Способ дифференциальной диагностики аденокарциномы головки поджелудочной железы и хронического псевдотуморозного панкреатита у пациентов с механической желтухой
Изобретение относится к области медицины, в частности к рентгенологии, и может быть использовано для дифференциальной диагностики аденокарциномы головки поджелудочной железы (ПЖ) и хронического псевдотуморозного панкреатита у пациентов с механической желтухой. Выявляют патологический процесс спиральной компьютерной томографией (СКТ). При этом до выполнения стандартного многофазного сканирования проводят перфузионное сканирование и с помощью компьютерной программы выполняют установку метки в изображение брюшной аорты. Строят график зависимости "плотность - время". Проводят качественный анализ полученных изображений головки поджелудочной железы по цветным параметрическим картам скорости кровотока и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани. Определяют скорость кровотока и скорость возрастания плотности контрастного вещества в ткани в зоне интереса. При наличии синего окрашивания зоны патологического процесса головки поджелудочной железы на цветных параметрических картах скорости кровотока и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани, при отсутствии подъема кривой на графике "плотность - время", а также при значениях скорости кровотока 47,10±12,47 мл/100 г/мин и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани 1,54±3,45 ед.HU/мин диагностируют аденокарциному головки поджелудочной железы. При наличии красно-желтого окрашивания зоны патологического процесса головки поджелудочной железы, наличии подъема кривой на графике "плотность - время" и значениях скорости кровотока 81,7±17,2 мл/100 г/мин и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани 3,2±1,35 ед.HU/мин диагностируют псевдотуморозный хронический панкреатит у пациентов с механической желтухой. Способ обеспечивает дифференциальную диагностику аденокарциномы головки ПЖ и хронического псевдотуморозного панкреатита у больных механической желтухой за счет заявленных количественных и качественных диагностических критериев. 14 ил., 2 пр.
Изобретение относится к области медицины, в частности к рентгенологии, и может быть использовано для дифференциальной диагностики опухолевых и воспалительных изменений в головке поджелудочной железы (ПЖ) у пациентов с механической желтухой, используя перфузионную компьютерную томографию (ПКТ) с целью выбора тактики лечения и предоперационного планирования.
В настоящее время методом выбора для лучевой диагностики патологических состояний ПЖ является компьютерная томография (КТ) с внутривенным болюсным контрастированием.
При КТ с внутривенным болюсным контрастированием аденокарциному головки ПЖ и хронический псевдотуморозный панкреатит объединяет общий симптом - увеличение размеров головки ПЖ. В большинстве случаев сложности в диагностике возникают в условиях, когда опухолевый процесс ограничен головкой ПЖ, не распространяясь за ее пределы. Дифференциальная диагностика основана на оценке особенностей контрастирования опухолевых и воспалительных изменений в головке ПЖ при компьютерной томографии с внутривенным болюсным введением контрастного вещества (КВ) и постконтрастным сканированием в панкреатическую (на 45 сек) и портовенозную (на 75 сек) фазы. Прямым признаком аденокарциномы ПЖ является очаг сниженного накопления КВ с нечеткими контурами, наиболее отчетливо видимый в панкреатическую фазу (на 45 сек). Для хронического панкреатита характерно умеренное равномерное накопление контрастного вещества в головке ПЖ, сопоставимое по интенсивности с телом и хвостом, максимально выраженное в портовенозную фазу (на 75 сек).
По наиболее близкой технической сущности данный способ выбран нами в качестве прототипа [Кармазановский, Г.Г. Дифференциальная диагностика и определение резектабельности рака поджелудочной железы с помощью МСКТ и МРТ / Г.Г. Кармазановский // Анналы хирургической гепатологии. 2019; 24 (3): С. 22-35].
