Магнитно-резонансная томография в диагностике рака шейки матки

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ИМ. А.Д. САХАРОВА БЕЛОРУССКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

ФАКУЛЬТЕТ МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Кафедра общей и медицинской физики

Курсовая работа

Магнитно-резонансная томография в диагностике рака шейки матки

Кулик Зинаиды Владимировны

студентки 5 курса, специальность «Медицинская физика»

Научный руководитель:

кандидат физико-математических наук, доцент

Н.А. Савастенко

Минск, 2019



Введение

Рак шейки матки (РШМ) является вторым по распространенности заболеванием в онкогинекологии и одной из доминирующих причин женской смертности. рак томография диагностика матка

Диагностика опухолей женской репродуктивной системы до настоящего времени остается одной из актуальных проблем, что обусловлено эпидемиологией данной нозологической группы.

Актуальность данной работы заключается в том, что на сегодняшних день такое заболевание, как рак шейки матки очень распространено, поэтому необходимо изучать этот вопрос со всех сторон.

Цель: изучить возможности применения МРТ в диагностике рака шейки матки.

Задачи:

1. Проанализировать возможности магнитно-резонансной томографии (МРТ) в диагностике рака шейки матки на основе данных, опубликованных в печати.

2. Установить на основе анализа литературных данных влияние параметров МР-систем на диагностическую эффективность метода.

3. Проанализировать методы статистической обработки данных.



Глава 1. Магнитно-резонансная томография

1.1 Роль и возможности МРТ в диагностике онкологических заболеваний

Магнитно-резонансная томография (МРТ) - томографический способ исследования внутренних органов и тканей в основе которого лежит не рентгеновское излучение, а явление ядерно-магнитного резонанса. Способ основан на измерении электромагнитного отклика атомных ядер, чаще всего это ядра атомов водорода, а именно на возбуждении их определенны сочетанием электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряженности.

Метод основан на явлении ядерно-магнитного резонанса, открытого в1946 году F.Bloch и E.Purcell, которые показали, что некоторые ядра,находящиеся в магнитном поле, индуцируют электромагнитный сигнал подвоздействием радиочастотных импульсов. В 1952 году за открытиемагнитного резонанса им была присуждена Нобелевская премия.В начале 1970-х годов британский ученый P.Lauterburg открылвозможность получать двухмерное изображение с помощью созданияградиента в магнитном поле. Американский ученый P.Mansfield развилисследования P.Lauterburg и создал математическую систему, в кратчайшиесроки способную преобразовывать эти сигналы в двухмерное изображение.И в 2003 году P.Mansfield и P.Lauterburg за исследование в области МРТбыла присуждена Нобелевская премия по медицине.[1]

Магнитно-резонансная томография в основном применяется для диагностики изменений в мягких тканях. Кроме того, этот метод исследования позволяет визуализировать головной и спинной мозг, а также другие внутренние органы с высоким качеством, недоступным для рентгенологического исследования, ультразвука или компьютерной томографии. МРТ играет важную роль в раннем выявлении, диагностике и лечении распространенных заболеваний и состояний, таких как рак, неврологические расстройства или повреждения опорно-двигательного аппарата. Наиболее распространенное применение МРТ - для обследования позвоночника и центральной нервной системы. Метод позволяет точно оценить структуру органов, выявить имеющиеся патологии, опухоли, травматические изменения и так далее. Кроме того, магнитно-резонансная томография активно используется в ангиологии, онкологии, урологии и других областях медицины.

В МРТ используются радиоволны с частотой существенно ниже той, которая требуется для ионизации атомов, в отличие от рентгеновскихметодов. МРТ не оказывает ионизирующего (повреждающего) воздействия на биологические ткани и в настоящее время считается практическибезвредным.

1.2 Принцип метода МРТ

Метод основан на феномене ядерно-магнитного резонанса. Для этого существуют различные магниторезонансные томографы, генерирующие радиочастотные импульсы, которые направляются на исследуемую область. Эти радиочастотные волны и создают однородное, специально сконфигурированное электромагнитное поле высокой напряженности.

Непосредственно процедура МРТ как органов малого таза, так и других органов, заключается в помещении пациента в горизонтальном положении на подвижном столе в специальную камеру томографа, в которую заключены несколько магнитных катушек аппарата. Посредством последних и осуществляется сканирование необходимой зоны. [2]

Принцип построения и реконструкции изображения при МРТ аналогичен рентгеновской КТ, но гораздо более сложный. Поэтому для того, чтобы компьютер с помощью соответствующих программ мог воссоздать МРТ изображение, необходимо было определить ту основную единицу, которая в дальнейшем могла бы служить для построения изображения определенной области. Такой основной единицей является томографический срез или плоскость.

Принцип получения изображений заключается в следующем. Множество протонов в организме человека, являющиеся ядром атома водорода, постоянно вращаются вокруг своей естественной оси. Под влиянием созданного прибором мощного магнитного поля они выстраиваются определенным образом и вращаются уже вокруг новой оси. После прекращения воздействия на исследуемую зону ядра возвращаются к своему исходному состоянию, выделяя при этом энергию, которая и воспринимается катушкой, а затем обрабатывается компьютерной программой.

Чем более плотная ткань или жидкость, тем больше энергии она излучает. Кроме того, количество энергии зависит и от длительности выстраивания атомов водорода. Она больше у более мягких тканей, по сравнению с плотными. Компьютер, получая информацию о разной энергии, выстраивает соответствующие изображения разных областей.

