Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Нерестюк Я.И.

Институт хирургии им. А.В. Вишневского МЗ РФ Минздрава РФ, Москва

Кармазановский Г.Г.

ФГБУ "Институт хирургии им. А.В. Вишневского" Минздрава России, Москва

Кубышкин В.А.

ФГБУ "Институт хирургии им. А.В. Вишневского" Минздрава России, Москва

Кригер А.Г.

Институт хирургии им. А.В. Вишневского, Москва

Хайриева А.В.

Институт хирургии им. А.В. Вишневского Минздрава РФ, Москва, Россия

Трехмерная реконструкция компьютерных томограмм в выборе оперативного вмешательства при протоковой аденокарциноме поджелудочной железы

Авторы:

Нерестюк Я.И., Кармазановский Г.Г., Кубышкин В.А., Кригер А.Г., Хайриева А.В.

Подробнее об авторах

Журнал: Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2017;(4): 36‑40

Просмотров: 343

Загрузок: 3

Как цитировать:

Нерестюк Я.И., Кармазановский Г.Г., Кубышкин В.А., Кригер А.Г., Хайриева А.В. Трехмерная реконструкция компьютерных томограмм в выборе оперативного вмешательства при протоковой аденокарциноме поджелудочной железы. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2017;(4):36‑40.
Nerestyuk YaI, Karmazanovskiĭ GG, Kubyshkin VA, Kriger AG, Khairieva AV. The role of 3D-CT in surgery for pancreatic ductal adenocarcinoma: post-processing and tissue volume calculation. Pirogov Russian Journal of Surgery = Khirurgiya. Zurnal im. N.I. Pirogova. 2017;(4):36‑40. (In Russ.).
https://doi.org/10.17116/hirurgia2017436-40

?>

Протоковая аденокарцинома является наиболее распространенным первичным новообразованием поджелудочной железы и составляет 80% злокачественных опухолей этого органа [2, 10]. Такой тип опухоли поджелудочной железы занимает четвертое место в структуре причин смерти от рака во всем мире. Опухоль характеризуется агрессивным ростом, выявляется на далеко зашедших стадиях, а 5-летняя выживаемость составляет всего 5%. Адъювантная химиотерапия является единственным способом, позволяющим увеличить выживаемость пациентов после R0-резекции [5, 8].

Несмотря на агрессивный и инвалидизирующий характер дуоденопанкреатэктомии (ДПЭ), в некоторых ситуациях эта операция является единственным способом продления жизни пациентов. По данным клиники Мейо, продолжительность жизни после ДПЭ при достижении объема R0 и отсутствии на момент операции метастатического поражения лимфатических узлов достигает двух лет.

Компьютерная томография (КТ) — метод выбора в диагностике и предоперационном стадировании рака поджелудочной железы [5, 7, 11, 14]. По мере совершенствования компьютерных томографов (мультиспиральная компьютерная томография) и получения изотропных вокселей [3] стала доступна более совершенная постпроцессорная обработка, с помощью которой возможно получить исчерпывающие данные о локализации опухоли, инвазии сосудов и соседних органов, что имеет огромное значение для хирурга на предоперационном этапе. Кроме того, объемный рендеринг, как один из инструментов трехмерной обработки, позволяет оценивать объем опухоли и неизмененной поджелудочной железы, а также определять степень развития коллатерального кровообращения на основе объема сосудистой сети.

Объемный рендеринг поджелудочной железы (опухоли и неизмененной ткани), соседних органов, сосудов осуществляется наподобие сегментации печени [4], однако в отличие от моделирования оперативных вмешательств на печени основан на использовании стандартных программных пакетов.

Цель настоящего исследования — ретроспективный анализ КТ-изображений в двух группах больных, перенесших ДПЭ и панкреатодуоденальную резекцию по поводу протоковой аденокарциномы, а также создание объемных реконструкций, подсчет объемов тканей и использование полученных данных хирургом в планировании операций и интраоперационной ориентации.

