A. Martegani, MD, L. Aiani, MD.
Отделение диагностической визуализации, больница Вальдуче, Комо, Италия.
Перевод статьи: "Technological advancements improve the sensitivity of CEUS diagnostics".
Ультразвуковое исследование с контрастированием (CEUS) дает возможность в реальном времени отображать динамику васкуляризации поражений, паренхимы и кровеносных сосудов.
Характеризация с помощью УЗИ
Рис. 1. Солидное неоднородное очаговое образование в VII сегменте печени (А). При УЗИ с контрастированием образование выглядит гиперваскулярным в артериальную фазу (В). На поздней фазе в нем присутствует эффект вымывания (С). Соответствующая артериальная фаза на МСКТ с контрастированием* (D).
Окончательный диагноз:
"печеночно-клеточный рак".
*МСКТ: многосрезовая компьютерная томография.
Применение контрастирования повышает диагностическую точность УЗИ в оценке паренхиматозных и сосудистых заболеваний не только в органах брюшной полости, но и в поверхностных структурах.
Введение
Метод ультразвукового исследования с контрастированием (CEUS) основан на взаимодействии между эхоконтрастным веществом (UCA) и ультразвуковой системой со специальным программным обеспечением.Контрастное вещество состоит из микропузырьков, стабилизированных мембраной, которая позволяет им сохраняться в кровотоке не менее 4-5 минут. Микропузырьки усиливают ультразвуковой сигнал, поступающий от крови. Их размер, примерно соответствующий размеру эритроцитов, позволяет им проходить через альвеолярно-капиллярный барьер и достигать системы кровообращения, не проникая через эндотелиальный барьер, даже при внутривенном введении, поэтому их можно рассматривать как контрастное вещество "кровяного депо".
Согласно имеющимся данным, эхоконтрастные вещества обладают очень хорошим профилем безопасности, поскольку нежелательные явления, в основном в виде аллергических реакций, возникают редко.
Изначально эхоконтрастные вещества были разработаны для усиления сигналов в режимах цветового и на уровне кровеносных сосудов, которые находятся слишком глубоко или кровь в которых движется слишком медленно.
Однако применение специальных алгоритмов при низком акустическом давлении для визуализации контрастных веществ позволила разработать ультразвуковые методики для исследования микро- и макроваскуляризации паренхиматозных тканей и патологических образований, а также крупных сосудов.
УЗИ с контрастированием, как новый метод диагностики, позволяет усиливать акустический сигнал от микропузырьков и отфильтровывать сигнал, поступающий от находящихся вокруг неподвижных тканей, опираясь на нелинейные свойства отклика контрастного вещества. В связи с этим данный метод позволяет определять только пузырьки, распределенные в кровообращении исследуемого органа в реальном времени, и за счет этого отображать микроциркуляцию.
Недавно разработанные технологии дают возможность применять УЗИ с контрастированием для исследования глубоких паренхиматозных тканей, поверхностных тканей и сосудистых структур в реальном времени. Ниже представлены исследования, выполненные с помощью конвексных и линейных датчиков и специального программного обеспечения, поддерживаемого системой (компания Samsung Medison Со. Ltd., Сеул, Республика Корея).
УЗИ с контрастированием при исследованиях брюшной полости, поверхностных структур и сосудов
А. Оценка и мониторинг печеночно-клеточного рака при терапии по методу sTACE
УЗИ с контрастированием демонстрирует высокую чувствительность в определении явлений гиперваскуляризации (в первую очередь в микроциркуляторном русле) в реальном времени, поэтому данный метод играет важную роль в раннем и отдаленном мониторинге терапии онкологических заболеваний, в частности чрескожной абляции или ангиографических процедур.
Рис. 2. Солидное и неоднородное узловое образование с признаками интра- и перинодулярного кровотока в режиме , расположенное в правой доле печени (А). УЗИ с контрастированием демонстрирует интенсивное артериальное усиление (В) с постепенным и замедленным вымыванием (C), которое становится более очевидным в позднюю фазу (D).
МСКТ с контрастированием в аксиальной плоскости в артериальной фазе (Е) и реконструкция в режиме MIP-3D (F) выявляют диагностические признаки, соответствующие печеночно-клеточному раку.
В данном конкретном случае УЗИ с контрастированием позволило выявить поражения, которые в других обстоятельствах вряд ли удалось бы заметить при ультразвуковом сканировании.
Оно помогает в ведении пациентов после абляционных процедур, в частности в случае продолженного роста новообразований или рецидивов в месте ранее излеченных очагов (рис. 2,3).
Рис. 3. Ангиографическая демонстрация васкуляризации новообразования (А). Контрольное исследование после селективной эмболизации (В): сохранение минимальных размеров опухоли, которая получает питание благодаря кровоснабжению из правой печеночной артерии (красные стрелки). Ниже - контрольное УЗИ, выполненное на следующий день: в В-режиме (С) можно видеть гиперэхогенное узловое образование, в связи с наличием воздушных участков.
На эхограмме с контрастированием (D), по сравнению с В-режимом, образование выглядит по большей части аваскулярным, что подтверждает данные ангиографии о сохранении активной опухолевой ткани на периферии (F, G). Подтверждение - на изображениях, полученных при МСКТ с контрастированием в артериальную (Н) и венозную (I) фазу. Диагностические признаки соответствуют состоянию после субтотальной терапии печеночно-клеточного рака.
В. Оценка гематогенной диссеминации метастазов по брюшине
Современные технологии позволяют использовать УЗИ с контрастированием при исследовании поверхностных структур с помощью высокочастотных линейных датчиков.
УЗИ с контрастированием показало более высокую чувствительность, чем , при определении изменений в макро- и микроциркуляторном русле. Это открывает возможность определения солидного и васкуляризованного характера объемных образований, указывая направление для дальнейшей диагностики (рис. 4).
Рис. 4. УЗИ в режиме цветового допплеровского картирования (А) подтверждает наличие узловых образований на париетальной брюшине (белые стрелки) и париетальной плевре (желтые стрелки). Сопутствующий асцит и единичные мелкие сосудистые участки только в узловых образованиях на плевре.
Селективное исследование узлового образования на брюшине, выполненное с эхоконтрастированием с помощью высокочастотного линейного датчика: по сравнению с исходным изображением (В) можно заметить интенсивное усиление сигнала в узловом образовании в раннюю артериальную фазу (С) и усиление сигнала от узлового образования и прилежащей паренхимы печени в позднюю фазу (D).
По сравнению с исходным КТ-изображением (Е) контрастированное изображение демонстрирует усиление (F) узлового образования на брюшине (до контрастирования - 49 ед Хаунсфилда, после контрастирования - 105 ед. Хаунсфилда).
Окончательный диагноз: "карциноматоз брюшины".
С. Исследование внутренней сонной артерии: окклюзия или псевдо-обструкция?
УЗИ с контрастированием также может применяться при исследовании крупных кровеносных сосудов, поскольку обладает более высокой чувствительностью к медленному кровотоку и меньше подвержено влиянию артефактов.
Как сообщается во многих недавних публикациях, УЗИ с контрастированием дает возможность более точного измерения толщины комплекса интима-медиа, которая в настоящее время считается важным показателем при определении риска сердечно-сосудистых заболеваний, более того, контрастное вещество может помочь отличить выраженный стеноз сонной артерии и псевдоокклюзию от полной окклюзии, поскольку обладает более высокой чувствительностью к медленному кровотоку, чем допплеровский режим (рис. 5).
Рис. 5. При УЗИ в В-режиме (А) в постбульбарном отделе внутренней сонной артерии визуализируется гиперэхогенная гетерогенная неоднородная эхоструктура. Присутствие небольшой кальцинированной бляшки (белая стрелка), прилегающей к бульбарной стенке внутренней сонной артерии.
При цветовом допплеровском картировании (В) наблюдается слабый сигнал от сосуда по всему просвету сонной артерии. При транскраниальном цветовом допплеровском картировании (TCD) допплеровский спектр противоположной средней мозговой артерии (С) характеризуется низкой пиковой систолической скоростью и низкой систолически-диастолической модуляцией, особенно по сравнению с артерией на противоположной стороне (D).
УЗИ с контрастированием (E-F-G), выполненное с помощью высокочастотного линейного датчика, показывает равномерный просвет сонной артерии внутри луковицы. Отсутствие контрастного вещества подтверждено в постбульбарной части внутренней сонной артерии.
Окончательный диагноз: полная окклюзия постбульбарного отдела внутренней сонной артерии.
Еще один вариант применения УЗИ с контрастированием для сонных артерий - исследование бляшек в сонных артериях не только на морфологическом, но и на функциональном уровне, поскольку контрастное вещество может выявлять наличие vasa vasorum в бляшках в реальном времени. В ряде исследований присутствие vasa vasorum в атероматозных бляшках коррелирует с их повышенной нестабильностью. Таким образом, УЗИ с контрастированием потенциально может стать важным индикатором повышенного риска сердечно-сосудистых заболеваний в ближайшем будущем.
Обсуждение
В своей повседневной практике мы часто применяем УЗИ с контрастированием для диагностики разнообразных клинических случаев и изучения различных анатомических областей. Эффект усиления сигнала, который обеспечивает этот метод, - важный фактор для планирования надлежащего подхода к диагностике и лечению, а также исчерпывающей оценки патологических признаков, потенциально обеспечивающий комплексный набор диагностических инструментов, способных охватить широкий спектр анатомических структур.
Заключение
В случае правильного применения УЗИ с контрастированием обеспечивает высокую чувствительность и даже может давать результаты, сопоставимые с КТ и МРТ. Малая инвазивность и невысокая стоимость метода также являются преимуществами по сравнению с другими методами визуализации. С учетом недавних технологических разработок и возможности применения УЗИ с контрастированием для поверхностных структур этот метод может открыть перспективы даже в диагностике новообразований молочных желез и предстательной железы.
Поддерживаемые системы: , .
Литература
- EFSUMB Study: Group The EFSUMB Guidelines and Recommendations on the Clinical Practice of Contrast Enhanced Ultrasound (CEUS): update 2011 on non-hepatlc applications. Ultraschall Med. 2012; 33(1):33-59.
- Guidelines and good clinical practice recommendations for Contrast Enhanced Ultrasound (CEUS) in the liver - update 2012: A WFUMB-EFSUMB initiative in cooperation with representatives of AFSUMB, A|UM, ASUM, FLAUS and ICUS. Ultrasound Med Biol. 2013;39(2):187-210.
- Meloni MF, Livraghi T, Fitce Cr Lazzaroni S, Caliada F, Perretti L: Radiofrequency ablation of liver tumors: the role of microbubble ultrasound contrast agents. Ultrasound Q. 2006;22(1):41-17.
- Bolondi L The appropriate alocation of CEUS in the diagnostic algorithm of liver lesions: a debated issue. Ultrasound Med. Biol. 2013; 39(2): 183-5.
- Piscaglia F, Bolondi L. The safety of Sonovues in abdominal applications: retrospective analysis of 23188 investigations. Ultrasound Med. Biol. 2006; 32 (9):1369-75.
- Martegani A, Aiani Ц Borghi C: "The use of contrast-ehnancend ultrasound in large vessels". Eur. Radiol. 2004; 14 Suppl 8:73-86.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Ультразвуковое контрастное исследование (УКИ) является весьма эффективным в выявлении и характеристике локальных поражений печени (ЛПП), а также для мониторинга абляционной терапии.
Ультразвуковые контрастные вещества (УКВ) являются чистыми внутрисосудистыми индикаторами с отличным профилем безопасности, которые идеально подходят для оценки изменений перфузии.
Ограничения включают в себя плохое проникновение и нелинейное распространение артефактов.
ВВЕДЕНИЕ
По оценкам ежегодно у 782,000 пациентов диагностируется первичный рак печени и 746,000 смертельных исходов от него. Печень также является вторым наиболее распространенным местом для метастазирования, и значительно больше пациентов страдают от метастазов в печень, чем от первичного рака.
Ультразвук является наиболее часто используемым методом визуализации печени. Это недорогой, портативный, неионизирующий метод, который имеет отличный профиль безопасности. Традиционная сонография в оттенках серого и цветная допплерография все же имеют характерные ограничения. Во-первых, обнаружение ЛПП осложняется наличием аналогичной эхогенности очага поражения и окружающей паренхимы печени. Во-вторых, точная характеристика ЛПП является проблематичной при различных патологических поражениях, которые имеют особенности наложения или недискретной картины при серошкальном отображении. И, в-третьих, хотя цветная и спектральная допплерография позволяет визуализировать основные динамические характеристики кровотока, она не может определять микрососудистые поражения или качественные показатели усиления.
Появление УКВ улучшило характеристику новообразований печени путем сравнения изменения динамики накопления препарата очагом поражения с соседней паренхимой печени. Кроме того, способность провести оценку ЛПП в реальном времени во всех сосудистых фазах наделяет УКИ временным разрешением, которое превосходит большинство других методов визуализации. УКИ является весьма полезным методом дифференциальной диагностики ЛПП с точностью от 92% до 95%, по данным литературы. Его использование уменьшило частоту проведения дальнейшего исследования или биопсии.
В 2012 году Всемирная федерация по ультразвуку в медицине и биологии (WFUMB) и Европейская федерация общества по ультразвуку в медицине и биологии (EFSUMB) совместно с Азиатской федерацией общества по ультразвуку в медицине и биологии, Американским институтом ультразвука в медицине, Австралоазиатским обществом ультразвука в медицине и Международным обществом контрастного ультразвука опубликовала ряд руководящих принципов для того, чтобы стандартизировать использование УКИ при диагностических исследованиях печени.
Эта обзорная статья охватывает все технические особенности проведения УКИ, УКВ при оценке характерных новообразований печени и их использование при абляционной терапии, ограничения техники, подводные камни и перспективы на будущее.
ЧАСТЬ 1: ТЕХНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ КОНТРАСТНЫЕ ВЕЩЕСТВА
Физические свойства
УКВ содержат газовые пузырьки, которые называются микропузырьками. Большая часть УКВ, которые используются в клинической практике в настоящее время, принадлежат второму поколению. Типичное второе поколение микропузырьков имеет стабильную внешнюю оболочку из тонкого (10-200 нм) биосовместимого материала (например, фосфолипиды) и внутреннее ядро гидрофобного газа (например, перфторуглерод, гексафторид серы или азот), который имеет высокомолекулярный вес, снижает растворимость и способность к диффузии. Эти свойства повышают устойчивость к артериальному давлению, что предотвращает растворение микропузырьков в кровотоке.
Микропузырьки приблизительно от 3 до 5 мкм в диаметре, что немного меньше, чем клетки красной крови человека, но гораздо больше, чем молекулы контрастных веществ для КТ и магнитно-резонансной томографиии (МРТ). Они остаются в кровеносном бассейне, потому что не могут проникать через сосудистый эндотелий в интерстиций. При этом они остаются достаточно маленькими для того, чтобы переходить в микроциркуляторное русло легочных капилляров для безопасной экскреции. Газовая составляющая УКВ экспирируется легкими примерно через 10-15 минут, в то время как оболочка либо разрушается в печени, либо экскретируется почками.
Большинство УКВ постепенно выводится из кровеносного бассейна после пятой минуты. Исключением является Sonazoid (Daiichi Sankyo, GE Токио, Токио, Япония), который остается в печени человека в течение нескольких часов. Это объясняется тем, что микропузырьки Sonazoid фагоцитируются купферовскими клетками, после того они очищаются из пула крови. Sonazoid, таким образом, сравнивается с суперпарамагнитными веществами на основе оксида железа, которые используются для МРТ визуализации печени. Это единственный коммерчески доступный УКВ с эффективной постваскулярной фазой.
Взаимодействие микропузырьков с ультразвуком
Несмотря на то, что микропузырьки увеличивают обратное рассеивание ультразвуковых лучей и вызывают высокоэхогенный сигнал, для эффективного контрастного изображения требуются колеблющиеся микросферы.
Природные резонансные частоты микропузырьков (при которых они производят максимальные колебания) находятся между 3 и 5 МГц. Это совпадает с частотами, которые мы используем для визуализации органов брюшной полости. При воздействии ультразвуковой волны с низким акустическим давлением, микропузырьки объемно расширяются и сжимаются контролируемым образом, и подвергаются стабильной кавитации. При высоком акустическом давлении микропузырьки достигают нестабильного размера и разрушаются, подвергаясь инерциальной кавитации (рис. 1).
Колеблющиеся микропузырьки производят асимметричные, нелинейные сигналы. Ткани человека отражают в значительной степени линейные сигналы с минимальным количеством нелинейных сигналов с низким акустическим давлением. Гармоники, возникающие из нелинейных сигналов от колеблющихся микропузырьков, обрабатываются специализированным программным обеспечением для контрастной ультрасонографии для получения изображения, которое отображает исключительно эхосигнал микропузырьков.
Рис. 1.