Так создаются множественные изображения срезов тканей и органов толщиной до 3-6 мм на различной глубине в разных проекциях, похожие на рентгенограмму. Они позволяют достаточно полно оценить сами органы и их структуру. Поскольку эти изображения цифровые, они могут быть сохранены в компьютере и подвергнуты в последующем более детальному изучению.

Изображение определенного среза понятно врачу, оно соответствует его представлению о внутреннем анатомическом строении человеческого организма, при анализе множества срезов компьютер может построить объемное изображение любой области, любого органа или системы. Поэтому и метод называется магнитно-резонансная томография.



Рисунок 1. Пример снимка тела человека прошедшего МРТ.

1.3 Физические принципы МРТ

Физические принципы МРТоснованы на том, что ядра атомов тканей человека могут поглощать и в ответ излучать радиоволны определенной частоты во время нахождения этих ядер во внешнем магнитном поле. Эти ответные радиосигналы регистрируются приемником и содержат информацию о тканях человека. Электрические сигналы регистрируются аналого-цифровым преобразователем и затем поступают в компьютер, где с помощью специальных программ формируется изображение.

При МРТ происходит взаимодействие радиоволн и статических магнитных полей непосредственно с атомным ядром. Не все ядра могут реагировать на магнитное поле - только те, которые имеют нечетное число протонов или нейтронов (ядра атомов человеческого организма). Однако на практике используется только ядро атома водорода, которое состоит из одного протона и одного нейтрона, т.к. водород в большом количестве содержится в любом организме, каждаямолекула воды состоит из 2 атомов водорода, а тело человека содержит около 85% воды. Кроме этого, водород имеется в составе других молекул. Поэтому для МРТ используется именно сигнал от ядер водорода (протонов).Атом водорода является простейшей структурой, в центре которой имеется положительно заряженная частица - протон, на периферии - электрон.

Необходимо отметить, что элементарные частицы - в случае атомного ядра - протон и нейтрон, обладают квантово-механическим параметром - спином, который имеет в классической физике аналог - вращательный момент. Для лучшего понимания принципа ядерно-магнитного резонансаможно представить ядро в виде вращающегося волчка - он вращается вокруг собственной оси и одновременно его ось вращения описывает окружность.

Рисунок 2. Схема отклонения оси от вертикального уровня при вращении волчка, Земли и спина протона водорода.

Вращения отклоненной оси называется прецессией. Оно возникает в каждом случае, когда вращающийся объект подвержен действию внешней силы. Например, вертящийся волчок под воздействием силы гравитации испытывает прецессионное движение или колеблется около линии, определяемой направлением силы тяжести. Планета Земля (условно - ее ось) совершает прецессионные движения под воздействием гравитационных сил Солнца и окружающих ее планет. Протон водорода (его спин) - под воздействием внешнего магнитного поля. Скорость прецессии протона в магнитном поле увеличивается с увеличением магнитного поля. Частота вращения прямо пропорционально напряженности магнитного поля и называется частотой Лармора.

На ядро, которое находится в прецессии в приложенном магнитномполе, можно воздействовать внешним переменным электромагнитнымполем- радиоволной. Воздействие радиочастотного излучения увеличиваетугол наклона прецессии ядра. Однако радиоволны могут воздействовать напрецессирующие ядра только вследствие совпадения собственнойчастоты с частотой прецессии. Такое совпадение частот называютрезонансом. Величина угла отклонения зависит от частоты, интенсивности,продолжительности и направленности радиоволны.

Рисунок 3. Схема отклонения спина протона водорода до горизонтального уровня при воздействии радиоволны при совпадении ее частоты с частотой прецессии ядра

Воздействие радиочастотного излучения отклоняет ось прецессии от почти вертикального направления (параллельно направлению статического магнитного поля) до горизонтального - под прямым углом к статическому магнитному полю.Длительность импульса, изменяющего ось прецессии, составляет доли секунды.

Наглядным примером резонанса могут служить качели. Для того,чтобы увеличить амплитуду раскачивания, необходимо, чтобы человек,раскачивающий качели, толкал их в соответствии с собственной частотойкачания качелей. Энергия воздействия другой частоты не окажет на системуникакого воздействия. Поэтому частота радиоволн должна быть в резонансес частотой прецессирующего ядра. В этом состоит суть метода магнитногорезонанса - в использовании радиочастотных волн с частотой прецессииядра водорода.

После прекращения воздействия внешнего электромагнитного сигналаядра возвращаются в свое первоначальное положение, при этом излучаютэлектромагнитные волны той же частоты, что и частота посланныхрадиоволн. Этот процесс называется релаксацией. Ответные радиоволныулавливаются принимающей катушкой во время фазы регистрации МР-сигнала. Затем эти сигналы передаются в компьютер, где происходит ихматематическая обработка и построение изображения.

Таким образом, существуют два вида воздействия радиоволны напрецессирующие ядра при совпадении частот обеих систем, и,соответственно, два вида релаксации - Т1- и Т2-релаксация.

Т1-релаксация - данный вид релаксации происходит, когда спины ядер начинают прецессировать на все меньшие углы и переходят из состояния горизонтальной или поперечной прецессии в вертикальную. Этот процесс носит название продольной или спин-решетчатой релаксации. Время, за которое сигнал уменьшается до 63% первоначального значения и носит название Т1-релаксации.

Т2-релаксация - когда после воздействия радиочастотного сигнала происходит «расфазировка», т.е. ядра начинают прецессировать не в фазе друг с другом, результатом является поперечная или спин-спиновая релаксация. Во время Т2-релаксации интенсивность МР-сигнала уменьшается. Время, требующееся для уменьшения сигнала до 63% от его максимального значения, обозначается как Т2.