Материал и методы

Проведен ретроспективный анализ КТ-исследований 30 пациентов с гистологически подтвержденной протоковой аденокарциномой поджелудочной железы, госпитализированных в наш институт с 2009 по 2012 г., которым выполнено хирургическое лечение. Больные были разделены на две группы: в 1-й группе произведена ДПЭ (n=15), во 2-й группе — панкреатодуоденальная резекция (n=15). КТ-исследование органов брюшной полости проводили на мультидетекторных компьютерных томографах Brilliance 64, Brilliance iCT 256 фирмы «Philips» с временем ротации трубки 0,75 с. За 30 мин до исследования пациент выпивал 200 мл воды. Нативное исследование выполняли при толщине среза 0,9 мм, питч 1,1, 120 кВ, 220 мАс, ширина окна W/C 360/60, коллимация 64×0,625/128×0,625, область сканирования — от купола диафрагмы до крыльев подвздошных костей. Длительность сканирования составляла 5—7 с. Для получения артериальной и венозной фаз сканирования исследование начинали на 10-й и 35-й секундах с момента достижения порогового контрастирования аорты 130 ед. Н (программный пакет bolus tracking). Исследование в отсроченную фазу проводили у всех пациентов на 4—6-й минуте после введения контрастного препарата.

Постпроцессорная обработка изображений. Для визуализации образований поджелудочной железы проводили оценку изображений во все фазы контрастного усиления на рабочей станции Brilliance Workspace Portal с использованием стандартного программного пакета СТ Viewer и получением трехмерных моделей органов и тканей на основе совмещения артериальной и венозной фаз исследования, а также с расчетом объемов получаемых тканей. Также ретроспективный анализ КТ-изображений и трехмерная обработка были проведены двумя рентгенологами с опытом работы 3 года и 1 год. При статистическом анализе использовали программу SPSS для Windows, парные корреляции вычисляли с помощью коэффициента корреляции Спирмена. Общую корреляцию считали сильной при значении более 0,7, средней при 0,5—0,69, умеренной при 0,3—0,49, слабой при 0,2—0,39, очень слабой при значении меньше 0,19; частную корреляцию считали высокой значимости при р<0,01, значимой при р<0,05, не значимой при p<0,01, тенденция достоверной связи прослеживалась при р<0,1. Проверку равенства средних значений, полученных двумя рентгенологами, проводили с применением t-критерия Стьюдента и расчетом групповой статистики и критериев для независимых выборок.

Результаты и обсуждение

Соотношение мужчин и женщин в 1-й и 2-й группах было равным (42 и 58, 46 и 54% соответственно), средний возраст в группах больных составил 62±6,6 и 55±8,8 года. Согласно гистологическому заключению, преобладали умеренно дифференцированные аденокарциномы (табл. 1).

Таблица 1. Гистологическая классификация опухоли в группах

Объемы поджелудочной железы, опухоли и сосудистого русла приведены в табл. 2. При этом объем сосудистой сети подсчитывали с помощью выделения только брыжеечных сосудов — артерий чревного ствола, верхней и нижней брыжеечных артерий, а также вен портальной системы. Минимальный диаметр выделяемого сосуда составил 1,8±0,2 мм, при наличии сосудов меньшего диаметра значительно увеличивалось время постпроцессорной обработки и не выделялись, к тому же при малом диаметре их дифференциация на артерии и вены значительно затруднена. Значимое различие обнаружено только по объему опухоли, который в 1-й группе составил 24 см3, во 2-й — 9,8 см3. Таким образом, после ДПЭ опухолевая ткань составила 31,8% всей здоровой паренхимы, после панкретодуоденальной резекции — 16,2%.

Таблица 2. Объемы тканей и сосудистых структур (показатели в см3)

Данные, полученные двойным слепым методом, представлены на рис. 1 (см.). При сравнении средних значений объемов тканей, рассчитанных первым и вторым рентгенологом, различия были статистически незначимы (t-критерий Стьюдента 0,16, р>0,05), поэтому можно сделать вывод о том, что на данный тип постпроцессорной обработки опыт работы рентгенолога не влияет.

Рис. 1. Объемы тканей, определенные двумя рентгенологами. а — в группе 1; б — во группе 2.

Время на создание трехмерной модели составило 61,7±8,7 мин. Виртуальная модель дает полное представление не только о локализации образования, но и локализации инвазии. Уверенные или сомнительные данные о сосудистой инвазии должны указываться на трехмерной реконструкции, чтобы хирург четко знал, на что он должен обратить особое внимание (рис. 2).

Рис. 2. Томограммы, трехмерное изображение. Инвазия опухоли в сосуды отсутствует (а), имеется (б).

При сравнении объема опухолей и портальной венозной сети установлено, чем больше объем опухоли, тем больше объем вен портальной системы (p<0,03).