Однако, недостатком стандартного протокола является тот факт, что у 11 - 27% пациентов аденокарцинома ПЖ не отличается по степени накопления КВ от окружающей паренхимы во все фазы сканирования и оказывается не видна [Шима В. Аденокарцинома поджелудочной железы: выявление, определение стадии и дифференциальная диагностика / В. Шима, К. Кауэлблингер // Медицинская визуализация. - 2015. - №5. - С. 52-72]. Косвенным признаком аденокарциномы является симптом «двух протоков» в виде расширения гепатохоледоха и главного панкреатического протока с обрывом протоков в опухоли, при длительном существовании панкреатической гипертензии с развитием дистальной дистрофии ПЖ. Однако, при локализации опухоли в области крючковидного отростка и задних отделов головки ПЖ такой важный признак, как расширение главного панкреатического протока отсутствует, и дифференциальная диагностика аденокарциномы ПЖ и хронического панкреатита у пациентов с механической желтухой по данным стандартного протокола СКТ оказывается невозможной.
Недостатком способа, выбранного нами в качестве прототипа, является невысокая точность дифференциальной диагностики опухолевых и воспалительных изменений поджелудочной железы, составляющая 90,9% [Ветшева Н.Н. Инструментальная диагностика солидных опухолей поджелудочной железы: автореф. дис. … д-ра мед. наук: 14.01.13 / Ветшева Наталья Николаевна; Рос. науч. центр хир. им. акад. Б.В. Петровского РАМН. - М., 2017. - 37 с.]
Технический результат изобретения - повышение диагностической точности способа дифференциальной диагностики опухолевых и воспалительных изменений в головке поджелудочной железы - достигается тем, что дифференциальную диагностику патологического процесса осуществляют посредством спиральной компьютерной томографии (СКТ), причем до выполнения стандартного многофазного сканирования проводят перфузионное сканирование и с помощью компьютерной программы выполняют обработку полученных изображений, заключающуюся в установке метки в изображение брюшной аорты, построении графика "плотность - время", с последующим проведением качественного анализа полученных изображений головки поджелудочной железы по цветным параметрическим картам скорости кровотока и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани, построении графика зависимости «плотность - время» в головке поджелудочной железы, определении количественных значений показателей перфузии в зоне интереса, таких как скорость кровотока и скорость возрастания плотности контрастного вещества в ткани. Далее при наличии синего окрашивания зоны патологического процесса головки поджелудочной железы на цветных параметрических картах скорости кровотока и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани, при отсутствии подъема кривой на графике "плотность-время", а также значениях скорости кровотока 47,10±12,47 мл/100 г/мин и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани 1,54±3,45 ед.HU/мин, диагностируют аденокарциному головки поджелудочной железы, а при наличии красно-желтого окрашивания зоны патологического процесса головки поджелудочной железы, наличии подъема кривой зависимости плотности контрастного вещества на графике "плотность-время" и значениях скорости кровотока 81,7±17,2 мл/100 г/мин и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани 3,2±1,35 ед.Ни/мин, диагностируют псевдотуморозный хронический панкреатит у пациентов с механической желтухой.
Способ осуществляют следующим образом:
Сканирование выполняют в 3 этапа. На первом этапе выполняют бесконтрастное сканирование брюшной полости, где определяют зону интереса таким образом, чтобы при выполнении перфузии патологический процесс локализовался в центре рамки сканирования.
На втором этапе внутривенно болюсно вводят йодсодержащее КВ и выполняется серия непрерывных динамических сканирований в течение 50 секунд в выбранной зоне интереса. Параметры сканирования: толщина среза 5 мм; интервал 5 мм; тип сканирования axial-S Full; скорость вращения трубки 1.0 с; напряжение на трубке 80 кВ, 220 мА; ширина зоны сканирования 80 мм; матрица 512×512, общее время сканирования 60 с.
На третьем этапе дополнительно вводят КВ и выполняют стандартное многофазное сканирование брюшной полости и малого таза для получения дополнительной информации об анатомии и других патологических процессах в зоне сканирования.
Полученные изображения обрабатывают на рабочей станции Adwantage Workstation VS5. Для параметрического анализа используют программный пакет СТ Perfusion 4D Multi-Organ. Первые изображения в серии не содержат КВ, по ним определяют базовый уровень плотности. Вручную выставляют метку (ROI 1) на брюшную аорту, после чего с помощью компьютерной программы проводят параметрический анализ полученных изображений, расчет количественных значений показателей перфузии в зоне интереса с использованием метода максимального наклона и алгоритма деконволюции.
При измерении показателей перфузии в зоне патологического процесса метки выставляются на центральные и периферические отделы головки поджелудочной железы.
Относительно полученных значений плотности в брюшной аорте и базовой плотности программа делает расчет показателей перфузии в зоне интереса с построением цветных параметрических карт (Фиг. 1) и кривой «плотность-время» (time-enhancement curve) (Фиг. 2).
На фиг. 1. представлены цветные параметрические карты скорости кровотока (а) и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани (b), на которых определяется синее окрашивание опухоли головки поджелудочной железы. В центральных и периферических отделах головки ПЖ установлены метки ROI 2 и ROI 3.
На фиг. 2. представлен график «плотность-время», отражающий изменение плотности КВ во времени в зонах интереса (кривая 2, соответствует установленной метке ROI 2, кривая 3 - ROI 3 на Фиг. 1) относительно кровотока в афферентном сосуде (кривая 1).
Для количественной оценки значений кровотока в каждом вокселе используются многочисленные параметры, такие как скорость кровотока (BF, мл/100 г/мин), объем кровотока (BV - blood volume, мл/100 г), среднее время прохождения контрастного вещества (МТТ - mean transit time, сек), время достижения максимальной плотности контрастного вещества в ткани (ТТР - time to peak, сек), скорость возрастания плотности КВ в ткани (MSI - mean slope of increase, ед.HU/мин), показатель проницаемости стенки капилляров в интерстициальную фазу (PS - permeability surface-area product, мл/100 г/мин), которые отражают функциональное состояние ткани в зоне интереса и выводятся в виде списка абсолютных числовых значений (Фиг. 3).
Сводные списки числовых значений показателей перфузии в установленных точках интереса ROI 2 (а) на фиг. 3 и ROI 3 (b) на фиг. 1.
При наличии синего окрашивания зоны патологического процесса головки поджелудочной железы на цветных параметрических картах скорости кровотока и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани, при отсутствии подъема кривой на графике "плотность-время", а также значениях скорости кровотока 47,10±12,47 мл/100 г/мин и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани 1,54±3,45 ед.HU/мин, диагностируют аденокарциному головки поджелудочной железы.
При наличии красно-желтого окрашивания зоны патологического процесса головки поджелудочной железы, наличии подъема кривой на графике "плотность-время" и значениях скорости кровотока 81,7±17,2 мл/100 г/мин и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани 3,2±1,35 ед.HU/мин, диагностируют псевдотуморозный хронический панкреатит у пациентов с механической желтухой.
Для аденокарциномы ПЖ характерны низкие значения показателей скорости кровотока и скорости возрастания плотности КВ в ткани, что связано с выраженной десмопластической реакцией, обуславливающей компрессию сосудов пролиферирующей стромой опухоли и находит отражение на графике «время-плотность» в виде кривой с отсутствием единственного подъема и синего окрашивания на цветных параметрических картах скорости кровотока, скорости возрастания плотности КВ в ткани.
При хроническом панкреатите аденоматоз и фиброзная ткань, характеризуются нормальными и умеренно сниженными показателями скорости кровотока и скорости возрастания плотности КВ в ткани, появлением единственного подъема кривой на графике «время-плотность» к 25 сек от начала введения КВ и красно-желтым окрашиванием на цветных параметрических картах скорости кровотока и скорости возрастания плотности КВ в ткани.
Разработанный способ был апробирован в клинических условиях. Выполнена перфузионная компьютерная томография (ПКТ) 153 пациентам с механической желтухой. Аденокарцинома головки ПЖ выявлена у 101 пациента (66%), хронический панкреатит - у 52 (34%). Гистологическая верификация получена у всех пациентов (n=101, 100%) с аденокарциномой ПЖ, у 32 (61,5%) с хроническим панкреатитом.
Было выявлено, что усредненные числовые значения показателей перфузии статистически достоверно различаются при аденокарциноме ПЖ и хроническом панкреатите (р<0,005). Так, для аденокарциномы характерны показатели: скорость кровотока (BF) - 35,52±12,78 мл/100 г/мин, объем кровотока (BV) - 5,21±3,15 мл/100 г, среднего времени прохождения КВ (МТТ) - 11,49±4,37 сек, времени до достижения максимальной плотности КВ в ткани (ТТР) - 42,64±7,55 сек, скорости возрастания плотности КВ в ткани (MSI) - 0,99±0,39 ед.HU/мин, проницаемости стенок капилляров в интерстициальную фазу (PS) - 13,65±7,28 мл/100 г/мин. Для хронического панкреатита: скорость кровотока (BF) - 81,7±17,2 мл/100 г/мин, объем кровотока (BV) - 13,6±4,9 мл/100 г, среднее время прохождения КВ (МТТ) - 12,9±4,26 сек, время до достижения максимальной плотности КВ в ткани (ТТР) - 25,3±7,7 сек, скорость возрастания плотности КВ в ткани (MSI) - 3,2±1,35 ед.HU/мин, проницаемость стенок капилляров в интерстициальную фазу (PS) - 10,3±6,3 мл/100 г/мин.
Наименьшей вариабельностью и наибольшей диагностической эффективностью обладают и статистически достоверно различаются (р<0,005) показатели скорости кровотока (BF) и скорости возрастания плотности КВ в ткани (MSI), что продемонстрировано на фиг. 4, где представлены характеристики скорости кровотока (BF, мл/100 г/мин), и на фиг. 5, где показаны характеристики скорости возрастания плотности КБ е ткани (MSI, ед.Н/с) при хроническом панкреатите и аденокарциноме ПЖ.
При наличии синего окрашивания зоны патологического процесса головки поджелудочной железы на цветных параметрических картах скорости кровотока и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани, при отсутствии подъема кривой на графике "плотность-время", а также значениях скорости кровотока 47,10±12,47 мл/100 г/мин и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани 1,54±3,45 ед.HU/мин, диагностируют аденокарциному головки поджелудочной железы, а при наличии красно-желтого окрашивания зоны патологического процесса головки поджелудочной железы, наличии подъема кривой на графике "плотность-время" и значениях скорости кровотока 81,7±17,2 мл/100 г/мин и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани 3,2±1,35 ед.HU/мин, диагностируют псевдотуморозный хронический панкреатит у пациентов с механической желтухой.
На фиг. 6. представлены цветные карты скорости кровотока (BF): «а» - очаг гипоперфузии в головке ПЖ синего цвета, соответствующий аденокарциноме (стрелка); «b» - красно-желтое окрашивание паренхимы головки ПЖ при хроническом панкреатите (стрелка).
Пример 1.
Пациент Б., 53 года, поступил в стационар с жалобами на периодические боли в верхних отделах живота, пожелтение кожных покровов в течение 2 дней. Страдает хроническим панкреатитом с обострениями 2-3 раза в год в течение 15 лет. В лабораторных анализах отмечалось повышение уровня общего билирубина до 350 μmol/l, ACT до 345 U/l, ALT до 165 U/l, уровня СА 19-9 до 53 ng/ml, РЭА до 5.03 ng/ml.
При выполнении стандартного протокола КТ органов брюшной полости с внутривенным болюсным контрастированием выявлены признаки билиарной гипертензии, вызванной стриктурой интрапанкреатической части холедоха, увеличение головки ПЖ до 35 мм. Структура головки ПЖ однородная при нативном сканировании, характеризуется умеренным равномерным накоплением контрастного препарата в панкреатическую (на 45 с) и портовенозную (на 75 с) фазы. Вирсунгов проток не расширен (Фиг. 7).
На фиг. 7 представлены результаты КТ поджелудочной железы, где обозначены: «а» - мультипланарная реформация в корональной проекции. Портовенозная фаза. Стриктура интрапанкреатической части гепатохоледоха (стрелка); «b» - аксиальная проекция. Панкреатическая фаза; «с» - аксиальная проекция. Портовенозная фаза. Головка ПЖ равномерно накапливает КВ во все фазы (стрелки). Опухоли не выявлено.
По результатам стандартного протокола КТ дифференциально-диагностический ряд включал: стриктуру холедоха при желчекаменной болезни, при хроническом панкреатите, изоденсной опухоли головки ПЖ, инфильтративной форме дистальной холангиокарциномы.
При анализе данных перфузионной компьютерной томографии на этапе визуальной оценки параметрических карт в задних отделах головки ПЖ в месте стриктуры холедоха определяется очаг синего окрашивания на картах скорости кровотока и скорости возрастания плотности КВ в ткани (Фиг. 8) размерами 26×13 мм, с низкими значениями показателей перфузии - BF - 39,4 мл/100 г/мин, MSI - 1,2 ед.Н/сек (Фиг. 9). На фиг. 8 представлена перфузионная КТ ПЖ, где «а» - карта MSI. В задних отделах головки ПЖ визуализируется очаг синего цвета, соответствующий гиповаскулярной опухоли (стрелка). На фиг. 9. представлены показатели перфузии, измеренные в очаге гипоперфузии в головке ПЖ на фиг. 8. Значительно снижены BF, BV, MSI, отмечается значительное увеличение ТТР и повышение PS. Показатели соответствуют аденокарциноме.
На графике «плотность-время» (фиг. 10), отражающем перфузию в опухоли головки ПЖ в установленной точке ROI2 на фиг. 8, отсутствует подъем кривой плотности в опухоли головки ПЖ. Пациенту был установлен диагноз резектабельной аденокарциномы головки поджелудочной железы T3N0M0 с инвазией интрапанкреатической части холедоха, что в сочетании с умеренным повышением уровня онкомаркеров послужило основанием к выполнению радикального оперативного вмешательства. Пациент успешно оперирован в объеме гастропанкреатодуоденальной резекции. По результатам гистологического исследования - умеренно дифференцированная аденокарцинома головки ПЖ (pT3N0M0G2) с инвазией холедоха.
Пример №2.
Пациент Т., 52 лет, поступил с жалобами на пожелтение и зуд кожных покровов в течение 2-х суток, периодические боли в животе. Страдает хроническим панкреатитом с обострениями 1-2 раза в год в течение 16 лет, злоупотребляет алкоголем. В лабораторных анализах отмечалось повышение уровня общего билирубина до 131 μmol/l, ACT до 276 U/l, ALT до 184 U/l, уровень СА 19-9 составил 54 ng/ml, РЭА 3.06 ng/ml.
При стандартном протоколе КТ выявлено умеренное расширение гепатохоледоха до 13 мм, обусловленное стриктурой его терминального отдела, увеличение головки ПЖ до 45 мм, структура которой неоднородная за счет кальцинатов. Образований в ПЖ при нативном и постконтрастном многофазном сканировании не выявлено. На фиг. 11 представлены результаты КТ гепатопанкреатодуоденальной зоны. Мультипланарная реконструкция в корональной проекции. Панкреатическая фаза. Кальцинаты в увеличенной головке ПЖ (короткая стрелка). Гепатохоледох умеренно расширен (длинная стрелка).
Учитывая повышение уровня онкомаркеров для исключения изоденсной и изоваскулярной опухоли вторым этапом выполнена ПКТ.
При визуальной оценке параметрических карт отмечается умеренное в сравнении с нормой снижение показателей перфузии, что выражается в участках желтого окрашивания головки ПЖ с участками сохраненной паренхимы красного цвета на картах скорости кровотока и скорости возрастания плотности КВ в ткани (Фиг. 12) и находит отражение в числовых значениях этих показателей - BF - 88,8 мл/100 г/мин, MSI - 2,4 ед.Н/сек (фиг. 13). На фиг. 12 представлена перфузионная КТ ПЖ, где «а» -карта MSI. Головка ПЖ характеризуется красно-желтым- окрашиванием (стрелка). Очагов гипоперфузии синего цвета, соответствующих опухоли в месте обструкции гепатохоледоха не выявлено. На фиг. 13 представлены показатели перфузии, измеренные в участке желтого окрашивания в головке ПЖ на фиг. 12. Умеренно снижены BF, BV, MSI, отмечается небольшое увеличение ТТР. Показатели соответствуют фиброзным изменениям при хроническом панкреатите. На графике «плотность-время» определяется подъем кривых плотности в центральных и периферических отделах головки ПЖ, формирующийся непосредственно после подъема кривой плотности в афферентном сосуде (брюшной аорте) с минимальным снижением плотности и формированием фазы плато на протяжении цикла сканирования, как показано на фиг. 14, где «а» - панкреатическая фаза, аксиальная проекция, в головке ПЖ размещены ROI 2, ROI 3 (стрелка); «б» - график зависимости «время-плотность». Красным цветом (№1) обозначена зависимость показателей в брюшной аорте, красным цветом (№2) в периферических, и зеленым цветом в центральных отделах (№3) головки ПЖ.
По результатам ПКТ был установлен диагноз хронического калькулезного пседотуморозного панкреатита, осложненного рубцово-воспалительной стриктурой терминального отдела холедоха с умеренной билиарной гипертензией. Данных за опухоль не выявлено.
Пациенту выполнена дренирующая операция гепатикоеюностомии. Пациент отслежен динамическим КТ-наблюдением через 6 и 12 мес, данных за опухоль не выявлено.
При стандартном протоколе КТ с внутривенным болюсным контрастированием опухоль в головке поджелудочной железе оказалась изоденсна и изоваскулярна у 38 пациентов (24,8%), у 7 из них отсутствовало расширение главного панкреатического протока, что не позволило поставить правильный диагноз. Ложноотрицательные результаты имели место у 7 пациентов, ложноположительные - у 4. При перфузионной компьютерной томографии ложноотрицательные результаты имели место в двух случаях.
Диагностическая точность перфузионной КТ в дифференциальной диагностике аденокарциномы головки ПЖ и хронического псевдотуморозного панкреатита составила 98,6%, рассчитана по формуле:
где
ДТ - точность заявляемого способа;
ИП - истинноположительные результаты;
ИО - истинноотрицательные результаты;
ЛП - ложноположительные результаты;
ЛО - ложноотрицательные результаты.
Таким образом, применение перфузионной КТ, по сравнению с прототипом, обеспечивает повышение точности дифференциальной диагностики аденокарциномы головки ПЖ и хронического псевдотуморозного панкреатита у больных механической желтухой на 8% и позволяет осуществлять выбор тактики лечения и предоперационного планирования.
Способ дифференциальной диагностики аденокарциномы головки поджелудочной железы и хронического псевдотуморозного панкреатита у пациентов с механической желтухой, заключающийся в выявлении патологического процесса путем выполнения спиральной компьютерной томографии (СКТ), отличающийся тем, что до выполнения стандартного многофазного сканирования проводят перфузионное сканирование и с помощью компьютерной программы выполняют последующую обработку полученных изображений, заключающуюся в установке метки в изображение брюшной аорты, построении графика зависимости "плотность - время", после чего проводят качественный анализ полученных изображений головки поджелудочной железы по цветным параметрическим картам скорости кровотока и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани, строят график "плотность - время" в головке поджелудочной железы, определяют скорость кровотока и скорость возрастания плотности контрастного вещества в ткани в зоне интереса, и при наличии синего окрашивания зоны патологического процесса головки поджелудочной железы на цветных параметрических картах скорости кровотока и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани, при отсутствии подъема кривой на графике "плотность - время", а также при значениях скорости кровотока 47,10±12,47 мл/100 г/мин и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани 1,54±3,45 ед.HU/мин диагностируют аденокарциному головки поджелудочной железы, а при наличии красно-желтого окрашивания зоны патологического процесса головки поджелудочной железы, наличии подъема кривой на графике "плотность - время" и значениях скорости кровотока 81,7±17,2 мл/100 г/мин и скорости возрастания плотности контрастного вещества в ткани 3,2±1,35 ед.HU/мин диагностируют псевдотуморозный хронический панкреатит у пациентов с механической желтухой.
