает этот метод приемлемым в ортопедии.

Таким образом, SONIALVISION Safire, являясь многофункциональным аппаратом, может использоваться не только для рутинных исследований, но и для скрининга рака легкого. Есть надежда на то, что со временем SONIALVISION Safire с функцией томосинтеза может быть использован в том числе и в маммологии.

Скрининг рака легких с помощью обзорной рентгенографии и КТ

Летальность от злокачественных новообразований в Японии имеет непрестанную тенденцию к увеличению и в последнее время достигла 340 тыс. смертей в год. Рак легкого чаще поражает мужчин.

Рентгенография грудной клетки, обычно используемая в скрининге рака легкого, помогает обнаружить небольшие узелки, области уплотнения тканей. В то же время КТ позволяет выявлять патологические участки с плотностью матового стекла (GGO), характерные для бронхиолоальвеолярного рака (БАР) в стадии, когда образование содержит большое количество воздуха, что сложно обнаружить при обзорной рентгенографии. Если диагностированные новообразования имеют одинаковые размеры, то при патологии с плотностью GGO прогноз заболевания является более благоприятным.

Ассоциация борьбы с раком (Токио), специалисты которой с 1993 г. собирали сведения об использовании спиральной КТ для скрининга рака легкого, недавно обнародовала сравнительные характеристики различных стадий злокачественных образований, выявленных при обзорной рентгенографии и КТ. Выяснилось, что при этом диагнозе до внедрения КТ чуть более 40% всех разновидностей рака легкого были обнаружены с помощью обзорной рентгенографии в стадии IA. После внедрения КТ выявляется почти 80% злокачественных образований. Это свидетельствует о том, что при помощи обзорной рентгенографии поражения с плотностью GGO выявить гораздо сложнее.

До начала использования КТ уровень 5-летней выживаемости больных раком легкого составлял 49%, а после внедрения КТ вырос до 75%. С учетом того, что средний уровень 5-летней выживаемости больных раком легкого в Японии составляет 20%, скрининг с помощью рентгенографии все же может быть полезным, однако при раннем выявлении болезни КТ зарекомендовала себя лучше.

Обоснование применения томосинтеза при выявлении уплотнений в легких

Скрининг рака легкого считается удовлетворительным, если с его помощью удается обнаружить новообразования размером от 5 мм (с плотностью GGO размером около 10 мм и более). Это возможно благодаря томосинтезу – оптимальной методике скрининга рака легкого, которая требует меньших доз облучения, чем КТ, и позволяет получать изображения более высокой четкости, чем при обзорной рентгенографии. Специалисты сравнили возможности выявления узелков при обзорной рентгенографии и томосинтезе с целью определения его информативности при скрининге рака легкого.

Обоснование применения. Два рентгенолога и два пульмонолога изучали снимки 38 пациентов, полученные при обзорной рентгенографии и томосинтезе, выясняя, с помощью какого метода уплотнения обнаруживаются лучше. На изображениях при КТ-скрининге узелки были замечены у 24 из 38 пациентов, а у 14 человек ничего обнаружено не было. Доза облучения при обзорной рентгенографии составила 0,09 мГр, при томосинтезе –1,2 мГр, а при КТ – 2,05 мГр.

Результаты. На изображениях, полученных в результате обзорной рентгенографии и томосинтеза наименьший размер опухоли, выявленный на рентгенограмме, составлял 13 х 13 мм, в то время как при томосинтезе были легко обнаружены плотные узелки размером 3 х 3 мм. Несмотря на то, что минимальный размер выявляемого GGO несколько больше, их можно уверенно выявлять с помощью томосинтеза при наличии определенного опыта.

Комментарии специалистов:

1. При томосинтезе рак выглядит на изображениях более характерным, спикулы образований средней интенсивности показаны более четко.

2. Метод позволяет обнаружить мельчайшие кальцифицированные очаги размером около 3 мм.

3. Несмотря на то, что изображения были более информативны, чем при обзорной рентгенографии, зона над диафрагмой была менее контрастной из-за перекрывающей тени.

4. Контрастность изображения меньше в областях позади сердца, но в зонах по бокам сердца и везде, где нет перекрывающей тени, при томосинтезе очень наглядно выявляются даже маленькие узелки.

5. Изображения, полученные в результате томосинтеза, отличаются по качеству от рентгенограмм, поэтому для их анализа требуются определенные навыки. При их наличии интерпретация изображений довольно проста.

6. Изображения, полученные методом томосинтеза, похожи скорее на компьютерные томограммы, а не на рентгенограммы.

7. В отличие от обзорной рентгенографии, где при одной экспозиции мы получаем один снимок, томосинтез отображает узлы сразу на нескольких срезах, что увеличивает степень достоверности диагноза.

Анализ результатов показал, что при рентгенографии чувствительность составила 20%, специфичность – 63%, в то время как при томосинтезе эти показатели достигли 46% и 84% соответственно. То есть чувствительность томосинтеза в 2,3 раза, а специфичность – в 1,3 раза выше, чем аналогичные показатели при рентгенографии. ROC-анализ также показал преимущества томосинтеза.

Можно сделать заключение, что при использовании томосинтеза выявляемость рака легкого является высокой, а пациент получает более низкую дозу облучения, что имеет большое клиническое значение.

Обоснование применения. Была проведена схожая валидация относительно применения низкодозового томосинтеза с дозой облучения 0,21 мГр (соответствует одной шестой дозы облучения при томосинтезе этапа 1). Четыре пульмонолога изучили снимки 55 пациентов: обзорные рентгенограммы и изображения, полученные методом низкодозового томосинтеза, у 33 больных с узелками, подтвержденными при тонкосрезовой КТ (49 узлов), и у 22 здоровых. Показатели дозы при обзорной рентгенографии и КТ были такими же, как и на этапе 1.

Результаты обнаружения узлов при применении томосинтеза и обзорной рентгенографии. С помощью обоих методов были обнаружены узелки большого размера (16 мм) с низким показателем плотности при КТ -37HU. Однако очаги GGO размером 8 мм с КТ-плотностью -500 HU были едва заметны на рентгенограмме, но уверенно выявлены при низкодозовом томосинтезе. Он также позволил обнаружить узелок размером 5 мм, невидимый на рентгенограмме.

Анализ полученных данных показал, что рентгенография грудной клетки имела чувствительность 24% и специфичность 45%, в то время как томосинтез – 48% и 76% соответственно. Таким образом, чувствительность томосинтеза оказалась выше в 2 раза, а спе­цифичность – в 1,7 раза, чем рентгенографии.

Поскольку некоторые узелки больших размеров, но низкой плотности не были обнаружены, специалисты определили размеры и плотность новообразований, которые выявляются при рентгенографии и томосинтезе. Как выяснилось, рентгенография позволяет обнаружить только поражения крупного размера и высокой плотности, тогда как низкодозовый томосинтез выявляет даже мелкие очаги низкой плотности.

Специалистов также попросили зафиксировать расположение опухолей и определить степень уверенности в диагностике. ROC-анализ свободного ответа (FROC) и ROC-анализ показали, что все четыре специалиста указали на высокую степень надежности (FOM) низкодозового томосинтеза. При FROC-анализе средний показатель надежности составлял 0,68 для томосинтеза и 0,44 для рентгенографии грудной клетки. На полученной на графике ROC-кривой отмечаются значительно большие показатели Az при низкодозовом томосинтезе на уровне 0,86 по сравнению с 0,68 при рентгенографии. Итак, низкодозовый томосинтез позволяет обнаружить узелки гораздо лучше, чем обзорная рентгенография.

Выводы

Диверсификация и усложнение методик визуализации увеличивают количество данных и снимков, которые необходимо анализировать. Врачи должны прибегать к помощи квалифицированных рентгенологов, работающих с системами автоматического анализа, что, в первую очередь, может осуществляться при скрининге рака легкого на основе томосинтеза с высокой четкостью изображения. Таким образом, век скрининга рака легкого с помощью обзорной рентгенографии приближается к концу.

Хочется надеяться, что в ближайшем будущем начнется новая эра – использования томосинтеза с его низкой дозой облучения и более высокими по сравнению с рентгенографией чувствительностью и специфичностью при выявлении узелков в легких.

Статья подготовлена на основе материалов сателлитного семинара «Возможности томосинтеза в диагностике рака легкого», организованного корпорацией Shimadzu и Японским обществом радиологов во время проведения Конгресса радиологов Японии – 2010