На рис. 3 (см.) представлены изображения портальной системы у пациентов 2-й группы. Визуально отмечается меньшее количество сосудов по сравнению с 1-й группой.

Рис. 3. Томограммы, трехмерное изображение. Строение портальной венозной сети у пациентов 2-й группы. Образования локализуются в головке (б, в), перешейке (а), перешейке и частично с распространением на головку и тело (г).

Трехмерная реконструкция повышает диагностические возможности в определении локализации опухолевого поражения, что видно из табл. 3.

Таблица 3. Показатели чувствительности, специфичности, точности в определении локализации опухолевого поражения для двух рентгенологов (в %)

Предоперационная подготовка, знание вероятных артериальных и венозных анатомических особенностей, анализ сосудистой реконструкции делают операции на поджелудочной железе безопаснее. Такая операция, как ДПЭ, хотя и является инвалидизирующий, зачастую остается единственным способом продления жизни больных. В связи с этим необходимо предполагать ДПЭ при невозможности выполнения органосберегающей операции, так как резекция R0 при этом недостижима.

Трехмерные реконструкции с расчетом объемов позволяют оценивать объем поражения поджелудочной железы, предоставляют хорошую пространственную визуализацию, а также полезную дополнительную информацию о взаимоотношении поджелудочной железы, сосудов, смежных органов [6, 12]. С помощью использования трехмерных моделей в нашем исследовании увеличились чувствительность и точность определения локализации опухолевого поражения. КТ-наборы свидетельствуют о том, что визуализация артерий и вен в одну фазу исследования — невыполнимая задача, так как невозможно получить хорошее контрастирование и артериального, и венозного русла одновременно. Визуализация сосудов при низком пороговом значении контрастного усиления, например в промежуточной фазе между артериальной и венозной, создает трудности и, зачастую, может приводить к ложным выводам об архитектонике. Поэтому создание трехмерных реконструкций было основано на слиянии фаз каждого исследуемого объекта в его максимальную (пиковую) контрастную фазу. Вместе с тем, аксиальные срезы, которые являются сырыми данными, обладают большей информативностью, и поэтому возможность наложения фаз методами постпроцессинга имеет максимальное значение в оценке взаимоотношений органов, сосудистых структур, образований только при точном сопоставлении с аксиальными срезами (рис. 4).

Рис. 4. Томограммы, аксиальный срез на одном и том же уровне. Визуализация артерий и вен в артериальную (а) и венозную (б) фазы. Постпроцессорная обработка с визуализацией вен в артериальную фазу исследования (в).

Кроме высоких показателей контрастного усиления, на точность совмещения фаз также влияет положение пациента, глубина вдоха, поэтому для снижения артефактов от дыхательной экскурсии брюшной стенки перед исследованием необходимо инструктировать пациентов о том, что при выполнении всех фаз исследования необходимо обеспечить одно и то же положение на столе, а также одинаковую глубину вдоха (рис. 5). Данные инструкции также необходимы при перфузионных исследованиях поджелудочной железы [13].

Рис. 5. Томограммы, аксиальный срез. а — несоответствие положения верхней брыжеечной вены, которая получена в венозную фазу и совмещена с артериальной фазой исследования, в результате разной глубины вдоха. Синяя область, соответствующая верхней брыжеечной вене в венозную фазу исследования, не совпадает с границами в артериальную фазу; б — полное соответствие выделяемой зоны (синим цветом) в венозную фазу исследования истинным границам воротной вены в артериальную фазу исследования.

Выделение различных тканей производится методом заливки, с последующей возможностью отобразить любое количество выделенных тканей как вместе, так и каждую по отдельности. Возможность вращения объектов позволяет оценить структуру в любой плоскости, при этом получать полную информацию о ее пространственном положении. Такая методика позволяет четко визуализировать синтопию органов, стенозы сосудов (рис. 6), локализацию опухоли (рис. 7) и т. д.

Рис. 6. Томограммы, трехмерное изображение портальной вены у больного с аденокарциномой головки и перешейка ПЖ. а — вид спереди (диаметр равномерный); б — вид снизу (сужение диаметра — инвазия); в — трехмерная модель (красный цвет — артерии, зеленый цвет — паренхима поджелудочной железы, голубой — портальная вена, желтый цвет — опухоль, коричневый цвет — расширенный общий желчный проток и внутрипеченочные желчные протоки). Вид снизу позволяет оценить локализацию стеноза, его степень, протяженность, что необходимо учитывать при протезировании зоны конфлюенса воротной вены.