1.4 Оборудование для выполнения МРТ

По типу источника основного магнитного поля, МР томографы разделяют на постоянные, резистивные, сверхпроводящие и гибридные системы.

В томографе с постоянным магнитом поле создается между двумя полюсами магнита, сделанного из ферромагнитных материалов. Такой томограф не требует дополнительной электроэнергии или охлаждения. Вес таких систем накладывает ограничения силу создаваемого поля, которое не превышает 0,35 Тл. Недостатками постоянных томографов являются высокая стоимость непосредственно самого магнита и поддерживающих структур и наличие проблемы однородности магнитного поля.

В резистивных магнитах поле создается пропусканием сильного электрического тока по проводу, намотанному на железный сердечник, и направлено параллельно продольной оси катушки. Сила поля таких МРТ ограничена примерно 0,6 Тл, т.к. их вес становится слишком большим для сильных полей. Томографы этого вида нуждаются в хорошей системе охлаждения и в постоянном электропитании для поддержания однородности магнитного поля.

В гибридных системах для создания магнитного поля используются и проводящие ток катушки и постоянно намагниченный материал.

Поля свыше 0,5 Тл обычно создаются сверхпроводящими магнитами, которые очень надежны и дают чрезвычайно однородные и стабильные во времени поля. В таком магните горизонтально направленное поле создается током в проводе из сверхпроводящего материала, не имеющего электрического сопротивления при температурах вблизи абсолютного ноля (- 273,15°C). Совершенный сверхпроводник может пропускать электрический ток без потерь.

В зависимости от напряженности магнитного поля различают несколько типов томографов:

? до 0,1 Тл - сверхнизкопольный томограф;

? от 0,1 до 0,5 Тл -низкопольный;

? от 0,5 до 1 Тл -среднепольный;

? от 1 до 2 Тл -высокольный;

? более 2 Тл -сверхвысокольный.

Низкопольные МРТ обычно имеют резистивные или постоянные магниты. Их преимущество в меньшем количестве противопоказаний для пациентов и персонала. Иногда низкопольные системы имеют специализорованную область применения, например, только для исследований конечностей или открытые томографы. Недостаток таких систем - низкое соотношение сигнал/шум и большее время сканирования, необходимое для получения изображения хорошего качества.[5]

Оптимальная сила поля для клинического отображения лежит в пределах от 0,5 до 2,0 Тл, т.к. высокие поля дают лучшее соотношение сигнал/шум. В клинической практике верхний предел напряженности магнитного поля составляет 2 Тл. Свыше этого предела поля предполагаются потенциально опасными и могут допускаться для использования только в исследовательских лабораториях. Вопрос об оптимальной напряженности поля - предмет постоянной дискуссии специалистов.

Более 90% парка МР-томографов составляют модели со сверхпроводящими магнитами. В середине 80-х гг. фирмы-производители делали упор на выпуск моделей с полем 1,5 Тл и выше, но уже через несколько лет стало ясно, что в большинстве областей применения они не имеют существенных преимуществ перед моделями со средней силой поля. Поэтому сейчас основные производители МР-томографов уделяют особое внимание выпуску моделей со средним и низким полем, отличающихся компактностью и экономичностью при удовлетворительном качестве изображений и меньшей стоимости. Высокопольные системы используются преимущественно в научно-исследовательских центрах.

Сама конструкция может иметь несколько видов.Первый вид называется открытый, а второй закрытый. Аппарат закрытого типа имеет дополнительную часть, а открытый представлен в виде ножного и головного конца. При помощи открытого вида можно полностью поместить человека в оборудование. [3]

Закрытый томограф - это классика магнитно-резонансной томографии. Аппарат здесь выполнен по знакомому многим принципу: пациента кладут на вращающийся «стол», а потом «закатывают» в магнитную узкую трубу, где исследуемый со всех сторон оказывается окружен стенками томографа, остаются лишь отверстия снизу и сверху.

Сама процедура занимает в среднем 25 минут. При этом пациенту все это время нужно находиться в неподвижном положении, иначе полученное в результате изображение будет искажено, что поставить под сомнение информативность процедуры. В завершении врач выдает снимки или диск с изображениями и заключение с расшифровкой полученных в результате МРТ данных.

Недостатки:

? Во время диагностической процедуры постоянно издаются громкие звуки и шумы, которые вызывают дискомфорт. Обычно пациенту выдают специальные наушники или беруши, но они не всегда полностью ликвидируют звук.

? Существует обратная связь с медицинским персоналом, но в форме звонка или аудиосвязи, непосредственного контакта нет.

? Такой вид МРТ обычно вызывает панику у людей, страдающих клаустрофобией, поэтому кому-то приходится принимать успокаивающие препараты перед процедурой (иногда даже очень сильные), кто-то просто отказывается от томографии не в пользу своего здоровья.

? Люди с серьезными травмами (например, перелом) в силу специфики аппарата не могут пройти обследование без неудобств, а иногда и совсем.

? Пациентам с ожирением МРТ закрытого типа остается недоступным.

? Аппарат не подходит для тяжелобольных опять же из-за неудобства расположения в нем человека.

Преимущества:

? Благодаря очень мощной силе магнитного поля, создаваемого закрытым томографом, есть возможность проводить диагностику любой сложности.

? Изображения, полученные на томографе закрытого типа, максимально четкие и достоверные, несколько лучше, чем на открытом.

Томограф открытого типа - это аппарат, далекий от привычного в виде трубы. Поверхность томографа, как можно понять из названия, открыта с боковых сторон, головы и ног, и само обследование проводится в комнате, где создают необходимое для исследования магнитное поле.