Колебания микропузырьков. (А) Стабильная кавитация при низком акустическом давлении. (B) Инерционная кавитация при высоком акустическом давлении.
|
Коммерчески разрешенные УКВ SonoVue (Бракко SpA, Милан, Италия) состоит из газа гексафторида серы, который содержится в пределах фосфолипидной оболочки. Это УКВ в настоящее время одобрено для использования в Европе, Китае, Корее, Гонконге, Сингапуре, Индии, Новой Зеландии и Бразилии. Sonazoid состоит из перфторбутана в фосфолипидной оболочке. Это УКВ лицензировано для использования в Японии и Южной Корее. Definity/Luminity (Lantheus Medical, Billerica, Массачусетс) состоит из перфлутрена в липидной оболочке. Оно лицензировано в Канаде, Мексике, Израиле, Новой Зеландии, Индии, Австралии, Корее, Сингапуре и Объединенных Арабских Эмиратах. Optison (GE Healthcare, Принстон, Нью-Джерси) состоит из сывороточного альбумина человека с перфлутреновым ядром. В настоящее время проходят испытания для визуализации печени. Levovist (Bayer AG, Schering AG, Берлин, Германия) состоит из галактозы, пальмитиновой кислоты и воздуха. Это первое поколение УКВ, которое было одобрено для визуализации печени. Это УКВ в настоящее время не доступно, хотя его производство возобновила Япония. На сегодняшний день не существует УКВ, которые были бы одобрены комиссией по надзору за пищевыми продуктами и медикаментами США (FDA) для оценки патологии брюшной полости. Optison и Definity были одобрены FDA только для визуализации сердца и могут быть использованы юридически не по прямому показанию для визуализации органов брюшной полости. |
Фазы усиления
Нормальная печень имеет двойное кровоснабжение, и примерно одна треть идет от печеночной артерии и две трети от портальной вены. Сосудистые фазы при УКИ печени схожи с КТ и МРТ, прогрессируя от артериальной до портовенозной фазы, и заканчиваются поздней (отсроченной) фазой. Усиление рисунка ЛПП на протяжении всей сосудистой фазы имеет решающее значение для их идентификации.
Артериальная фаза начинается с попадания УКВ в печеночную артерию. В зависимости от циркуляторного статуса это, как правило, происходит от 10 до 20 секунды после инъекции УКВ. Портовенозная фаза начинается тогда, когда УКВ попадает в основную портальную вену, и это происходит примерно от 30 до 45 секунды. Артериальная и портовенозная фазы перекрываются, потому что последняя длится до 45 секунд. Поздняя фаза начинается после 120 секунд и длится до исчезновения микропузырьков из циркуляторного русла, примерно от 4 до 6 минут. Дополнительная постваскулярная фаза описывается для препарата Sonazoid, которая начинается через 10 минут после инъекции и длится до часа или дольше (Таблица 1).
Таблица 1.
Показано начало сосудистых фаз и их длительность.
Побочные эффекты и противопоказания
УКВ имеют значительно лучший профиль безопасности по сравнению с контрастными веществами для КТ или МРТ, с гораздо меньшей частотой аллергических и анафилактических реакций. Они не обладают нефротоксичностью или гепатотоксичностью. Наиболее распространенные побочные эффекты включают: головокружение, тошноту/рвоту, зуд (все эти эффекты обычно являются незначительными и преходящими). Некоторые пациенты могут иметь умеренную гипотензию, хотя это, скорее всего, вазовагальный ответ. Единственным противопоказанием для Sonazoid является аллергия на яйца. Другими противопоказаниями, кроме известной гиперчувствительности к гексафториду серы (SonoVue) и перфлутрену (Definity), также являются: ухудшение застойной сердечной недостаточности у пациентов, острый коронарный синдром, тяжелая легочная гипертензия, острый респираторный дистресс синдром и наличие у пациентов сердечных шунтов. Серьезные некритические побочные реакции на УКВ у пациентов с сердечными шунтами редки и встречаются примерно у 0,01% – 0,03% больных, большинство из которых анафилактоидные по природе. Не существует связи между использованием УКВ и увеличением риска смерти среди пациентов.
При введении УКВ должно быть доступно реанимационное оборудование и обученный персонал для ликвидации неблагоприятных осложнений, в том числе острой анафилаксии. После инъекции УКВ пациенты должны наблюдаться как минимум в течение 30 минут перед выпиской.
УКВ не лицензированы для использования у педиатрических больных, хотя они широко назначаются по прямым показаниям у детей. Сообщается о единичных побочных эффектах без серьезных осложнений или смертельных исходов. Существуют данные об использовании УКВ в течение беременности или во время кормления грудью.
ОБОРУДОВАНИЕ
Изображение с низким механическим индексом (МИ) ультразвуковой системы является приближенным выражением акустического давления, передаваемого ультразвукового пучка. Чтобы свести к минимуму разрушение микропузырьков и продлить их наличие в крови, необходим низкий МИ изображения. Низкий МИ также уменьшает количество нелинейных гармонических сигналов, которые возникают в мягких тканях.
Хотя недостаточная акустическая мощность и дает слабый обратный сигнал, технологические достижения позволяют получать изображения хорошего качества при низком МИ. Это достигается за счет использования короткой последовательности импульсов, которые модулируются по амплитуде, фазе, или комбинацией обоих. Настройки МИ меньше или равны 0,3, как правило, рекомендуются для визуализации при УКИ. Оптимальные параметры визуализации различаются между производителями устройств и могут быть намного ниже.
Режим визуализации
Изображения УКИ рассматриваются с помощью режимов side-by-side или наложения ультразвуковых изображений в контрастном режиме. Автор использует вид двойного экрана, который разделяет дисплей на настроенный контрастный режим и изображение в B-режиме с низким МИ. На последнее изображение в контрастном режиме накладывается картина в B-режиме.
В-режим изображения имеет важное значение для анатомического определения структур. Кроме того, линейные отражения от биопсийной иглы или абляционного зонда (которые используются при инвазивных процедурах) не могут быть отображены только в контрастном режиме, что делает параллельную визуализацию необходимой для инструментального наведения.
Программы для анализа и количественного подсчета
Разработаны специальные программы для количественного определения перфузионных параметров и с целью объективной идентификации ЛПП путем синхронного анализа изображений при сканировании или при постпроцедурной оценке. Большинство современных продуктов программного обеспечения позволяют получить кинопетлю хорошего качества путем включения компенсации движения и/или дыхания. Примеры коммерчески доступных продуктов включают: SonoLiver (Tomtec Imaging Systems, Унтершлайсхайм, Германия), VueBox (Bracco Suisse SA-Software Applications, Женева Швейцария) и QLAB (Philips, Ботелл, Вашингтон).
При использовании таких программ картины усиления могут быть количественно оценены в виде временных кривых интенсивности, путем выбора поля зрения в пределах поражения. Это позволяет проводить сравнение с соседней паренхимой печени и интервальный мониторинг наблюдения за изменениями перфузии. При включении параметрического анализа изображений, картина динамического усиления поражения может быть объективно визуализирована, что увеличивает точность диагностики (Рис. 2).
Рис. 2. Параметрическая визуализация УКИ. Динамический сосудистый рисунок в пределах поражения отображается в цвете и может быть сравнен с прилагаемой цветовой шкалой.
ПОРЯДОК ИССЛЕДОВАНИЯ
Введение ультразвуковых контрастных веществ
Микропузырьки должны быть приготовлены согласно методическим рекомендациям производителя. УКВ могут быть введены в качестве болюсной инъекции или непрерывной инфузией.
Болюсное введение
Метод болюсного введения обеспечивает быстрое распределение микропузырьков в сосудистом русле печени. Контрастные инъекции должны быть выполнены через запорный клапан и 20 калибра (или более) канюлю в локтевую вену, без дополнительной трубки. УКВ дается в виде болюса с последующим быстрым введением 0,9% физиологического раствора. Дозу следует рассчитывать в соответствии с руководством производителей, чтобы обеспечить равномерное распределение УКВ и избежать артефактов от чрезмерного количества микропузырьков. Болюсные инъекции могут повторяться, если это требуется, как только ранее введенные микропузырьки исчезли. Это может быть достигнуто быстрым временным увеличением МИ, чтобы способствовать разрушению микропузырьков.
Инфузионные инъекции
До проведения инфузии УКВ, в первую очередь, подготавливают перед разбавлением физиологическим раствором в шприце. Суспензия должна быть тщательно взболтана для того, чтобы обеспечить постоянную форму микропузырьков и их равномерное распределение. Затем УКВ вводят с постоянной скоростью через инфузомат. Как только достигается устойчивый поток микропузырьков (2-3 мин.), можно определять динамические характеристики потока с помощью флэш визуализации. Это техника, при которой короткая серия с увеличенным акустическим давлением перекрывает пузырьки в плоскости визуализации. Микропузырьки затем накапливаются повторно, что позволяет наблюдать за характеристиками усиления. Могут потребоваться повторные серии для увеличения диагностической точности. Необходимость в дополнительном оборудовании и сложная подготовка делает этот способ введения менее предпочтительным.
Визуализация
До инъекции контраста должна осуществляться визуализация с использованием обычной серошкальной и допплерографической ультрасонографии для идентификации целевого поражения и оптимального позиционирования изображения.
Для последующей визуализации в контрастном режиме, до инъекции контраста должны быть скорректированы: динамический диапазон, глубина изображения, глубина очага и локальный размер зоны. Секундомер используется для отображения длительности фаз усиления. Запись кинопетли во время исследования позволяет провести ретроспективный покадровый обзор, так как изменения в усилении могут протекать быстро в артериальной фазе.
В первые 2 минуты исследования (артериальная и портовенозная фазы) захват изображения должен осуществляться без перерыва в одной плоскости. В поздней фазе выполняется частое прерывистое сканирование до тех пор, пока не исчезнут микропузырьки. Сосудистая фаза исследования с помощью УКВ должна длиться не менее 5-6 минут. При использовании Sonazoid, поздняя фаза исследования считается менее важной и, как правило, заменяется постваскулярной фазой изображений, которая начинается через 10 минут.
ЧАСТЬ 2
ОЦЕНКА УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОНТРАСТНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ НОВООБРАЗОВАНИЙ ПЕЧЕНИ
Характеристика ЛПП
Точная характеристика поражений печени может быть проблематичной. Один метод визуализации часто приводит к неубедительным или сомнительным результатам, что требует дальнейшего исследования с помощью альтернативных техник. Характеристика ЛПП является самым распространенным применением для УКИ. Этот метод способствует уверенной диагностике, когда выявляются патогномоничные характеристики усиления. В Японии УКИ признан исследованием первой линии для диагностики гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК).
До выполнения УКИ исследования, должны быть установлены медицинский анамнез пациента и факторы риска злокачественной опухоли печени. Любые предыдущие исследования печени должны быть рассмотрены, также должно быть проведено их сравнение.
ХАРАКТЕРНЫЕ ДОБРОКАЧЕСТВЕННЫЕ ПОРАЖЕНИЯ
Гемангиома
Гемангиомы являются наиболее распространенными доброкачественными новообразованиями печени. Это разрастание сосудистых эндотелиальных клеток, имеющее мезенхимальное происхождение. Как правило, гемангиома имеет периферическое узлоподобное усиление в артериальной фазе. Она заполняется полностью или частично в портовенозной фазе и показывает изоусиление по отношению к паренхиме печени в поздней стадии (рис. 3).
Рис. 3. Неуточненное твердое узелковое образование в печени (синие стрелки): (А) Ультрасонография в В-режиме показывает четко очерченный, гипоэхогенный узелок в 8-м сегменте; (B, C) Соответствующее МРТ-изображения одного и того же поражения, Т2 гиперинтенсивное и T1 гипоинтенсивное. УКИ и МРТ с контрастным усилением, оценка неуточненного узелка: (D–F) УКИ показывает картину периферического узлового усиления в артериальной фазе, с постепенным центростремительным наполнением в портовенозной фазе. Поздняя фаза отражает постоянное усиление; (G–I) МРТ с контрастным усилением показывает аналогичные изменения в соответствующих фазах. Данные результаты на УКИ и МРТ с контрастным усилением характерны для гемангиом печени.
Правильный диагноз достигается до 95%, когда визуализируются типичные особенности. Наполнение может быть быстрым при небольшом поражении, и изображение в режиме реального времени позволяет выявить молниеносное наполнение гемангиомы, которое может быть пропущено при КТ и MРТ.
Следует соблюдать осторожность, небольшое и быстрое усиление кровотока при гемангиоме может быть ошибочно принято за высокодифференцированную ГЦК, в то время как неусиленные тромбированные части гемангиомы могут быть ошибочно приняты за вымывания.
Фокальная узловая гиперплазия
Фокальная узловая гиперплазия (ФУГ) – доброкачественное гиперпластическое поражение, которое развивается в ответ на существующие артериовенозные пороки развития. Характерные особенности включают: сосудистый рисунок по типу «спиц колеса», питающий сосуд, наличие центрального рубца. Уверенный диагноз иногда может быть поставлен на основе допплерографии. Одна из трех характерных особенностей может определяться в 75% поражений размером больше, чем 3 см; уменьшение размера поражения уменьшает частоту до 30%.
После инъекции УКВ, ФУГ обычно имеют картину быстрого усиления по типу «спиц колеса», до центробежного и однородного заполнения в течение артериальной фазы. Неравномерное заполнение поражения определяется в 30% ФУГ. В портовенозной и поздней фазах поражение может оставаться с гиперусилением или стать изоусиленным. В случае, когда присутствует центральный рубец, он неусиленный или с гипоусилением (Рис. 4).
Рис. 4. ФУГ с центральным рубцом. (А-С) УКИ показывает артериальное усиление поражения с центральным рубцом. Поражение становится изоусиленным по отношению к печени в поздней фазе. Рубец остается неусиленным. (D, E) Поражение имеет похожие характеристики на КТ с контрастным усилением, с неусиленным центральным рубцом.
Изредка ФУГ поражения могут полностью вымываться, в большинстве случаев после 75 секунд. В таких случаях может быть поставлен ошибочный диагноз злокачественного поражения, если отсутствуют характерные признаки.
Гепатоцеллюлярная аденома
Гепатоцеллюлярные аденомы – редкие доброкачественные поражения, связанные с чрезмерным уровнем эстрогена. Они развиваются в основном у женщин детородного возраста и тесно связаны с оральным использованием таблетированных контрацептивов и анаболических/андрогенных стероидов. Их разрыв или злокачественное перерождение возможны, поэтому хирургическое лечение рекомендуется для гепатоцеллюлярной аденомы размером больше, чем 3 см. Артериальная фаза исследования демонстрирует периферическое гиперусиление с последующим быстрым центростремительным наполнением. Они становятся изоусиленными в портовенозной и в поздней фазах. Иногда они показывают картину небольшого вымывания, что может привести к некорректной постановке диагноза ГЦК. Хотя типичные характеристики усиления гепатоцеллюлярной аденомы не являются патогномоничными, семейный анамнез и история болезни пациента может помочь для ее идентификации.
Кистозные поражения
Простые кисты часто могут быть эффективно диагностированы с помощью обычного ультразвукового исследования, где они проявляются как тонкостенные, четко очерченные анэхогенные повреждения с дистальным акустическим усилением. Дебрис или геморрагический компонент внутри кисты значительно затрудняет дифференциальную диагностику от твердого узелка. УКИ эффективна для оценки сложных кист в связи с отсутствием интракистозного плотного усиления или усиления ободка узла, что исключает злокачественное заболевание (рис. 5).
Инфекция/воспаление
Абсцессы печени могут иметь признаки артериального усиления в пределах их стенок и перегородок, в результате чего они имеют картину пчелиных сот. Если признаки гиперусиления очевидны то, как правило, регистрируется раннее вымывание в течение 30 секунд после инъекции контраста. Отсутствие усиления жидкостных участков является наиболее характерной особенностью. Редкие воспалительные псевдоопухоли имеют вариабельную картину усиления на всех этапах, без существенных отличительных особенностей при УКИ.
Фокальные жировые изменения
Фокальная жировая инфильтрация (эхогенная) и фокальное жировое перерождение (гипоэхогенное), как правило, развиваются вокруг круглой связки, рядом с ямкой желчного пузыря и прилегающих ворот печени. Атипичная локализация может затруднять постановку диагноза. Очень важным является дифференциальная диагностика от злокачественных поражений у пациентов с высоким риском. Изображения УКИ отражают фокальные жировые изменения как области с изоусилением, в сравнении с окружающей паренхимой печени во всех сосудистых фазах (рис. 6).
Рис. 6. Фокальная жировая инфильтрация. (А) Изображение в В-режиме показывает нечеткую гиперэхогенную область впереди от основной портальной вены (оранжевая стрелка). (B, C) Гиперэхогенная область остается в состоянии изоусиления по отношению к печени в конце артериальной и портовенозной фаз при УКИ.
ХАРАКТЕРНЫЕ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫЕ ПОРАЖЕНИЯ
Цирроз печени является предрасполагающим фактором развития ГЦК, при этом 90% ГЦК имеют ступенчатое прогрессирование. Регенеративные узелки, которые формируются во время попытки печени восстановить цирротическую ткань, имеют двойное кровоснабжение, похожее на нормальную паренхиму печени. Прогрессирование дисплазии узелка приводит к потере нормального артериального и портовенозного кровоснабжения. При дальнейшем развитии ГЦК, очаг поражения кровоснабжается из аномальных непарных артерий, что приводит к чистой артериализации опухоли. Этот ангиогенез увеличивается пропорционально прогрессированию опухоли к низкодифференцированной ГЦК (рис. 7).
Рис. 7. Патогенез ГЦК. Изменения в кровоснабжении при прогрессировании поражения от регенеративного узелка до низкодифференцированной ГЦК. RN – регенеративный узелок, DN – диспластический узелок, WD – хорошо диференцированная, PD – плохо диференцированная, HCC – гепатоцелюлярная карцинома. Синий цвет – нормальное артериальное кровоснабжение, красный цвет – нормальное портовенозное кровоснабжение, зеленый – ненормальное артериальное кровоснабжение.
Хотя ГЦК обычно развивается на фоне цирроза печени, она также может развиваться и в нормальной печени. Некоторые состояния (такие как неалкогольная жировая патология печени), как известно, способствуют канцерогенезу в печени при отсутствии цирроза.
Регенеративный узелок
Типичный регенеративный узелок показывает изоусиление во всех фазах.
Диспластический узелок
Диспластический узелок – скопление гепатоцитов, которые содержат диспластические характеристики, но не отвечают гистологическим критериям злокачественного процесса. С увеличением дисплазии интранодулярные портальные тракты исчезают и заменяются непарными артериями в зависимости от степени дисплазии. Диспластический узелок может проявляться гипоусилением, изоусилением или гиперусилением в артериальной фазе, и переходит в состояние изоусиления или минимального гипоусиления во время портовенозной и поздней фаз. Диспластические узелки высокой степени (ДУВС) могут иметь характеристики усиления, подобные высокодифференцированной ГЦК. В связи с тем, что ДУВС считаются предраковыми заболеваниями, некоторые центры больше выступают за их резекцию или абляцию, чем за динамическое наблюдение.
Гепатоцеллюлярная карцинома
ГЦК имеет наиболее вариабельный шаблон усиления среди всех злокачественных поражений. Классическая картина усиления для ГЦК – артериальное гиперусиление с последующим вымыванием в поздней фазе (рис. 8 и 9).
Рис. 8. Типичный образец усиления ГЦК при УКИ. (А) Практически изоэхогенное новообразование на ультрасонограмме в В-режиме. (В) Новообразование имеет однородное гиперусиление в артериальной фазе. (С) Новообразование показывает практически изоусиление по отношению к печени в портовенозной фазе. (D) Новообразование характеризуется вымыванием и гипоусилением по отношению к печени в поздней фазе.
Рис. 9. Соответствующие КТ и УКИ изображения ГЦК (красные стрелки). (A, B) КТ и УКИ изображения новообразования с артериальным усилением в 7-8 сегменте. (C, D) КТ и УКИ изображения одного и того же поражения показывают вымывание в отсроченной (поздней) фазе.
Практикующие врачи должны знать, что ГЦК могут иметь изоусиление или даже гипоусиление в течение артериальной фазы. ГЦК, как правило, имеет дисморфную, корзиноподобную картину артериального кровоснабжения с центростремительным наполнением. Питающая артерия и S-образные сосуды иногда отчетливо определяются в пределах или вблизи опухоли во время артериальной фазы. Гетерогенное усиление более характерно для опухолей большего размера.
Длительность вымывания ГЦК является переменной, хотя это происходит обычно медленнее по сравнению с другими злокачественными опухолями. Расширенная визуализация необходима до исчезновения УКВ в сосудистой фазе (5-6 мин.) для того, чтобы не упустить из вида ГЦК (рис. 10).
Рис. 10. Вариабельность опухолевого усиления ГЦК (красные стрелки). (А) Опухоль, которая несколько гипоэхогенная на ультрасонограмме в В-режиме, имеет изоусиление в артериальной фазе. (B) Опухоль показывает определенное вымывание только с 3-4 минуты, что свидетельствует о необходимости продленного наблюдения, по крайней мере, 5 минут.
Чем более недифференцированная опухоль, тем быстрее она вымывается. Sonazoid показывает такие повреждения, как усиленные дефекты в постваскулярной фазе.
Иногда ГЦК имеет артериальное гиперусиление без вымывания. Это можно увидеть в высокодифференцированных ГЦК, в которых осталось существенное количество портальных трактов, при этом они и могут быть ошибочно приняты за доброкачественную патологию. Индекс настороженности при артериальном усилении поражения, следовательно, должен оставаться высоким, особенно у пациентов на фоне цирроза печени.
Портальный тромбоз, который не является редкостью при циррозе печени, повышает уровень усиления в артериальной фазе и уменьшает усиление паренхимы печени в портовенозной фазе. Это может уменьшить несоответствие между очень артериализированной ГЦК и прилегающей тканью печени, что затрудняет характеристику поражений.
Холангиокарцинома
Большинство холангиокарцином в артериальной фазе имеют гиперусиление из-за неоангиогенеза. Существует четыре различных шаблона артериального усиления: периферийное усиление ободка, гетерогенное гиперусиление, однородное гиперусиление и гетерогенное гипоусиление. Опухоли с высокой концентрацией раковых клеток проявляют повышенное артериальное гиперусиление, в то время как поражения с пропорционально большим содержанием фиброзной ткани усиливаются менее. Картина периферического усиления ободка чаще определяется в печени без сопутствующей патологии, в то время как гетерогенное гиперусиление является более характерным для больных с циррозом печени или хроническим гепатитом. Перидуктальная инфильтрирующая внутрипеченочная холангиокарцинома чаще всего имеет гетерогенное усиление, которое обусловлено увеличением количества фиброзной ткани. Холангиокарциномы вымываются в поздней фазе при УКИ (рис. 11), но могут характеризоваться замедлением усиления при КТ с контрастированием или МРТ с контрастированием. Втягивание поверхности печени в опухоль, как следствие фиброзной пролиферации, является полезным радиологическим признаком, который должен вызвать подозрение о наличии холангиокарциномы. Это легко определить в В-режиме изображения. Холангиокарциномы также рано вымываются в отличие от низкодифференцированных ГЦК или метастазов.
Рис. 11. Неуточненное новообразование печени (синие стрелки). (А) КТ брюшной полости без контраста показывает нечеткое гетерогенное новообразование в 8 сегменте. (В) УКИ показывает артериальное усиление гетерогенного новообразования. (C) Поражение быстро вымывается в начале портовенозной фазы. Биопсия поражения показывает холангиокарциному.
Метастазы
Метастазы обычно отображаются при УКИ с артериальным гиперусилением, потому что опухоль содержит больше артериальных сосудов, чем окружающая паренхима печени. Быстрый рост метастазов зачастую характеризуется кольцевидным усилением или в виде ореола, что связано с наличием периферических артериальных сосудов и некротического ядра с уменьшенным сосудистым потоком (рис. 12). Метастатические поражения вымываются достаточно рано и остаются с гипоусилением, начиная с конца артериальной или с начала портовенозной фазы. Некоторые метастазы проявляются гипоусилением на протяжении всей сосудистой фазы, и это чаще встречается при первичном раке ободочной и прямой кишки и бронхогенном раке.
Рис. 12. Усиление ободка метастазов печени. (А-С) УКИ метастазов печени показывает усиление ободка в артериальной фазе с вымыванием в портовенозной и поздних фазах. Центральная часть, которая состоит из некротической ткани, неусиленная. (D, E) Соответствующая КТ с контрастированием тех же метастазов печени в артериальной и портовенозной фазах.
Метастазы могут имитировать низкодифференцированную ГЦК или холангиокарциному при УКИ. Ключевые моменты, которые помогают дифференцировать метастазы, включают: историю болезни пациента, наличие цирроза (повышенная вероятность ГЦК) и множественные поражения (повышенная вероятность метастазов).
Лимфома
Первичная лимфома печени встречается достаточно редко. Большинство случаев развиваются у пациентов с ослабленным иммунитетом, особенно у мужчины в их 50 лет. Существует небольшое количество опубликованных данных о моделях усиления печеночной лимфомы. Как сообщается, характеристики усиления являются типичными для злокачественных поражений с гиперусилением в течение артериальной фазы и вымыванием в поздней фазе.
Обнаружение поражений
УКИ помогает увеличить чувствительность в обнаружении поражений печени, так как способна выявлять малые опухоли до 3 мм. УКИ обнаружение малых метастазов печени также превосходит динамическую КТ при правильно выполненном исследовании. Таким образом, руководствующие принципы организаций WFUMB-ESFUMB рекомендуют использование УКИ в качестве исключающего теста для малых метастазов и абсцессов.
Вещества с постваскулярной фазой (Sonazoid) особенно полезны для этой цели, учитывая то, что злокачественные поражения, как правило, лишены купферовских клеток (рис. 13) .
Рис. 13. Обнаружение метастазов в печени. Контраст Sonazoid в постваскулярной фазе. Метастазы печени лучше визуализируются в виде дефектов усиления.
До половины всех высокодифференцированных ГЦК имеют признаки вымывания, однако, и бессосудистые поражения (например, кисты) могут быть ошибочно приняты за дефекты усиления. Таким образом, дополнительные инъекции болюса Sonazoid показаны для повторной визуализации в артериальной фазе всех обнаруженных поражений.
Интраоперационная контрастная ультрасонография
Интраоперационная ультразвуковая сонография (ИО-УЗ) используется для того, чтобы помочь хирургу принять решение во время резекции печени путем выявления ФПП. Добавление УКВ (ИО-УКИ), как показано, является более чувствительным методом, чем КТ с контрастированием, МРТ с контрастированием и ИО-УЗ для выявления и характеристики поражений. ИО-УКИ может изменить объем хирургического вмешательства от 25% до 30% случаев. Это приводит к более высокой частоте эффективных лечебных процедур, меньшей частоте резидуальных опухолевых краев и увеличению частоты органосохраняющих операций. Для выполнения ИО-УКИ рекомендуется применение специальных высокочастотных интраоперационных датчиков. Продолжительность контрастного усиления короче при ИО-УКИ, потому что микропузырьки разрушаются быстрее, из-за близости датчика к печени.
УКИ при абляционной терапии
УКИ улучшает возможность адекватного размещения датчика, более четко изображая опухоли меньшего размера и повышая контрастное разрешение между периферической зоной поражения и окружающими тканями. Исследования показали, что добавление УКВ для ультразвукового наведения при проведении вмешательств приводит к улучшению результатов аблятивных процедур по сравнению с ультрасонографией без контрастирования. УКИ особенно эффективно тогда, когда КТ с контрастированием, МРТ с контрастированием или стандартная сонография не могут четко визуализировать зону поражения.
Перипроцедурное УКИ показало сопоставимые результаты по сравнению с КТ с контрастированием при обнаружении в течение 24 часов резидуальной опухолевой ткани и определения успеха лечения. Остаточные поражения, которые определяются сразу после абляционного лечения, могут быть немедленно устранены, исключая необходимость повторного обезболивания и увеличения сроков пребывания в больнице. УКИ должно быть выполнено примерно через 5 минут после абляции для обеспечения отвода газа, который образуется во время процедуры (рис. 14).
Рис. 14. УКИ при абляционной терапии. (А) Преабляционная УКИ подтверждает присутствие артериального усиления ГЦК (оранжевый треугольник). (В) Изображение поражения в В-режиме, полученное в ходе радиочастотной абляции. Обратите внимание на наличие абляционной иглы (оранжевая звезда). Наличие газа (артефактов «кольцо, обращенное вниз» с тенью) затрудняет оценку этого поражения сразу после терапии. (С, D) Постабляционное УКИ показывает гладкий, слегка гиперемированный ободок. Это не должно быть ошибочно принято за остаточную опухоль. Постабляционная зона не усиливается в портовенозной поздней фазе.
Постабляционный мониторинг с помощью УКИ также полезен для обнаружения локальных рецидивов. Рентгенолог должен иметь ввиду сохранение усиления гиперваскуляризированного ободка, который часто определяется в течение месяца после лечения, и это не должно быть ошибочно принято за рецидив опухоли.
Ограничения
УКИ страдает от тех же ограничений, как и стандартная ультрасонография, поэтому плохое качество сканирования без контрастирования вряд ли обеспечит хорошее качество УКИ изображения. Поддиафрагмальные поражения могут быть сложными для обнаружения и их характеристики. Кроме того, проблематичным является изображение глубоких поражений, особенно у пациентов, которые страдают ожирением или имеют серьезную жировую дистрофию печени или цирроз. Практикующие врачи должны знать, что ультразвуковые волны ослабляются микропузырьками, и это явление известно как самозатенение. Это является важным потому, что чрезмерно высокая доза микропузырьков ограничивает проникновение. Кроме того, когда ультразвуковые волны распространяются через микропузырьки, они изменяются и вносят свой вклад в формирование нелинейного эхосигнала (нелинейное распространение), что приводит к появлению артефактов в дальнем поле.
Хотя наименьшее обнаруживаемое поражение при УКИ от 3 до 5 мм, диагностический доверительный интервал увеличивается при размере поражения более 1 см. Это не является неожиданным, так как чем меньше поражение, тем труднее оценить его шаблон усиления.
Подводные камни
Важно помнить о возможном перекрытии шаблонов усиления доброкачественных и злокачественных поражений. Bhayana и др. сообщают о 97% раковых опухолей, у которых определялось вымывание и этот факт имеет положительную прогностическую ценность в 72%. Хотя вымывание контраста является ключевым элементом для дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных поражений, примерно 30% доброкачественных поражений имеют признак вымывания, в то время как некоторые ГЦК его не имеют.
Возможность дифференцировать опухоли значительно более сложный процесс, со специфичностью только 64%. Классическое артериальное гиперусиление с последующим вымыванием определяется не только при ГЦК, но также и при холангиокарциноме, лимфоме и метастазах.
ГЦК на сегодняшний день является наиболее распространенной злокачественной опухолью, которая в большинстве случаев характеризуется медленным вымыванием. В сомнительных случаях рекомендуется дополнительное проведение КТ с контрастированием или МРТ с контрастированием. Для гистологической корреляции рекомендуется биопсия, в случае если диагноз остается сомнительным.
ЧАСТЬ 3:
ПЕРСПЕКТИВЫ
Количественное определение перфузии опухоли
Изучение критериев реакции солидных опухолей является современным стандартом, используемым для оценки ответа на лечение рака печени. Однако, они предназначены для измерения уменьшения объемов опухолей после цитостатической терапии, ограничивая их эффективность оценкой реакции на цитостатические препараты. Как чисто внутрисосудистые вещества, микропузырьки идеально подходят для количественного измерения перфузии. Динамическое УКИ является потенциальным биомаркером для оценки ответа на лечение, особенно для антиангиогенных веществ.
3D и 4D исследования с микропузырьками
3D визуализация позволяет провести более качественную оценку морфологии и объема всей опухоли, тогда как 4D визуализация позволяет оценить 3D изображения в режиме реального времени. Одновременное использование многосрезового пакета программного обеспечения (который отображает полученную 3D картину в виде последовательных изображений) позволяет эффективно обнаруживать небольшие поражения (Рис. 15).
Рис. 15. 3D ультрасонография. (А) Формирование 3D изображения наложением мультисрезов при исследовании всей постабляционной зоны. При этом объем (плотной) рецидивной опухоли может быть оценен лучше. (B) 3D визуализиция ФУГ показывает ее центральную артерию и ответвление ветвей.
3D визуализация в режиме реального времени может также улучшить определение характеристик васкуляризации ФПП.
Таргетная (прицельная) визуализация
Микропузырьки, покрытые поверхностными антигенами и нацеленные на конкретные клеточные рецепторы, находятся в стадии разработки. Их цели включают: фактор роста эндотелия сосудов 2 и avb3 интегрин. Эти разработки могут оказаться ценным в обнаружении поражений и их дифференциальной диагностике. Это также может помочь облегчить планирование лечения путем выявления клеточных поверхностных мутаций, которые восприимчивы или непроницаемы для определённых режимов лечения.
РЕЗЮМЕ
УКИ – ценный диагностический инструмент, который является экономически эффективным, безопасным и не обладает ионизирующим излучением. Его применение в режиме реального времени и использование чисто внутрисосудистых контрастных веществ – уникальные особенности, которых нет у других методов визуализации. Непрерывные технологические достижения и улучшение методов контрастирования необходимы для того, чтобы твердо установить роль УКИ при визуализации печени. Для проведения исследований рекомендуем использовать аппарат от компании GE .
Одним из самых перспективных методов исследования в лучевой диагностике сегодня является ультразвуковое исследование контрастным усилением.
О том, какие возможности открывает технология эхоконтрастирования, об особенностях и достоинствах этого метода, рассказывает Андрей Владимирович Мищенко, д.м.н., заведующий отделением лучевой диагностики ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздрава России.
Что такое УЗИ с эхоконтрастом? Чем оно отличается от обычного УЗИ?
В США и странах Западной Европы эта технология широко применяется уже более десяти лет. В России первые препараты для эхоконтрастирования были зарегистрированы около трех лет назад, и с тех пор УЗИ с контрастированием активно развивается, в том числе для диагностики онкологических заболеваний.
Благодаря использованию контрастного вещества в УЗ-исследовании появились новые возможности. В первую очередь ультразвуковое исследование с контрастным усилением предназначено для оценки васкуляризации, то есть кровоснабжения того или иного органа или структуры. Повышенная васкуляризация – это один из признаков злокачественных новообразований.
Если раньше о васкуляризации можно было судить только на основании доплеровских исследований, то теперь уже на первичном этапе дифференциальной диагностики мы можем по характеру васкуляризации предполагать доброкачественный или злокачественный характер изменений, понять есть ли кровоснабжение паталогической ткани. УЗИ с ЭК крайне важно и эффективно для выявления васкуляризированных участков, когда при обычном УЗИ на вид ткань есть, но нельзя сказать, растущая эта ткань, кровоснабжаемая, или фиброзная (плохо кровоснабжаемая – рубец).
Эхоконтрастирование очень помогает в определении масштаба поражения опухолевого процесса.
УЗИ с эхоконтрастом позволяет найти ответы на многие другие вопросы, не прибегая к иным методам лучевой диагностики: КТ, МРТ, ПЭТ-КТ – высокотехнологичным, но и обладающим определенным вредным воздействием на человека за счет рентгеновского, гамма-излучения, нефротоксичных контрастных препаратов.
На снимках наглядно видно отличие от обычного УЗИ:
Режим эхоконтрастирования (слева) позволяет четко локализовать очаговое поражение печени.
В режиме эхоконтрастирования (слева) четко видны метастазы в печени.
Какие эхоконтрастные препараты применяются для УЗИ?
Это нетоксичный препарат, совершенно инертный для человека. Это белый порошок, который при смешивании с физраствором образует микропузырьки воздуха, которые рассасываются, а потом выводятся через лёгкие. Если нужно, УЗИ с контрастированием можно выполнять часто. За все время применения его во всем мире не зарегистрировано никаких побочных эффектов.
Для контрастирования традиционно применяли раньше компьютерную томографию (КТ) или магнитно-резонансную томографию (МРТ). Контрастный препарат, используемый в КТ или МРТ, показывает и сосудистые структуры и их проницаемость. Соответственно, на изображении специалисту трудно понять — это так много сосудов в ткани или они так легко проницаемы.
Препарат же, используемый в УЗИ при контрастировании, отличается от тех, что применяют в КТ или МРТ. В УЗИ с эхоконтрастированием «свечение» препарата происходит только за счет сосудистого русла т.к. микропузырьки не выходят за пределы сосудистой стенки, не проникают в интерстиций (межклеточное пространство, которое составляет как бы остов большинства тканей).
Врач-диагност четко понимает, что микроциркуляторные сосуды находятся здесь в очень высокой концентрации. Чаще всего опухоль отличается по строению от нормального органа именно сосудистым руслом: либо это низкая концентрация сосудов на площадь, либо наоборот высокая.
Кто определяет целесообразность применения контрастирования?
Назначает исследование обычно врач-рентгенолог и ультразвуковой диагност, которые впервые сталкиваются с пациентом.
Благодаря научной литературе, конференциям и школам по лучевой диагностики, которые проводят специалисты нашего отделения, все больше врачей-онкологов понимают перспективность и преимущества этой технологии, и онколог на первичном приеме уже может рекомендовать сделать УЗИ именно с эхо-контрастированием, понимая, что ситуация сложная и она может быть разрешена только при эхо-контрастировании.
Чаще в ходе УЗ-исследования врач принимает решение, нужно ли продолжать и доводить методику сканирования до использования эхо-контрастирования, либо он получил уже всю необходимую информацию. При этом, врач ультразвуковой диагностики должен быть экспертом, понимать суть происходящих патологических процессов и постараться в заключении ответить на все вопросы, необходимые врачу-онкологу для принятия решений по назначению лечения. То есть, часто человека записывают на «простое УЗИ», а уже специалист определяет, есть ли необходимость делать УЗИ с контрастом.
Сколько по времени длится прием пациента при УЗИ с ЭК?
Стандартный прием УЗИ занимает не более 20 минут на одну зону сканирования. Формально, контрастирование незначительно увеличивает время приема еще на минут 5-10. Чаще необходимо приготовить кабинет к инъекции контрастного препарата, поэтому пациента просят подождать. Основное время врач-специалист УЗД тратит на специальный обсчет и анализ изображений уже без пациента.
Эхоконтрастирование – непростая процедура, требующая специального оборудования и навыков. Внутри раствора должны сформироваться микропузырьки газа, нужно подготовить специальный раствор с ними, проследить, чтобы они не разрушились, аккуратно хранить и ввести.
Для каких заболеваний эта методика исследования особенно эффективна?
Методика контрастирования в онокологической практике используется при поражениях различных огранов: печени , почек и мочевого пузыря, лимфатических узлов, щитовидной и молочной железы , матки , яичников , опухолей мягких тканей , также есть сведения об успешном применении эхоконтрастировния в исследовании предстательной и поджелудочной железы. Эти исследования в полном объеме проводятся и в НМИЦ онкологии имени Н.Н.Петрова.
УЗИ в гинекологии применяют реже, чем в других сферах. Мы осторожно подходим к новым технологиям. Перед использованием в рутинной практике, около года мы накапливали свой опыт исследований, а также внимательно изучали достижения европейских и американских специалистов. С помощью УЗИ с ЭК мы проверяем уже известные нам случаи и, таким образом, можем оценить эффективность новой техники. Сейчас в НМИЦ онкологии им. Н.Н. Петрова выполняется ультразвуковое исследование с контрастным усилением шейки матки, а также яичников и тела матки с целью дифференциальной диагностики и оценки распространённости опухолей.
Расскажите, пожалуйста, каковы области применения и перспективы развития этой методики в онкологии.
Области применения ультразвука с контрастным усилением:
- Диагностика
- Поликонтрастные свойства (УЗИ, МРТ-наночастицы, МР-спектроскопия по фосфору, флюоросцентная эндо-, микроскопия)
- Визуализация опухоли
- васкуляризация
- оценка распространенности (инвазия сосудов, других органов и структур)
- поражение лимфатических узлов
- Количественная оценка эффективности противоопухолевой терапии
- Оценка аблационных методов лечения и эмболизации
- Специализированные
- эндоУЗИ
- интраоперационные УЗИ
- Лечение
- Таргетная доставка лекарств и метаболитов
- Усиление HIFU-эффекта
На сегодняшний день применение УЗИ с эхоконтрастированием очень важно и эффективно для диагностики опухоли, оценке ответа на лечение, эффективности противоопухолевой терапии – как классического: хирургического, лучевого и химиотерапии, так и экспериментального малоинвазивного – аблации (крио-, лазеро-, радиочастотного, высокоинтенсивного ультразвука и др.)
Вопросы завтрашнего дня – это применение микропузырьковых растворов в лечении онкологических заболеваний – это таргетная доставка лекарств и метаболитов, усиление HIFU-эффекта. HIFU-терапия – это технология нового поколения, которая использует энергию ультразвуковых колебаний для лечения глубоко лежащих тканей.
Другим перспективным свойством микропузырьковых растворов является их потенциальная возможность быть видимыми с помощью любых методов лучевой диагностики (КТ, МРТ, радионуклидная диагностика). Возможно, это тоже найдет свое воплощение в будущем.
Еще совсем недавно ультразвуковой метод исследования был единственным, в котором не рассматривалось применение контрастных препаратов. Ультразвуковая цветовая допплерография считалась уникальной неинвазивной методикой исследования сосудов. С внедрением в практику ультразвуковых исследований контрастных агентов стало возможным изучать сосудистый рисунок, оценивать его характер, прослеживать фазы накопления и выведения контрастных препаратов, изучать гемодинамику. По сути, появилась определенная альтернатива контрастной компьютерной рентгеновской томографии.
А.В. Зубарев, С.В.Сальникова, А.А. Федорова, А.В. Ганина, С.О. Чуркина, А.П. Норкина
Кремлевская медицина клинический вестник №3/2017
Введение.
В качестве контрастного вещества при эхоконтрастировании почек используются микропузырьковые взвеси, которые получают при внутривенном введении в кровь пациента специальных газообразующих препаратов. Размеры микропузырьков не превышают размеры эритроцита и полностью безвредны для пациента. К тому же они не вызывают аллергических реакций в организме, у них отсутствует нефротоксичность, свойственная рентгеноконтрастным препаратам. Микропузырьки взаимодействуют с ультразвуковым сигналом и начинают резонировать и лопаться, обеспечивая контрастирование различных по морфологическому строению сосудов и органов.
Сегодня эхоконтрастные препараты активно внедряются в повседневную практику и все шире используются врачами ультразвуковой диагностики, обеспечивая возможность проведения контрастного усиления по аналогии методикам контрастного усиления при КТ и МРТ. В то же время, возможности эхоконтрастирования в диагностике заболеваний почек пока мало знакомы нашим клиницистам. Вероятно, поэтому своих пациентов они чаще направляют на конкурирующие высокоинформативные и затратные методы визуализации, например, КТ или МРТ, позволяющие провести комплексную оценку морфологии и функции почек. Однако, важно напомнить, что КТ исследование почек отягощено лучевой нагрузкой и нефротоксичностью йодного рентгеноконтрастного препарата [ 7 ].
Мы предприняли попытку на собственном клиническом материале показать возможности эхоконтрастирования в диагностике различных патологических состояний почек.
Материалы и методы:
За период с мая 2016 года по апрель 2017 года мы провели эхоконтрастирование почек у 27 пациентов. Критерием отбора пациентов для проведения эхоконтрастирования было наличие изменений в структуре и функции почек, визуализируемых при стандартном УЗИ почек. Перед введением эхоконтрастного препарата у каждого пациента получали информированное согласие по утвержденному протоколу. Возраст обследованных пациентов составлял от 31 до 64 лет, в среднем - 47 лет. У 13 пациентов подозревались кистозные образования почек, у 7- пиелонефрит, и еще у 7 - объемные солидные образования неясного, предположительно, злокачественного генеза. Результаты компьютерной и магнитно-резонансной томографии были доступны у 23 пациентов; 15 пациентам проводилось последующее патоморфологическое исследование после выполненных оперативных вмешательств.
Во время обычного ультразвукового исследования почек с применением методик серой шкалы и УЗ-ангиографии мы оценивали наличие патологических изменений в структуре и функции почек. После этого выявляли зону интереса. Стараясь не смещать датчик от области интереса, активировали на ультразвуковом сканере формат двойного экрана. В режиме двух экранов на ультразвуковом аппарате контрастное изображение почки отображалось параллельно и одновременно с соответствующим изображением почки в B-режиме.
При наличии в почке объемного образования эхоконтрастирование позволяет изучить характер сосудистого рисунка, оценить различные фазы контрастирования, выявить участки деструкции или распада ткани органа или опухоли.
Для предотвращения быстрого разрушения микропузырьков при сканировании мы использовали низкие показатели механического индекса (МИ< 0.1). После внутривенного введения 2-4 мл эхоконтрастного препарата (Соновью) согласно инструкции производителя, в режиме реального времени, мы пошагово фиксировали контрастирование сосудов и паренхимы почки. Центральный эхо-комплекс почки (мозговое вещество) контрастировался в первую очередь, затем контрастное вещество проникало в пирамидки почки. Удовлетворительное контрастное усиление длится в течение 2-5 минут, затем концентрация контрастного вещества постепенно уменьшается и в течении 6-9 минут практически исчезает.
Во время УЗ-исследования мы проводили записи видеоклипов в различные временные промежутки контрастирования почки. При необходимости выполнялось повторное введение еще одной дополнительной дозы эхоконтрастного препарата.
Побочных реакций на введение эхоконтрастного препарата ни у одного из обследованных нами пациентов не отмечалось.
Результаты и их обсуждение.
При эхоконтрастировании почек мы получали все те же фазы контрастного усиления, что и при рентгеновском или магнитно-резонансном контрастировании. Артериальная фаза при эхоконтрастировании почек значительно короче, чем при КТ и длится всего несколько секунд. Это зависит от скорости введения и от того в какую руку вводился препарат. Через примерно 15-20 секунд от начала введения фиксировалась кортико-медуллярная фаза, постепенно переходящая в паренхиматозную. Паренхиматозная фаза может длиться несколько минут. После 5-8 минут микропузырьки контрастного вещества разрушаются и перестают контрастировать сосуды и ткань почки. Следует особо отметить, что особенностью эхоконтрастирования почек является уникальная возможность повторять многократно все фазы контрастирования заново, используя технические возможности ультразвукового сканирования - так называемые, вспышки или мощный импульс ударной ультразвуковой волны, разрушающей микропузырьки. Это дает возможность многократной оценки перфузии в различных зонах коркового вещества почки.
Наличие контрастного усиления (накопление микропузырьков) непосредственно в самом образовании, его перегородках или стенках расценивалось нами как подозрение на неопластические изменения. При этом доброкачественные и злокачественные образования почек демонстрировали различные типы контрастирования. Для злокачественных образований характерно быстрое накопление контрастного препарата в опухоли и наличие в ней дезорганизованного сосудистого рисунка. У всех 7 пациентов с объемными образованиями в почках солидной эхоструктуры мы получили быстрое раннее накопление контрастного препарата. Также отмечалось наличие дезорганизованного обогащенного сосудистого рисунка в образовании, что тоже свидетельствовало в пользу злокачественной опухоли. Данные УЗИ с эхоконтрастированием полностью совпали в данными КТ у всех пациентов данной группы.
Наличие раннего контрастирования образования или отдельных структур в самом образовании является важным диагностическим признаком, особенно когда речь идет о кистозном раке почки. В группе из 13 пациентов с кистозными образованиями почек были выявлены различные варианты эхоконтрастирования. Если взять за основу общепринятую для рентгеновской контрастной КТ классификацию кист по Bosniak (I-IV), то можно заметить соответствие рентгеновских и ультразвуковых данных.
Это соответствие позволило нам сопоставить данные КТ и УЗИ и провести дифференциальную диагностику между доброкачественными и злокачественными поражениями почек на основе выделенных нами типов эхоконтрастирования. Так, при кистозной форме рака почки наблюдается контрастирование стенок кисты, внутренних перегородок или септ. Мы считаем это важным диагностическим критерием злокачественного поражения, на который следует опираться при эхоконтрастировании почек. Основываясь на выделенных нами критериях в 3-х случаях был заподозрен кистозный рак почки (Bosniak III-IV), подтвержденный после операции. Всего 10 пациентам из этой группы было выполнена компьютерная томография с контрастированием. В 3 из 10 случаев проведение КТ с контрастированием было невозможным из-за высоких рисков возникновения аллергических реакций. В 8 случаях результаты КТ и УЗИ с эхоконтрастированием полностью совпали. У 2-х пациентов при КТ отсутствовало контрастирование стенок кисты и перегородок, тогда как при эхоконтрастировании мы получили контрастирование перегородок. В этих обоих случаях после операции был подтвержден диагноз кистозного рака почки. Нужно признать, что некоторое минимальное контрастирование микропузырьками септ и миграция их во внутрисептальные компоненты, редко, но может встречаться и при доброкачественных кистозных образованиях почек. В нашем исследовании миграция единичных микропузырьков контраста в септы кистозного образования доброкачественного характера отмечалась в 2-х случаях.
Общеизвестно, что ультразвуковое исследование является методом первой линии в диагностике большинства заболеваний почек. Кроме успешного решения диагностических проблем с помощью эхоконтрастирования при дифференциации простых кист почек и кистозно-солидных опухолей уже на первом этапе инструментального обследования чрезвычайно полезной может оказаться оценка перфузии при острых и хронических воспалительных поражениях. Эхоконтрастирование помогает выявить наличие скрытых при стандартном УЗИ участков ишемии почечной паренхимы, воспалительных и травматических повреждений.
Данные ультразвукового исследования были полностью подтверждены результатами КТ с контрастированием. В дальнейшем при консервативном ведении пациентки мы проводили мониторинг состояния пораженной паренхимы почки только с помощью ультразвукового контроля. Перед выпиской было сделано контрольное исследование КТ, которое показало практически полное восстановление перфузии в пораженной почке, что соответствовало клиническому выздоровлению. Однако после эхоконтрастирования, выполненного по технологии Fusion , т.е. когда синхронно сопоставляются данные КТ и УЗИ мы обнаружили, что при эхоконтрастировании по периферии левой почки сохраняется небольшой участок еще не полностью восстановившейся перфузии. Потребовалось продлить лечение, а дальнейший мониторинг восстановления перфузии этой почки мы проводили только с помощью ультразвукового метода. В группе с деструктивно-воспалительными заболеваниями почек эхоконтрастирование 6является альтернативой КТ в связи с возможностью многократного динамического повторения. Применяя технологию фьюжн мы успешно мониторировали 3-х пациентов с деструктивно-воспалительными заболеваниями почек, когда данные КТ с контрастированием полностью коррелировали с данными УЗИ с эхоконтрастированием.
В нашем исследовании мы смогли подтвердить результаты других авторов, что эхоконтрастирование позволяет оценить микрососудистый кровоток в почке, выявить зоны воспаления и деструкции в почечной паренхиме, обнаружить очаги неоваскуляризации, оценить общую и локальную васкуляризацию паренхимы, основываясь на различиях характеристик перфузии, провести дифференциацию между солидными опухолями почек и псевдоопухолевыми образованиями, а также между кистозными и солидными структурами , хотя и имеет свои ограничения при характеристике «сложных» кист почек .
Общими ограничениями ультразвукового метода можно считать трудности визуализации почек, обусловленные глубоким расположением, экранирование почки газом кишечного содержимого.
Среди недостатков проведенного нами исследования можно выделить следующие: относительно небольшое число наблюдений, не во всех наблюдениях было доступно сопоставление с патоморфологическими данными послеоперационного материала и с данными КТ.
Таким образом, можно заключить, что контрастная эхография почек не уступает по информативности контрастной КТ почек, а в ряде случаев, например, при сложных кистозных образованиях и превосходит КТ. Эхоконтрастирование почек следует включить в диагностический алгоритм исследования пациентов с разнообразной почечной патологией уже на первом этапе инструментальной диагностики. С учетом таких преимуществ методики как отсутствие лучевой нагрузки и отсутствие нефротоксичности у используемого эхоконтрастного препарата она может рассматриваться как методика выбора.
Список использованной литературы.
- < > визуализация. 2015;(1):94-114. }
А.В. Зубарев, В.Е Гажонова. Диагностический ультразвук. Уронефрология. Практическое руководство. 2002 стр. 8-22 [ Zubarev A.V., Gazhonova V.E. Diagnostic ultrasound. Uronefrology. Practical guide. 2002 pp. 8-22. In Russian.]