Рис. 7. Томограммы, трехмерное изображение. Аденокарцинома головки, перешейка, тела поджелудочной железы. а, б, в — постепенное уменьшение визуализации тканей позволяет оценить расстояние от поверхности кожи до интересуемого органа, их взаимоотношение, локализацию в паренхиме органа. На рисунках «б» и «в» в общем желчном протоке визуализируется стент, на изображении «б» в правом подреберье в просвете желчного пузыря контрастный препарат.

Возможность регулирования прозрачности и отображение по плотности визуализируемых частиц в системе координат позволяет исключать выбранные структуры из реконструкции, либо визуализировать минимально.

Для получения точных моделей необходимо сканирование по соответствующим протоколам, которые обеспечивают максимальное контрастирование зон интереса после внутривенного болюсного контрастного усиления. Контрастное усиление зависит от многих факторов — возраста, пола, сердечного выброса, объема и скорости контрастного препарата, характеристики перфузии выбранных структур и т. д. Реконструкция с низкими показателями контрастирования и, как следствие, низким градиентом плотности тканей менее информативна (рис. 8).

Рис. 8. Томограммы, трехмерная модель (а) и аксиальные срезы (б, в).

Аденокарцинома поджелудочной железы, диффузное поражение всех отделов. Низкое накопление контрастного вещества паренхимой поджелудочной железы в результате опухолевого поражения всех отделов, а также инфильтрация прилежащей клетчатки и множественные ветви венозного коллатерального кровообращения являются причиной низкого градиента между соседними структурами, венами, тканями в венозную фазу контрастного усиления. В связи с этим качество реконструкции снижается и требует больше времени на построение и использование полностью ручного режима выделения тканей.

3D-реконструкции на основе данных КТ позволяют получать сведения об объеме сосудистого русла целиакомезентериального бассейна и на основании этого выявлять косвенные признаки сосудистой инвазии по степени развития кровоснабжения. Значимых различий объема сосудистой сети между группами, в которых выполняли ДПЭ и панкреатодуоденальную резекцию, нами не обнаружено, однако отмечено некоторое увеличение объема артериального русла и портальной венозной сети у пациентов после ДПЭ. Можно предположить, что при наборе большей когорты пациентов и включении в исследование группы сравнения без заболеваний поджелудочной железы будет возможно получить статистически значимые выводы, касающиеся зависимости объема сосудистого русла от объема опухолевого поражения поджелудочной железы. При инвазии опухоли в сосудистую стенку развивается коллатеральное кровоснабжение и соответственно меняется объем сосудистой сети. По данным метаанализа, проведенного Y. Zhang и соавт. [15], чуствительность и специфичность в определении артериальной инвазии по данным КТ составляет 71 и 92% соответственно. В отношении венозной инвазии, наоборот, чувствительность выше (до 100%), специфичность ниже (71%) [1]. Кроме того, точность в определении сосудистой инвазии зависит от стажа работы рентгенолога и опыта диагностики заболеваний гепатопанкреатобилиарной области [1, 9]. Расчет объема сосудистой сети может стать объективным критерием оценки сосудистой инвазии.

Выполнение ДПЭ наиболее вероятно, когда протоковая аденокарцинома поджелудочной железы на основании данных КТ-трехмерных моделей составляет более 31,8% всего объема поджелудочной железы. 3D-реконструкции на основе данных КТ позволяют получать сведения об объеме сосудистого русла целиакомезентериального бассейна и по степени развития кровоснабжения выявлять косвенные признаки сосудистой инвазии. Этот вид постпроцессорной обработки необходимо выполнять во всех наблюдениях на предоперационном этапе, основываясь на междисциплинарном подходе к лечению.

Постпроцессорная обработка направлена на отбор пациентов и определение резектабельности [7, 11], а также на обеспечение максимальной наглядности анатомических зон интереса на предоперационном этапе, поэтому ее совершенствование является залогом успешного лечения пациента.

Таким образом, выполнение дуоденопанкреатэктомии наиболее вероятно, когда протоковая аденокарцинома составляет, по данным KT-трехмерных моделей, более 31,8% всего объема поджелудочной железы. Постобработка КТ-изображений с получением трехмерных моделей дает возможность улучшить предоперационную оценку резектабельности, точнее определить локализацию опухоли и оценить сосудистую инвазию.

*e-mail: nerestyuk@inbox.ru

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail