Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Клинико-морфологическая характеристика патологических процессов заболеваний щитовидной железы 14-24
1.2. Лучевые методы в диагностике узловых образований щитовидной железы 25-44
Глава 2. Материал и методы
2.1. Общая характеристика клинического материала 45-47
2.2. Методики ультразвукового исследования 47-51
Глава 3. Разработка методики комплексной трехмерной эхографии щитовидной железы 52
3.1. Первоначальное моделирование и оптимизация объемного изображения 53-56
3.2. Сбор объемной информации 56-61
3.3. Анализ полученной информации в целом по
объемному изображению и по послойным изображениям 61-65
3.4. Компьютерная обработка и моделирование
оптимального изображения 65-68
3.5. Разработка техники виртуальных операций 68-70
Глава 4. Диагностические возможности трехмерной виртуальной эхографии и ангиографии в оценке и планировании операций при узловых образованиях щитовидной железы 71
4.1. Оценка диагностических возможностей трехмерной виртуальной эхографии и ангиографии при узловых образованиях щитовидной железы 71-85
4.2. Изучение и оценка возможностей виртуальной УЗ-хирургии в планировании операций на щитовидной железе 85-92
Глава 5. Место трехмерной виртуальной эхографии и ангиографии в алгоритме современного инструментального исследования при подозрении на наличие узлового образования щитовидной железы 93-100
Заключение 101-117
Выводы 118-119
Список литературы 120-131
- Клинико-морфологическая характеристика патологических процессов заболеваний щитовидной железы
- Первоначальное моделирование и оптимизация объемного изображения
- Оценка диагностических возможностей трехмерной виртуальной эхографии и ангиографии при узловых образованиях щитовидной железы
- Изучение и оценка возможностей виртуальной УЗ-хирургии в планировании операций на щитовидной железе
Введение к работе
Заболевания щитовидной железы занимают доминирующее место в структуре эндокринной патологии и, бесспорно, относятся к числу социально значимых [17]. Патология щитовидной железы встречается у 18% взрослого населения земного шара, а это примерно 1,5 миллиарда человек [59]. Это обусловлено прежде всего широкой распространенностью среди населения различных форм аутоиммунных, узловых и онкологических поражений этого органа и их зависимостью от ухудшающейся экологической обстановки. Последствия экологической катастрофы в Чернобыле лишний раз подчеркивают актуальность программных исследований, связанных с патологией щитовидной железы [8, 137]. Для нашей страны заболевания щитовидной железы представляют особый интерес, поскольку из-за ослабления внимания к йодной профилактике огромные территории России оказались в той или иной степени эндемичными по зобу [8]. В этой связи увеличилась частота выявления так называемых йоддефицитных состояний, характеризующихся диффузным увеличением железы и появлением объемных образований в ее паренхиме. Своевременное выявление и лечение данных состояний имеет важное значение в профилактике различных заболеваний щитовидной железы, в том числе и злокачественных новообразований [13].
Объемные образования щитовидной железы чаще развиваются в период возрастных гормональных перестроек. Наличие узловых образований у детей, беременных и основной группы трудоспособного населения подчеркивают социальную значимость данной патологии. У этой категории пациентов наиболее часто встречаются функциональные нарушения щитовидной железы (гипотиреоз и гипертиреоз), имеющие различные клинические проявления [11]. Большое число осложнений обуславливают актуальность ранней диагностики данной патологии и динамического контроля над проводимым лечением. Узловые образования щитовидной железы наиболее часто встречающееся патологическое состояние в тиреодологии (40-50% всех заболеваний
составляют узловые поражения) [8,17, 56, 71, 31]. На долю рака приходится от 6 до 10% [12,17,55,56].
Среди всех злокачественных новообразований рак щитовидной железы составляет от 0,4% до 6% и является наиболее распространенной формой злокачественных новообразований эндокринной системы [12, 48, 53]. В настоящее время эпидемиологи и клиницисты наблюдают рост заболеваемости раком щитовидной железы. В РФ среднегодовой темп прироста 1991-2000 годах составил 8,6% [18.]
По данным ВОЗ за последние 20 лет заболеваемость раком щитовидной железы удвоилась, главным образом за счет выявления опухолей у лиц молодого и среднего возраста [53]. Такая статистика еще раз подчеркивает большую значимость патологии щитовидной железы, которая обусловлена как клиническими, так и социальными аспектами.
Образование узлов в щитовидной железе может быть обусловлено различными по морфологии процессами, как опухолевой природы: аденомы, рак, саркомы, так и неопухолевой: смешанные и узловые зобы, хронические тиреоидиты. На ранних стадиях развития дифференциальная диагностика этих заболеваний без использования специальных высокоинформативных методов исследования практически невозможна [64,11,63].
Актуальность поиска объективного метода идентификации узлов очевидна и, во многом, обусловлена необходимостью дифференциальной диагностики рака, аденом и коллоидных узлов. Известно, что риск развития злокачественных новообразований практически отсутствует у больных с коллоидными узлами, тогда как своевременная диагностика аденом щитовидной железы имеет особое значение в связи с хорошо известными данными о возможном развитии рака из аденомы щитовидной железы [64]. С учетом того факта, что аденомы подлежат хирургическому лечению в связи с возможностью их злокачественной трансформации в рак, а коллоидные узлы консервативному, точность и своевременность диагностики имеет принципиальное значение [13].
Тенденция к возникновению скрытых и латентных форм злокачественных опухолей, высокая вероятность малигнизации доброкачественных образований железы, сложность клинического распознавания болезни на ранних стадиях также придают особую остроту и значимость своевременной диагностике узловых образований щитовидной железы и требуют поиска высокоинформативных методов исследования [59]. Известно, что риск малигнизации солитарных узлов составляет 5-10%, а при множественных узлах и сочетанной патологии 3,4-29% [11, 27, 35, 48, 67, 68]. Поэтому, крайне важен и метод своевременной оценки возникновения злокачественных процессов на этапе доброкачественных предраковых состояний щитовидной железы, к которым относятся чаще всего одиночные узловые образования и узловая форма аутоиммунного тиреоидита [11]. Неуклонный рост заболеваемости раком щитовидной железы заставляет проводить все более эффективные мероприятия для выявления ранних, скрытых форм новообразований, лечение которых дает хорошие результаты [29]. При адекватном лечении высокодифференцированных форм опухоли достигается излечение более чем 80-90% больных. Между тем, до настоящего времени, в нашей стране запущенные стадии рака щитовидной железы устанавливаются более чем у 39% вновь выявленных больных. Большинство же случаев раннего выявления этого заболевания является гистологической находкой при плановом исследовании ткани железы, удаленной по поводу предполагавшегося доброкачественного заболевания [53, 65]. По данным ведущих онкологических центров России (РОНЦ РАМН, МНИОИ им. Герцена и др.) Ш-я и IV-я стадии рака щитовидной железы выявляются у 25,5% больных [18]. Такие данные свидетельствуют о необходимости совершенствования существующих методов диагностики, особенно улучшении ранней диагностики. Однако, основная проблема состоит в том, что согласно последним данным литературы [67]:
1) рак щитовидной железы не имеет патогномоничных симптомов и протекает под «маской» обычных узловых поражений щитовидной железы;
чрезвычайно трудна диагностика опухолей (аденом и рака) на фоне сочетанной патологии: аутоиммунного тиреоидита, смешанного зоба;
70% выявляемых узлов - это не пальпируемые образования, морфологическая верификация которых трудна даже с помощью пункционной биопсии;
современные диагностические методы исследования узловых образований (КТ, МРТ, УЗИ, ТИАБ, сцинтиграфия) дают весьма противоречивые результаты;
Между тем, наличие любого узлового образования в щитовидной железе должно быть рассмотрено с точки зрения онкологической настороженности и требует должного и рационального обследования. Основной и окончательной целью этого обследования является решение вопроса о необходимости оперативного лечения [29]. Сложность данной проблемы обусловлена тем, что наличие объемного образования ставит вопрос о необходимости хирургического вмешательства в наиболее активный период жизни пациентов. Нередко операция приводит к развитию гипотиреоза. Это обстоятельство приобретает особое значение, если учесть, что подавляющее большинство пациентов с узловыми образованиями щитовидной железы - женщины репродуктивного возраста, а нарушения тиреоидной функции играют важную патогенетическую роль в развитии рака молочной железы, эндометрия, а также ведут к различным нейроэндокринным нарушениям, бесплодию и не вынашиванию беременности. В связи с этим возникает необходимость веской аргументации показаний для оперативного вмешательства. Принципиально тактическая установка должна быть направлена на максимальное использование всех диагностических возможностей для верификации диагноза еще до операции [11].
Выбор хирургической тактики и объем операции при узловых поражениях железы является сложным и спорным вопросом [8, 11, 12, 10, 29, 36, 41]. На протяжении многих лет отсутствие высокоточных методов дооперационной диагностики заставляло многих клиницистов настаивать на обязательном
хирургическом лечении данной патологии щитовидной железы. Вопрос об объеме операции, по поводу узлового образования, решался в конечном счете, в зависимости от результатов интраоперационной ревизии щитовидной железы, которая часто меняла предыдущие представление о характере и масштабе изменений в железе [50]. Известно, что операции на щитовидной железе нередко приводят к тяжелым послеоперационным осложнениям [105, 106]. Поэтому, во все времена усилия хирургов были направлены на проведение адекватного объема операции, с целью предотвращения рецидивов заболевания и послеоперационных осложнений [16]. Эти задачи на различных этапах решались в соответствии с совершенствованием методов дооперационнои диагностики и прогресса эндокринной хирургии [19,37,48].
Ультразвуковая диагностика в тиреодологии благодаря высокой информативности, неинвазивности и возможности неоднократного повторения исследования стала ведущим среди других методов лучевой диагностики. Однако в настоящее время развитие эндокринной хирургии требует пересмотра существующих канонов диагностики. Операции на щитовидной железе должны выполняться с одной стороны по онкологическим принципам при подозрении на наличие злокачественного образования, с другой стороны, необходимо учитывать, что хирургическое вмешательство проводится на важном эндокринном органе, необходимо максимально стремиться сохранить ткань щитовидной железы, проводить операции в органосохраняющем объеме [11, 29, 73, 91]. Преимуществом такой операции являются гораздо большая вероятность сохранения функции околощитовидных желез, минимальный риск повреждения возвратного нерва и, чаще всего, отсутствие необходимости в заместительной терапии тиреоидными гормонами [8]. Возможность проведения органосохраняющих операций диктует необходимость поиска новых средств визуализации, обеспечивающих более полное решение хирургических задач, а именно: определение точной анатомической локализации патологического очага, определение характера патологического процесса, решение вопроса о возможности и необходимости оперативного вмешательства и определение его
&
оптимального объема [15, 36, 37, 41]. Многие исследователи, в том числе и российские онкологи, анализируя причины диагностических и лечебных ошибок, пришли к выводу, что планирование лечения узловых образований щитовидной железы должно осуществляться консилиумом специалистов -эндокринолог, хирург и радиолог [18]. По словам академика РАМН В.Д.Федорова: «Интеграция мышления хирурга и лучевого диагноста очень важна для установления точного диагноза и правильного определения хирургической тактики» [8]. Именно поэтому, в настоящее время, все большее значение придается тщательному совместному дооперационному планированию хирургических вмешательств.
Сегодня, благодаря стремительному развитию компьютерных технологий стало возможным решение поставленных выше хирургических задач посредством виртуального моделирования хирургических операций.
Весьма своевременным является появление новых УЗ-методик: ультразвуковой ангиографии, трехмерной волюметрической эхографии, различных допплеровских технологий, позволяющих улучшить диагностику узловых образований щитовидной железы и помочь в определении хирургической тактики. Появление в современной клинике перспективных, но малоизученных УЗ-технологий, позволяет обоснованно поставить вопрос о необходимости их клинического применения, внедрению в диагностику и лечение пациентов с узловыми образованиями щитовидной железы.
Предпринимаемая нами работа основана на принципах доказательной медицины, посвящена вопросам клинической апробации и диагностического осмысления новых ультразвуковых технологий при узловых образованиях щитовидной железы.
Цель работы
Усовершенствование методики УЗ - исследования щитовидной железы путем комплексного применения современных УЗ - трехмерных технологий и методики УЗ - ангиографии в диагностике узловых образований щитовидной железы.
Задачи
Разработать методику трехмерной виртуальной эхографии и ангиографии, позволяющую уточнить топографию щитовидной железы, оценить состояние ее паренхимы и сосудистую архитектонику.
Определить диагностическую эффективность методики трехмерной виртуальной эхографии и ангиографии в диагностике узловых образований щитовидной железы.
Сопоставить результаты, полученные при трехмерной волюметрической эхографии и ангиографии с данными других методов инструментального исследования и данными оперативных вмешательств.
Определить место и роль трехмерной виртуальной эхографии и ангиографии в алгоритме инструментального обследования пациентов с узловыми образованиями щитовидной железы.
Научная новизна
Впервые разработана и предложена к использованию методика трехмерной виртуальной эхографии и ангиографии в диагностике узловых образований щитовидной железы.
На основе большого клинического материала проведена комплексная оценка ультразвуковых признаков узловых образований щитовидной железы и определена зависимость их от морфологического строения опухоли.
Разработан диагностический алгоритм использования ультразвуковых методик при обследовании пациентов с заболеваниями щитовидной железы.
Проведена сравнительная оценка информативности традиционного УЗ-исследования, ЦДК, ЭК и трехмерной виртуальной эхографии и ангиографии в диагностике узловых образований щитовидной железы.
Впервые совместно с хирургами разработана методика моделирования органосохраняющих операций у пациентов с узловыми образованиями
щитовидной железы по данным трехмерной виртуальной эхографии и ангиографии.
Практическая значимость работы
Предложенная методика трехмерной виртуальной эхографии и ангиографии при исследовании щитовидной железы обеспечивает более точную и быструю оценку патологических изменений и улучшает диагностику узловых образований щитовидной железы.
Применение данной методики позволяет точно оценить локализацию узлового образования в ткани щитовидной железы, определить взаимоотношение узлового образования и окружающих сосудов, что крайне важно при выборе тактики оперативного вмешательства.
Предложенный диагностический алгоритм обеспечивает наиболее рациональный подход при исследовании пациентов с подозрением на наличие узлового образования в щитовидной железе, помогает хирургам в выборе тактики оперативного вмешательства, обеспечивает проведение динамического контроля.
Положения, выносимые на защиту
1. Разработанная методика трехмерной виртуальной эхографии и ангиографии является высокоинформативным методом в выявлении узловых образований щитовидной железы и позволяет осуществлять дифференциальную диагностику различных патологических образований щитовидной железы.
2. Сравнительная оценка ультразвуковых методик при сопоставлении с данными оперативного вмешательства позволяет достоверно определить преимущества трехмерной волюметрической эхографии и ангиографии, по сравнению с традиционными методиками ультразвукового исследования.
Предложенный диагностический алгоритм позволит оптимизировать процесс обследования пациентов при заболеваниях щитовидной железы, а также осуществлять качественный мониторинг лечения пациентов.
Определение по данным трехмерной виртуальной эхографии и ангиографии зон очагового поражения наиболее предпочтительного для пункционной биопсии, позволяет получить наибольшее число информативных цитологических заключений.
Точная информация о патологическом процессе, полученная с помощью трехмерной виртуальной эхографии и ангиографии, позволяет определить адекватный объем оперативного вмешательства у больных с узловыми образованиями щитовидной железы и смоделировать органосохраняющие операции с помощью электронного скальпеля.
Реализация работы
Результаты нашей работы используются:
В работе ультразвуковых кабинетов кафедры лучевой диагностики Учебно-научного центра Медицинского центра Управления Делами Президента РФ
В работе хирургических отделений Центральной клинической больницы Медицинского центра Управления Делами Президента РФ
На циклах тематического усовершенствования врачей ультразвуковой диагностики кафедры лучевой диагностики Учебно-научного центра Медицинского центра Управления Делами Президента РФ.
Апробация диссертации состоялась 16 апреля 2004 года на совместной научно-практической конференции кафедры лучевой диагностики Учебно-научного центра Медицинского центра Управления Делами Президента РФ отделения ультразвуковой диагностики, отделения КТ и МРТ, хирургических отделений Центральной клинической больницы Медицинского центра Управления Делами Президента РФ, отделений Объединенной больницы с
поликлиникой Медицинского центра Управления Делами Президента РФ, поликлиник Медицинского центра Управления Делами Президента РФ
Основные положения диссертации доложены и обсуждены
На 10-й Международной конференции «Современное состояние методов неинвазивной диагностики в медицине» - Ангиодоп 2003, Россия, Сочи, 16-20 мая 2003г.
На первой международной конференции «Высокие медицинские технологии 21 века», Бенидорм (Испания), ноябрь 2003 г.
На 4-м съезде Российской Ассоциации специалистов ультразвуковой диагностики в медицине, Москва, 27-30 октября 2003 г.
На заседании ультразвуковой секции Московского общества медицинских радиологов, 19 февраля 2004г.
На европейском конгрессе радиологов ECR, Вена (Австрия) 5-8 марта 2004г.
На 5-м российском научном форуме Радиология 2004,16-21 мая 2004г.
Объем и структура работы
Диссертация изложена на 131 странице машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы, сокращений. Диссертация иллюстрирована 39 рисунками, 9 таблицами, 6 диаграммами и графиками, 1 схемой. Указатель литературы включает 139 источников, из них 66 отечественных и 73 иностранных авторов. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ (список работ приведен в автореферате).
Клинико-морфологическая характеристика патологических процессов заболеваний щитовидной железы
Согласно гистологической классификации основные патологические процессы щитовидной железы составляют: гиперплазия (диффузная и узловая), аденомы, злокачественные опухоли и тиреоидиты [17,40].
Развитие патологических процессов в ткани щитовидной железы сопровождается структурными изменениями тиреоидной паренхимы диффузного или очагового характера. Значительное место в структуре заболеваний щитовидной железы составляют объемные образования (40-50%) [12,55].
В связи с этим вопросы классификации, диагностики и лечения узловых образований, как подчеркивалось на Втором Всероссийском тиреодологическом конгрессе, являются более чем актуальной задачей [39].
В настоящее время под термином «узел» в клинической практике подразумевается очаговое образование щитовидной железы, имеющее различные морфологические характеристики, протекающее на фоне эутиреоза [17]. Различают следующие морфологические формы узловых образований: узловой коллоидный пролиферирующий зоб, доброкачественные опухоли, злокачественные опухоли [17, 54]. Согласно классификации ВОЗ (1988) доброкачественные и злокачественные опухоли имеют эпителиальное и неэпителиальное строение. К доброкачественным эпителиальным относятся фолликулярная аденома и прочие доброкачественные опухоли.
Среди аденом согласно морфофункциональной классификации выделяют макро- и микроаденомы, портклеточные аденомы, фолликулярные аденомы, аденомы из клеток Ашкинази, эмбриональные аденомы, аденомы из С-клеток и токсическую аденому щитовидной железы [63]. Для всех этих доброкачественных опухолей независимо от гистологического строения, характерно наличие соединительно-тканной капсулы, расположенной вокруг объемного образования.
Рак щитовидной железы является наиболее частой злокачественной опухолью желез внутренней секреции [47]. Злокачественные опухоли в зависимости от морфологического строения и связанного с ним клинического течения имеют различные формы.
Международная гистологическая классификация злокачественных опухолей включает: 1.Эпителиальные опухоли: а) Папиллярная карцинома. б) Фолликулярная карцинома. в) Медуллярная (С-клеточная карцинома) г) Недифференцированная (анапластическая ) 2.Неэпителиальные опухоли: а) Фибросаркома. б) Прочие. 3.Смешанные опухоли а) Карциносаркома. б) Злокачественная гемангмиоэндотелиома. в) Злокачественная лимфома. г) Тератома. 4. Вторичные опухоли. 5. Неклассифицируемые опухоли.
Основным патогенетическим фактором развития узловых образований щитовидной железы является нарушение гормонообразования, наиболее часто обусловленного недостатком йода или дефектами гормонопоэза [8, 31, 64]. Недостаточная выработка тиреоидных гормонов по механизму «обратной связи» вызывает избыточную стимуляцию щитовидной железы гипофизом, посредством тиреотропного гормона. Выработка последнего стимулируется нейрогормоном гипоталамуса. Это ведет к процессу узлообразования через ряд последовательных стадий: диффузной и очаговой гиперплазии, образованию аденом и рака. В то же время существуют убедительные данные о возможности развития опухолевого процесса в неизмененном органе [11, 64]. Среди этиологических факторов возникновения опухоли выделяют действие ионизирующей радиации [46,91].
Изменения плотности тиреоидной паренхимы могут быть результатом дисэмбриогенеза фолликулярного эпителия (кисты щитовидной железы), следствием гиперпластических разрастаний тиреоцитов (аденомы) и участками злокачественной трансформации этих клеток (рак щитовидной железы). Объемные образования щитовидной железы могут представлять собой узлы коллоидного зоба, лимфоидно-плазмоцитарные инфильтраты (при тиреоидите Хашимото) и заполненные жидкостью полости со стенкой, сформированной из соединительной ткани (кисты, формирующиеся в участках предшествующих воспалительных процессов в ткани щитовидной железы) [64].
Эпителиальные клетки кист, сформировавшихся в результате дисэмбриогенеза, могут стать источником развития аденом и, несколько реже, рака щитовидной железы. Напротив, кисты воспалительного генеза не подвергаются карциноидной трансформации. Риск развития злокачественных новообразований практически отсутствует у больных с коллоидными узлами, тогда как ранняя диагностика аденом щитовидной железы приобретает особую практическую значимость в связи с хорошо известными факторами о возможности их злокачественной трансформации в рак щитовидной железы [64].
Одиночные узловые образования в щитовидной железе многими клиницистами рассматриваются как облигатный предрак. По данным литературны, частота рака среди одиночных узлов колеблется от 5% до 54,2%. В литературе широко освящается вопрос о предраке щитовидной железы, о значимости различных заболеваний (зоб, тиреоидит) в генезе рака, о малигнизации аденом. Ferrary с соавт. и Solbiati с соавт. утверждают, что фолликулярный рак развивается на фоне уже существующей аденомы [33].
Первоначальное моделирование и оптимизация объемного изображения
Известно, что ультразвуковое сканирование любого органа в объемном режиме сопряжено с некоторыми техническими трудностями и особенностями. Полученный результат, во многом, зависит от полноты собранной информации, от того, каким образом и от какого места было начато сканирование, какие точки отсчета и ориентиры были использованы и т.д. Поэтому, перед началом любого объемного сканирования необходимо провести его моделирование и посмотреть, как и в каком объеме будут отражены все интересующие структуры. С этой целью у каждого пациента получали, несколько быстрых объемных сканов, каждой из долей щитовидной железы. Эти сканы являлись контрольными или ориентировочными, и обеспечивали основную информацию о пространственном расположении щитовидной железы, ее размерах, взаимоотношении с крупными сосудами. Во время получения контрольных сканов подбирали технические условия для сбора трехмерной информации.
Для каждого доступа проводили подбор параметров сбора волюметрических данных (угол ротации - (при ротационном сканировании), длина поля сканирования — (при линейном сканировании), скорость сбора волюметрических данных - (Slow, Medium, Fast)). Так как исследование сочеталось с задержкой дыхания, учитывалось время сбора волюметрических данных при подборе оптимальных параметров сканирования. За максимальное время возможной задержки дыхания, комфортное для пациента было выбрано значение в 24 секунды. Качество полученных фронтальных срезов у здоровых добровольцев оценивали по трехбальной шкале, где 1 — плохая визуализация, 2 - удовлетворительная, 3 — хорошая. Таким образом, подбирались оптимальные параметры для сканирования при каждой выбранной программе. Результаты данных исследований представлены в таблице № 2.
Для создания фронтальных изображений в режиме серой шкалы из всех выбранных режимов наилучшими по качеству были признаны программы 1 и 4. Ротационные методики с поперечным (19-21) или продольным (10-18) положениями датчика не обеспечивали полную визуализацию доли щитовидной железы. При анализе данных таблицы наиболее оптимальными программами среди линейного сканирования для создания изображений в В-режиме были при длине поля линейного сканирования в 5 и 10 см, параметры скорости сканирования Low. Они обеспечивали качественную визуализацию органа при условиях комфортной задержки дыхания менее 20 секунд. Размер длинника доли учитывали при выборе программы. Если размеры доли по длиннику превышали 5 см, то выбиралась программа 4, если не превышали, то программа 1 (рис.1). Рис.№1. Изображения щитовидной железы в режиме серой шкалы.
Для построения фронтальных УЗ-ангиограмм наиболее качественными с меньшим числом артефактов оказались ротационные методики с продольным расположением датчика. При использовании линейного сканирования программ (1-6) и при ротационном сканировании, но поперечном положении датчика (19-20) возникали артефакты от пульсации сонных артерий, искажавшие изображение. Программы с медленной скоростью сканирования Low также содержали большее число артефактов от пульсации. Параметры скорости сканирования Medium были оптимальными по времени задержки дыхания и меньшему числу артефактов. Артефакты от пульсации сонных артерий, не искажали изображение. Таким образом, наилучшими по качеству были признаны программы 14 и 17. При выборе программ учитывалась ширина доли. Если значения ширины доли превышали 1,5 см, то выбиралась программа 17 с углом ротации в 60 градусов, если меньше 1,5см, то задавались параметры программы 14 с углом ротации в 45 градусов. Таким образом, при комплексном сканировании и сборе волюметрических данных в условиях ротации целесообразно использовать параметры программы 14 или 17 (рис.2). Рис.№2. Изображение доли железы в режиме УЗ-ангиографии.
После выбора оптимальных параметров программы проводился сбор объемной информации.
Для сбора волюметрической информации применяли стандартный датчик с частотами сканирования от 7 до 13 Мгц, который обычно используется для исследования щитовидной железы. Сканирование проводили в режиме «свободной руки», после выбора при первоначальном моделировании оптимального акустического окна и параметров. Для снижения артефактов от движения пациента просили задержать дыхание на время сбора волюметрических данных - максимально до 24 секунд. Первоначально проводился сбор волюметрических данных в режиме серой шкалы. Затем проводился повторный сбор комплексной информации, в режимах серой шкалы и в режиме УЗ-ангиографии. Такой подход обеспечивал визуализацию паренхимы щитовидной железы, магистральных сосудов шеи, собственных сосудов щитовидной железы.
Для сбора объемной информации в режиме серой шкалы применялись по 4 доступа с каждой из сторон.
Для сканирования правой доли щитовидной железы были использованы правый поперечный передне-верхний, правый поперечный срединный, правый продольный внутренний и правый продольный срединный доступы. Для левой доли — соответственно левый поперечный передне-верхний, левый поперечный срединный, левый продольный внутренний и левый продольный срединный доступы. 8 стандартных позиций постановки датчика: 1- правый поперечный передне-верхний для линейного сканирования в поперечном сечении через всю правую долю, 2- правый поперечный срединный для ротационного сканирования в поперечном сечении от верхнего полюса до нижнего через всю правую долю, 3- правый продольный внутренний для линейного сканирования в продольном сечении от трахеи до правой сонной артерии через всю правую долю, 4- правый продольный срединный доступ для ротационного сканирования в продольном сечении от трахеи до правой сонной артерии через всю правую долю, 5- левый поперечный передне-верхний для линейного сканирования в поперечном сечении через всю левую долю, 6- левый поперечный срединный для ротационного сканирования в поперечном сечении от верхнего полюса до нижнего через всю левую долю,
Оценка диагностических возможностей трехмерной виртуальной эхографии и ангиографии при узловых образованиях щитовидной железы
Основную группу больных для оценки информативности разработанной методики составили 75 больных. Средний возраст больных составил 45,7+/-7,3 лет (от 18 до 68 лет). Всем пациентам проводилось комплексное исследование, включавшее осмотр, пальпацию щитовидной железы, анализ лабораторных показателей гормонов крови и антител к гормонам щитовидной железы, комплексное ультразвуковое исследование, прицельная пункционная биопсия узлов под контролем ультразвука, сцинтиграфия щитовидной железы (19), КТ (6), МРТ (6).
После комплексного исследования и пункционной биопсии, проведенной под контролем УЗИ, у 26 больных была выявлена нетоксическая аденома, у 15 -одиночные коллоидные узлы, у 14 - многоузловой зоб, у 11 пациентов были обнаружены злокачественные образования и у 9 пациентов - зоб Хашимото.
Из них по результатам комплексного исследования были оперированы 53 пациента: гемиструмэктомия — 36 (рак щитовидной железы — 4, многоузловой зоб — 8, аденома - 24), тиреоидэктомия — 10 (рак щитовидной железы — 6, многоузловой зоб - 4), резекция доли — 7 (аденома - 2, коллоидный узел — 5).
При анализе эхограмм в режиме серой шкалы были выявлены различные по структуре и эхогенности образования. Методика трехмерной эхографии в сочетании с трехмерной ангиографией позволила более дифференцировано подойти к определению нозологического характера узловых образований, что представлено в таблице №» 6.
При решении вопроса о необходимости оперативного лечения узлового образования в щитовидной железе важно определить: имеем ли мы дело с истинным очаговым образованием или это псевдоочаг, как, например, при аутоиммунном тиреоидите. Установить диагноз узлового образования на фоне диффузного поражения по данным УЗИ в режиме серой шкалы представляло значительные трудности. Существенный вклад в дифференциальную диагностику внес метод трехмерной реконструкции изображения и изучения ангиоархитектоники железы с помощью трехмерной ангиографии. На основании применения методики ЗД-ангио были разработаны дифференциально-диагностические критерии при различных узловых образованиях щитовидной железы, представленные в таблице № 7.
Используя возможности 3D и ЗО-ангиографии, в 10 случаях у пациентов на дооперационном этапе были диагностированы коллоидные узлы объемом менее 2,8 куб. см. Образования имели четкие контуры, при ЗО-ангиографии определялся перинодулярный кровоток. В связи с доброкачественным характером образований, подтвердившимся при пункционной биопсии у 10 пациентов, планировавшиеся ранее операции были отменены (рис.6). Рис.№6. Коллоидные узлы щитовидной железы.
С помощью трехмерной эхографии 9 пациентам, у которых предполагался многоузловой зоб и планировалось оперативное лечение был диагностирован аутоиммунный тиреоидит. При гипертрофической форме аутоиммунного тиреоидита с формированием псевдоузлов во всех случаях была характерна гиперваскуляризация, ход сосудов был извитой с широким анастомозированием сосудов между собой, сосудистый рисунок в зоне «псевдоузлов» не отличался от соседних участков (рис.7). Рис.№7. Гипертрофическая форма аутоимунного тиреоидита с псевдоузлами.
У 2 пациентов по данным 3D была диагностирована аденома на фоне аутоиммунных диффузных изменений. При анализе информативности УЗ-методик в диагностике сочетанной патологии были получены следующие данные, приведенные в диаграмме № 3.
Таким образом, чувствительность ультразвуковой методики повышалась с 51% до 82% с применением ЗД эхографии и до 93% при применении ЗД-ангиографии в определении сочетанной патологии.
Дифференциальная диагностика аденом и коллоидных узлов была затруднена из-за сходства эхографической картины при традиционном ультразвуковом исследовании. Методика трехмерной эхографии в сочетании с трехмерной ангиографией позволила более дифференцировано подойти к определению нозологического характера узловых образований. Она обеспечивала оценку узловых образований в различных плоскостях, детальную визуализацию контуров, кальцинатов, капсулы, распространения процесса. Применение данной методики позволило в 25 случаях диагностировать аденому.
Изучение и оценка возможностей виртуальной УЗ-хирургии в планировании операций на щитовидной железе
Всего для виртуальной УЗ-хирургии было отобрано 12 пациентов с узловыми образованиями щитовидной железы. Среди них 4 пациента злокачественными опухолями щитовидной железы, 5 с одиночными доброкачественными образованиями и 3 пациента с многоузловым зобом. При морфологическом исследовании у больных со злокачественными опухолями были установлены папиллярный рак в сочетании с аденомой, фолликулярная карцинома, микрокарцинома в сочетании с узловым зобом, медуллярный рак. При исследовании доброкачественных образований у 2 больных была верифицирована аденома и у 3 коллоидные узлы.
Исследование пациентов проводили на ультразвуковых аппаратах экспертного класса Antares (Siemens), Aplio Toshiba Во всех случаях выполнены трехмерные реконструкции в режиме серой шкалы, ЭК и режиме Advans Dynammic Flow (волюметрическая ангиография) на основе которых проведены виртуальные операции.
Оценка локализации объемного образования проводилась согласно разработанной совместно с хирургами анатомической классификации сегментарного деления железы в объеме (12 сегментов в каждой доле). Определялся суммарный объем пораженной и суммарный объем здоровой ткани и их локализация по сегментам.
Одновременная визуализация трех плоскостей, их пространственная ротация при трехмерной волюметрической эхографии в режиме серой шкалы давали возможность послойного просмотра исследуемого объема.
Критериями оценки были структура образований, объем, контуры, целостность капсулы, степень инвазии, оценка топографо-анатомических взаимоотношений с окружающими тканями.
Волюметрическая ангиография позволяла оценить пространственное расположение сосудистой сети, визуализировать сосуды, прилежащие к патологическому очагу и определять их принадлежность к бассейну верхней и нижней щитовидной артерии.
Оценивался сосудистый рисунок железы и опухоли. Полученная информация использовалась с целью более точной диагностики характера образования.
Для наглядной пространственной ориентации использовалась виртуальная объемная реконструкция. Оценивались наиболее важные для хирурга аспекты. При виртуальном моделировании учитывались и планировались особенности технического выполнения операции: - выбор доступа, - мобилизация ткани щитовидной железы, которая должна осуществляться в пределах здоровой ткани, особенно при злокачественных новообразованиях, - перевязка верхней и нижней щитовидной артерии.
На основании полученных данных разрабатывался план предполагаемых операцийЗсем больным по разработанному сценарию проводились с помощью функций электронного скальпеля виртуальные операции.
Все этапы исследования сопоставлялись с ходом реального оперативного вмешательства, которое было проведено у 12 из этих пациентов. В ходе исследования проводилось сопоставление фронтальных срезов с гистоморфологическими данными.
У всех пациентов на дооперационном этапе была определена четкая локализация узловых образований согласно анатомической классификации сегментарного деления железы. Наиболее частая локализация злокачественных опухолей определялась в среднем передне-латеральном и среднем задне-медиальном сегментах правой доли.
Анализ данных исследования при проведении корреляции фронтальных срезов с интраоперационными данными доказал высокую эффективность трехмерной эхографии в сочетании с трехмерной ангиографией (ЗО-УЗА) в определении локализации образований, четкости контуров, степени инвазии и количества узлов (Табл.9). Таблица №9. Точность УЗ-методик в оценке узловых образований щитовидной железы. Дополнительная информация о внутренней эхоструктуре образования, наружных контурах, соотношении зон различной эхогенности, о состоянии пограничных тканей была получена во всех случаях злокачественных новообразований. Это достигалось за счет объемного восприятия зоны интереса в трех взаимно перпендикулярных сечениях, послойного анализа любой из них. Трехмерные реконструкции наглядно демонстрировали вовлечение в процесс окружающих тканей, наличие регионарных метастазов в двух случаях виртуального моделирования операций у больных со злокачественными опухолями. Анализ взаимоотношений новообразований с окружающими органами и тканями и характер изменений этих структур (степень разрушения, направление смещения) позволили не только наметить путь удаления образования, но и прогнозировать вероятность и объем травматичных вмешательств, а также оценить резектабельность.
В случае медуллярной карциномы с помощью данных виртуального моделирования была доказана невозможность выполнения радикальной операции.