Пациенту не нужно оказываться в закрытом пространстве, сталкиваться с сопряженными неудобствами.Принцип обследования при этом остается тот же, результаты также неизменны - в виде снимков или на диске. [3]

Преимущества:

? В кабинете диагностики одновременно с пациентом могут находиться врачи (если того требуются) и сопровождающие (если пациенту, например, страшно или по определенным обстоятельствам действительно нужно сопровождение).

? Пациенты с травмами позвоночника и/или конечностей могут делать МРТ с минимальными неудобствами.

? Если необходимо введение лекарственных препаратов, можно сделать это прямо во время диагностики.

? Пациенты с высокой массой тела могут обследоваться наиболее удобно.

? Пониженный уровень шума по сравнению с закрытым томографом делает процедуру более комфортной.

? Пациенты с клаустрофобией не имеют причин для страха.

? Процедура проходит действительно при полном взаимодействии со специалистом.

? Более современные и совершенные технологии аппарата позволяют получать максимально точное изображение с первой попытки, даже если пациент слегка находился в движении.

? Наиболее удобный вариант дляМРТ детей.

? Лежачие больные, для которых раньше выполнение МРТ было проблематичным, с появлением открытого томографа открылся удобный метод диагностики.

? Если во время оперативного вмешательства требуется особый максимально точный контроль, то МРТ открытого типа - наиболее подходящий вариант.

Информативность, достоверность и доступность двух видов магнитно-резонансной томографии находится приблизительно на одинаковом уровне - результаты обследования не пострадают в любом случае от выбранного типа. Поэтому выбор метода диагностики зависит в большей степени не от итогов, а обстоятельств и личных предпочтений. [3]

Открытый томограф во многом комфортнее, сама процедура гораздо удобнее, но чисто с технологической точки зрения он не лучше закрытого. Закрытый же хоть и выдает максимально достоверный результат и очень четкие изображения, но такие аппараты - не синоним комфорту.

Рисунок 4. Высокопольный магнитно-резонансный томограф.

Внешний вид высокопольного магнитно-резонансного томографа:

1) тоннель магнита; 2) стол пациента, который перемещается в тоннель (центр) магнита; 3) пульт управления столом, с системой центровки и позиционирования области исследования; 4) встроенные в стол радиочастотные катушки для исследования позвоночника; 5) основные радиочастотные катушки для исследования головного мозга; 6) наушники для связи с пациентом.

МРТ внутренних органов малого таза дает возможность с высокой точностью определить анатомическое взаимоотношение и состояние мочеполовых органов, выявить патологический процесс, его локализацию и характер, а также отношение к соседним органам, что в значительной степени облегчает диагностику и правильный выбор тактики лечения, особенно в плане ориентира при проведении эндоскопических операций.

Главными условиями, которые предъявляются к различным методам диагностики, используемым в акушерстве и гинекологии, являются безопасность, неинвазивность или минимальная инвазивность метода, высокая степень информативности и отсутствие лучевых нагрузок. Последнее дает возможность проводить дальнейший динамический контроль эффективности проводимой терапии.



Глава 2. МРТ диагностика рака шейки матки

2.1 Нормальная МРТ-анатомия шейки матки

Анатомия матки лучше всего визуализируется на T2-взвешенных изображениях (Т2ВИ). У женщины детородного возраста в теле и ШМ на Т2ВИ отчетливо определяется дифференцировка отдельных слоев:

1) Функциональный слой эндометрия представлен слизистой оболочкой канала ШМ, с наиболее высокой интенсивностью МР-сигнала.

2) Переходно-соединительная зона образована базальным слоем эндоцервикса, волокнистой соединительной тканью цервикальной стромы, сосудистым компонентом и в основном представлена внутренним слоем миометрия, прилежащим к тонкой пластинке базального слоя эндометрия с развитой сосудистой сетью (прослойкой) по внутреннему контуру, границы между этими двумя гистологическими структурами даже при высокой разрешающей способности томографа, различить практически невозможно. Эта зона рассматривается как эквивалент гипоэхогенного слоя миометрия, расположенного под эндометрием, который дифференцируется при УЗИ. Переходно-соединительная зона имеет низкий МР-сигнал за счёт низкого содержания жидкости во внутреннем мышечном слое, небольшим количеством внеклеточного матрикса, более плотного расположения мышечных клеток, однако интенсивность МР-сигнала непостоянна за счет непрерывных движений миометрия, которые на УЗИ оцениваются как тонус матки. Тонкие волнообразные сокращения маточной стенки вызваны сокращениями внутреннего слоя миометрия. Частота, амплитуда и направление волны изменяются в зависимости от фазы менструального цикла, в среднем 2-3 цикла в минуту. Направление чаще всего - ретроградное (от шейки к дну) в середине цикла и антеградное во время менструации. Сокращение миометрия практически не выявляется во время лютеиновой фазы, наиболее вероятно, для облегчения имплантации эмбриона. Частота сокращений миометрия почти удваивается у женщин с эндометриозом или бесплодием, по сравнению со здоровыми женщинами. Другими словами, вид переходно-соединительной зоны на статическом Т2ВИ может быть суммой преходящих изменений внутреннего слоя миометрия. Низкая интенсивность сигнала переходной зоны на T2ВИ будет объясняться теми же физиологическими явлениями, которые видны в области стойкого сокращения миометрия (особенно парциального), где относительный объем интерстициальной жидкости и крови уменьшается. Возможно, именно тонкие волнообразные движения внутреннего слоя миометрия создают «диффузную» суммационную динамическую нерезкость на Т2ВИ, которая не позволяет дифференцировать слои переходно-соединительной зоны, так как МРТ с высоким разрешением требует нескольких минут для получения T2ВИ с достаточным соотношением сигнала к шуму.[4]

3) Наружный мышечный слой (гораздо меньшей толщины, чем миометрий тела матки, и более рыхлой структуры), который имеет незначительно повышенный МР-сигнал относительно переходно-соединительной зоны. Слизистая оболочка ШМ чаще интенсивно накапливает контрастный препарат, благодаря чему отчетливо дифференцируется от гипоинтенсивной стромы при проведении МРТ с контрастным усилением. Наружная часть стромы ШМ на границе с мышечным слоем также более активно накапливает контрастный препарат. На Т1 взвешенных изображениях (Т1ВИ) без контрастного усиления ШМ имеет вид гомогенной цилиндрической структуры изоинтенсивного сигнала без дифференцировки отдельных слоев в ее стенке. В то же время Т1ВИ необходимы при поиске метастатических поражений лимфатических узлов (ЛУ) малого таза, а также позволяют выявлять наличие локальных скоплений продуктов биодеградации гемоглобина при кровоизлияниях. Слизь или жидкость в цервикальном канале будут видны как линейные структуры более высокой интенсивности сигнала по сравнению с функциональным слоем эндометрия на Т2ВИ, а газ - всегда имеет очень низкий МР-сигнал и на Т1ВИ и на Т2ВИ.

Тело матки на Т2ВИ имеет аналогичную зональную структуру:

1) функциональный слой эндометрия, имеющий относительно высокую интенсивность МР-сигнала;

2) переходно-соединительная зона (базальный слой эндометрия, сосудистая прослойка и подслизистый миометрий, практически отсутствующий в шейке матки) с низкой интенсивностью МР-сигнала;

3) собственно миометрий, с более высокой по отношению к переходносоединительной зоне интенсивностью сигнала. Зональная дифференцировка тела матки часто нечетко выражена у девочек до менархе и женщин в процессе менструации и в постменопаузе.

2.2 Диагностические критерии рака шейки матки при МРТ

РШМ это единственное гинекологическое злокачественное новообразование, до сих пор стадируемое только на основании клинических данных. Чувствительность и специфичность МРТ в стадировании РШМ превосходит точность всех остальных клинических и лучевых методов диагностики, 90,9% и 79,0% соответственно. Эти 9,1% случаев РШМ, не выявленные при МРТ, относились к I-II стадии заболевания. Впрочем, они были практически бессимптомны и не были выявлены также и при клиническом обследовании. С помощью МРТ не всегда удается визуализировать РШМ IA1-2 стадий. В этой связи, в настоящее время МРТ-стадирование рекомендовано выполнять всем пациенткам с инвазивным, морфологически верифицированным РШМ IВ1-IV стадий. МРТ позволяет заподозрить и более надежно выявить распространение процесса на другие структуры и органы малого таза, которое не определяется при клиническом обследовании: например, минимальную инвазию стенки мочевого пузыря. По данным литературы, на Т2ВИ опухоль характеризуется чаще умеренно гиперинтенсивным сигналом по отношению к гипоинтенсивной строме шейки матки. У молодых женщин строма шейки матки может иметь МР-сигнал с умеренным снижением интенсивности, что может затруднять разграничение здоровой ткани и измененной РШМ на Т2ВИ. Взаимосвязь изменений МРТ картины и стадий по FIGO 2012 приведена в таблице 1. [4]

Таблица 1. МР-стадирование в соответствии с FIGO(2009) на основании анализа Т2 взвешенных МРТ изображений

Стадия IА	Нет изменений
Стадия I В	Опухоль в пределах шейки, гипер- или изоинтенсивно МР сигнала по отношению к гиперинтенсивной строме шейки матки.
Стадия IIА Стадия IIВ	Опухоль инфильтрирует верхние 2/3 влагалища- потеря нормального гипоинтенсивного МР-сигнала стенок влагалища.
	Инвазия параметриев-утрата (разрыв) гипоинтенсивного МР-сигнала стромы шейки матки по окружности. Сохранение целостности гипоинтенсивного МР-сигнала по окружности исключает инвазию параметриев.
Стадия IIIА Стадия IIIВ	Распростронение опухоли на н/3 влагалища- потеря нормального низкого МР-сигнала от н/3 стенок влагалища.
	Распространение опухоли до стенок таза (опухоль в пределах 3мм от внутренней запирательной, грушевидной мышц, мышцы поднимающий задний проход и подвздошные сосуды, гидронефроз; поражение ЛУ).
Стадия IVA Стадия IV	Прорастание опухолью слизистой прямой кишки и/или мочевого пузыря.
	Отдаленные метастазы, в т.ч. поражение парааортальных и паховых ЛУ.

Распространение опухоли до стенок таза (опухоль в пределах 3мм от внутренней запирательной, грушевидной мышц, мышцы поднимающий задний проход и подвздошные сосуды, гидронефроз; поражение ЛУ).

В целом, диагностическая точность МРТ в определении стадии инвазивного РШМ составляет 77-90%. В постоперационном периоде МРТ способна с точностью до 70-90% определять размеры опухоли шейки матки в пределах 55 мм от края резекции. МРТ также обладает высокой чувствительностью в диагностике распространения РШМ на своды влагалища (IIA стадия) - 86-93%. Большие опухоли могут вызывать дополнительные трудности диагностики за счет инвагинации пораженной шейки во влагалище, что ошибочно интерпретируется как инвазия в его своды. По данным литературы, у 50-60% пациенток с РШМ IIB стадии (распространение опухоли на параметрии) клиническая стадия заболевания оказывается завышенной из-за трудностей дифференциальной диагностики опухолевого поражения и воспалительных изменений параметриев. С этой задачей на современном этапе МРТ в основном справляется, но обращает внимание большой разброс значений диагностической эффективности метода: диагностическая точность МРТ в выявлении инвазии параметриев по одним данным составляет 88-97%, а по другим - 77-96% , чувствительность - 44-100%, специфичность - 80-97%, отрицательная предсказательная ценность - 94-100%, в то время как оценка степени поражения параметриев является принципиальным при отборе пациенток для радикального хирургического лечения. При наличии четкой демаркации опухоли - «гипоинтенсивного края» (слоя с сигналом низкой интенсивности) по периферии опухоли на Т2ВИ при толщине среза 3мм - специфичность МРТ диагностики достигает 96-98% в отношении исключения инвазии параметриев, что и позволяет в таких случаях отнести РШМ к IВ стадии заболевани. Полное разрушение полосы сигнала низкой интенсивности (появление «разрыва») само по себе является менее специфическим признаком в стадировании РШМ, с прогностической значимостью не более 50%. Даже в опухолях с инвазией на всю толщу стромы инфильтрация параметриев выявляется в 40-73%. Динамическая МРТ и оценка размеров опухоли позволило повысить точность диагностики поражения параметриев за счет оценки интенсивности накопления контрастного препарата, различной для опухолевых и неопухолевых поражений. При этом время динамического наблюдения составляло 40-60 минут, с получением отсроченного Т1ВИ к 5 минуте. По характеру взаимоотношения изменения МР-сигнала стромы и опухоли ШМ при ДМРТКУ авторы разбили пациенток на 6 групп: 1 группа (обозначенная авторами как группа I) при ДМРТКУ характеризовалась более интенсивным накоплением контраста опухолью в ранние фазы и относительной изоинтенсивностью в отсроченные; 2 (IIRR) и 3 (IIR0) группы - повышенным накоплением МРКС стромой как в раннюю фазу, так и при отсроченном исследовании, и только при отсроченном исследовании соответственно; 4 (II0R) группа - пациентки без повышения МР-сигнала в раннюю фазу и с пониженным накоплением - в отсроченную; 5 (II0) группа - без относительно более активного накопления препарата стромой в процессе всего исследования; 6 (III) группа - с активным накоплением препарата в раннюю фазу и стромой и опухолью. Было показано, что ни в одном случае для пациенток 2 и 3 группы вовлечения параметриев не наблюдалось. В 1 и 4 группе такая инвазия была возможна, а характер накопления препарата у больных 5 и 6 группы рассматривался как патогномоничный для РШМ с инвазией в параметрии.

При краниокаудальном диаметре опухоли более 3 см и инвазии на глубину всей стромы шейки матки, измеренные на T2ВИ при тонком сечении по короткой оси через шейку матки (перепендикулярно ее каналу), точность определения инфильтрации параметриев составляет 89% . Также МРТ обладает высокой чувствительностью и специфичностью в диагностике распространения РШМ на стенки мочевого пузыря и прямой кишки - 71-100% и 88-91%, соответственно, отрицательная предсказательная ценность при этом достигает 100%. Некоторые авторы оценивают возможности МРТ еще выше - точность в выявлении инвазии мочевого пузыря - 99%, чувствительность - 83% и специфичность - 99%. Динамическое МРТ с внутривенным введением МР-контрастны средств используется для улучшения эффективности выявления инвазии в мочевой пузырь в сложных случаях. Динамические Т1ВИ с контрастным усилением позволяют более детально оценить глубину инвазии, вовлечение стенок мочевого пузыря, т.к. опухоль более быстро и интенсивно накапливает контрастный препарат, чем мышечный слой стенки мочевого пузыря. [4]



2.3 Методы МРТ при исследовании рака шейки матки

Т2ВИ - основной метод выявления поражений шейки матки

В сагиттальной и аксиальной плоскостях определяют локализацию опухоли, ее размеры и глубину инвазии. Эти же изображения используют для выявления распространения опухоли за пределы ШМ, т.е. инвазию параметриев, прямой кишки и мочевого пузыря, а также оценке состояния стенок таза.

Высококонтрастные Т2ВИ, полученные во многих плоскостях, четко визуализируют опухоли ШМ и их отношение к стенкам мочевого пузыря, ректосигмоидному отделу толстой кишки и стенкам таза, что очень важно как при хирургическом лечении, так и при планировании химиолучевой терапии. Очень важным этапом диагностики является оценка размера опухоли и исключение инвазии опухоли в параметрии.

Точность Т2ВИ составляет 83-93% при визуализации диаметра РШМ и 80-87% при оценке инвазии в параметрии.

Использование внутриполостного контрастирования при раке шейкиматки.

Для более детальной визуализации стенок влагалища и проведения внутривлагалищного контрастирования могут быть использованы интравлагалищные аппликаторы, например, аналогичные системам доставки радиофармпрепаратам (РФП) в ходе брахитерапии. Ценность таких манипуляций сомнительна, так как при этом возможно повреждение слизистой и возникает деформация влагалища. При реальной необходимости проведения такого исследования более целесообразным представляется использование так называемой «эндоректальной» приемной катушки, которая легко может быть введена и во влагалище и позволит дополнительно получить более высокое пространственное разрешение в локальной области за меньшее время. [4]

ДВИ в диагностике рака шейки матки

Диффузионно-взвешенное изображение, несет информацию о структуре тканей, включая плотность упаковки клеток и целостность клеточных мембран, позволяет выявлять некрозы в солидной части опухоли, за счет тенденции к повышению диффузии в зоне некроза, и отличать опухолевую ткань от окружающей нормальной ткани, фиброзных изменений и т.п. При влагалищном варианте РШМ, ДВИ используют для дифференцировки опухолевой и нормальной ткани. ДВИ-МРТ также используется для прогнозирования и мониторинга раннего ответа опухоли на химиолучевую терапию (ХЛТ) в процессе лечения РШМ.

2.4 Контрастные вещества для МРТ-исследований

Если для рентгеновских исследований смысл применения контрастных веществ состоит в их способности «задерживать» рентгеновские лучи и таким образом усиливать контрастность органов и мягких тканей, которые не обладают такими свойствами, то для МРТ-исследований применение

контрастных веществ основано на других явлениях.

В настоящее время наиболее широко используют контрастные вещества на основе гадолиния (Gd) - гадовист, магневист, омнискан. Препарат вводится внутривенно, основным путем выведения из организма являются почки, поэтому основным противопоказаниям для такого рода исследования является почечная недостаточность. Кроме того, абсолютным противопоказанием для МРТ-исследования с применением контрастных веществ является также беременность в любом сроке

Препараты гадолиния являются парамагнитными веществами, они сокращают время Т1- и Т2-релаксацию протонов, ускоряют выравнивание спин ядер по внешнему магнитному полю, что усиливает МР-сигнал и, соответственно, контраст изображения. Контрастные вещества при РТ исследованиях улучшают визуализацию небольших опухолей и опухолей, которые имеют такую же интенсивность сигнала, что и нормальные ткани. Наиболее часто они используются для исследования центральной нервной системы.

Контрастные вещества часто позволяют дифференцировать первичное опухолевое заболевание от других процессов (например, отека), оценить метастазы, воспалительные процессы, подострые мозговые инфаркты и др.

2.5 Режим дозирования

Обычно эффект контрастирования после введения Гадовиста 1.0 сохраняется до 45 мин. После введения МР-контрастного препарата пациент остается под врачебным наблюдением в течении 30 мин, т.к. большинство побочных проявлений препарата наблюдается в этот период времени, как показывает опыт использования контрастных средств. Упаковка Гадовиста 1.0 вскрывали непосредственно перед проведением исследования. [4]

Так же могут быть и осложнения, но при проведении мпМРТ малого таза РШМ встречаются крайне редко. Однако осложнения, связанные с венопункцией и внутривенным введением МРКС (например, выход катетера из вены, подкожное введение препарата) нельзя исключить.

К наиболее частым побочным реакциям, которые наблюдались у пациентов, получивших препарат Гадовист 1.0, относятся: головная боль, тошнота и головокружение.

Наиболее серьезными побочными реакциями являются остановка сердца, тяжелые анафилактические/анафилактоидные реакции. Отсроченные аллергические реакции (через несколько часов или дней) наблюдаются редко.



Глава 3. Интерпретация данных МРТ

3.1 Статистическая обработка данных

Статистическая обработка данных производится с помощью программного пакета StatSoftStatistica 10, Addinsoft XLSTAT. Помимо описательной статистики используются следующие методы: метод К-средних- для разбиения выборки на кластеры; построение ROC-кривых для оценки чувствительности и специфичности, качества бинарной классификации. При оценке модели с помощью ROC-кривой оценивается площадь (AUC) под каждым графиком по градиции приведенной в таблице 2.

Специфичность - доля истинно отрицательных случаев, правильно идентифицированных моделью:

Специфичность = (ИО/(ИО + ЛП)) • 100%

Чувствительность - доля истинных положительных случаев правильно идентифицированных моделью:

Чувствительность = (ИП/(ИП + ЛО)) • 100%

Общая точность - соотношение числа истинных положительных и истинно отрицательных случаев к общему числу случаев. Отражает количество ложноотрицательных исходов (не выявления заболевания) и ложноположительных исходов (гипердиагностика):

Общая точность = (ИП + ИО)/(ИП + ЛО + ИО + ЛП) • 100%



На основе данных ROC-кривой производится оценка чувствительности, специфичности и общей точности модели при заданном разделительном значении.

Рисунок2. ROC-кривая, построенная по категориям оценок

При анализе ROC-кривых придерживаются следующего принципа: чем ближе к левому верхнему углу координатной сетки расположена кривая, тем выше информативность исследуемого метода диагностики или лучше качество системы отображения данных. Если кривая прилежит к диагонали (или совпадает с ней), то информативность метода ничтожна. Необходимо отметить, что в качестве истинно положительных решений может выступать критерий «чувствительность», а в качестве ложно положительных - критерии «1 - специфичность».

Таблица 2. Оценка качества модели в зависимости от интервала AUC с помощью ROC-кривой.

Интервал AUC	Качество модели
0.9-1.0	Отличное
0.8-0.9	Очень хорошее
0.7-0.8	Хорошее
0.6-0.7	Среднее
0.5-0.6	Неудовлетворительное



3.2 Возможные осложнения

Осложнения при проведении мпМРТ малого таза при РШМ встречаются крайне редко. Однако осложнения, связанные с венопункцией и внутривенным введением МРКС (например, выход катетера из вены, подкожное введение препарата) нельзя исключить. К наиболее частым побочным реакциям, которые наблюдались у пациентов, получивших препарат Гадовист 1.0, относятся: головная боль, тошнота и головокружение. Наиболее серьезными побочными реакциями являются остановка сердца, тяжелые анафилактические/анафилактоидные реакции. Отсроченные аллергические реакции (через несколько часов или дней) наблюдаются редко. Чтобы свести к минимуму риск рвоты и возможной аспирации, пациентки воздерживались от приема пищи и жидкостей в течение 2 часов до исследования. В представленном исследовании осложнений не наблюдали. [6]



Заключение

На основании данных, опубликованных в печати, можно сделать заключение о том, что МРТ позволяет равноценно, с высокой степенью информативности как оценивать местную распространенность РШМ, так и выявлять метастатическое поражение лимфатических узлов, превосходя результаты клинического осмотра и КТ.

Напряженность магнитного поля применительно к высокопольнымМР-системам (от 1,5 до 3 Тл) достоверно не влияет на диагностическую эффективность метода при РШМ, так же как и тип используемых катушек. Однако возможность использования сверхбыстрых последовательностей в комбинации с фазированными катушками позволяет получать МР-изображения с более высокой разрешающей способностью за более короткое время, что оптимизирует диагностический процесс.

Для статистической обработки часто используют метод ROC- кривой, который показывает зависимость количества верно классифицированных положительных примеров от количества неверно классифицированных отрицательных примеров. Для получения численного значения клинической значимости теста, а также для сравнения двух тестов, используется показатель AUC.

С большими допущениями можно считать, что чем больше показатель AUC, тем лучшей прогностической силой обладает модель. Однако следует знать, что:

1. показатель AUC предназначен скорее для сравнительного анализа нескольких моделей;

2. AUC не содержит никакой информации о чувствительности и специфичности модели.



Источники

1.Здоровье [Электронный ресурс]: Магнитно-резонансная томография: для кого и зачем- Режим доступаhttp://www.km.ru/bolezni-i-ikh-lechenie/2011/08/25/moe-zdorove/magnitno-rezonansnaya-tomografiya-dlya-kogo-i-zachem- Дата доступа: 30.11.2018.

2. Гинекология[Электронный ресурс]: Правила проведения МРТ малого таза у женщин- Режим доступа https://ginekolog-i-ya.ru/mrt-malogo-taza-u-zhenshhin.html- Дата доступа: 30.11.2018.

3. Энциклопедия УЗИ и МРТ [Электронный ресурс]: МРТ закрытого и открытого типа(вида) - Режим доступаhttps://uziprosto.ru/mrt/inye-voprosy/mrt-otkrytogo-i-zakrytogo-tipa-chto-luchshe-podxodit.html- Дата доступа: 30.11.2018.

4. Е.В. Ткачева // Магнитно-резонансная томография в диагностике рака шейки матки - 2017г.

5. М.Я. Марусина, А.О. Казначеева //Современные виды томографии - [Текст] - 2006г.

6. Е.В. Тарачкова, О.Н. Стрельцова, И.Я. Базаева, Г.И. Ахвердиева, В.О. Панов, О.А. Кравец, И.Е. Тюрин //Возможности МРТ в диагностике рака шейки матки - 2014г.



Приложение

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ (русскоязычные)

ДВИ - диффузионно-взвешенные изображения

ДВИ-МРТ - диффузионно-взвешенное изображение при магнитно-резонансной томографии

ДМРТКУ - динамическая МРТ с контрастным усилением

ИК - измеряемый коэффициент диффузии (карта)

ИО - истинно отрицательный результат

ИП - истинно положительный результат

ИС - интенсивность сигнала

КТ - компьютерная томография

КУ - контрастное усиление

мпМРТ -мультипараметрическая магнитно-резонансная томография

МР - магнитно-резонансный

МР - сигнал-магнитно-резонансный сигнал

МРКС - магнитно-резонансное контрастное средство

МРТ - магнитно-резонансная томография

ЛИОП - локальная инвазия опухоли в параметрии

ЛО - ложноотрицательный результат

ЛП - ложноположительный результат

ЛУ - лимфатические узлы

ОИС - относительная интенсивность сигнала

СО ИС - стандартное отклонение интенсивности сигнала

ПЭТ - позитронно-эмиссионная томография

ПЭТ-КТ - позитронно-эмиссионная компьютерная томография

ПЭТ-МРТ - позитронно-эмиссионная магнитно-резонансная томография

РФП -радиофармпрепарат

РШМ - рак шейки матки

ВПЧ - вирус папилломы человека

ТВУЗИ -трансвагинальное ультразвуковое исследование

ВИ - взвешенные изображения

ВИ - взвешенные изображения

УЗИ- ультразвуковое исследование

ХЛТ - химико-лучевая терапия

ШМ - шейка матки

Gd-ДТПА -диэтилентриамипентанацетат гадолиния или хелатный комплексгадолиния с диэтилентриаминпентауксусной кислотой

ADC - apparentdiffusioncoefficient

AUC - areaunderROCcurveилиплощадьподROC-кривой (см. ниже) или

кривойошибок

СIN - Cervical Intraepithelial Neoplasia илицервикальнаяинтраэпителиальная неоплазия

Сut-off - разделительноезначение

FIGO - The International Federation of Gynecology and Obstetrics или

международная федерация акушеров-гинекологов

FSE/TSE -Fast/turbospinecho или быстрое/ турбо спин-эхо

FOV -FieldOfView или поле зрения

ROC-кривая -receiveroperatingcharacteristic (рабочая характеристика приёмника) или кривая ошибок: график для оценки качества классификацииразделения объектов на две группы с отображением соотношениймежду долей объектов от общего количества объектов в выборкедействительно соответствующих тому или иному критерию (то естьверно классифицированных, как несущих признак) и долей объектов отобщего количества объектов в выборке не соответствующих тому илииному критерию, но ошибочно классифицированных, как несущихпризнак при выборе конкретного порога решающего правила.

Размещено на Allbest.ru