Федеральное агентство по образованию
РЕКЛАМНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
Автоматическое обнаружение новообразований (АОН)
.02068999.00339-01 99 01
Листов 10
Разработчики:
_____________ //
_____________ //
_____________//
23.07.2009 <пусто>
1. Функциональное назначение разработки, область применения, ее ограничения
Введение
В последние годы отмечается широкое внедрение мультиспиральной компьютерной томографии (МСКТ) для исследования различных органов и систем [1]. Одной из новых МСКТ-методик исследования толстой кишки является виртуальная колоноскопия (ВКС), позволяющая получать трехмерные изображения толстой кишки с возможностью осмотра поверхности слизистой кишки в различных вариантах. В России ВКС применяется только эпизодически, и в научной литературе имеются лишь единичные публикации по данной методике [2]. За рубежом ВКС достаточно широко используется, даже для проведения скрининга патологии толстой кишки [3].
Виртуальная колоноскопия (ВКС) – рентгенологический метод обследования толстой кишки, который осуществляется с помощью мультиспирального компьютерного томографа и соответствующего программного обеспечения, позволяющего выполнить различные плоскостные и объемные изображения просвета кишки.
Наибольшее значение данная методика имеет в диагностике новообразований толстой кишки, аномалий развития, дивертикулов и воспалительных поражений толстой кишки. Приоритетным направлением является выявление неопластических изменений толстой кишки, в связи с высокими показателями заболеваемости раком толстой кишки как в России (3-4 месте в структуре онкологических заболеваний), так и в мире (2-3 место в структуре смертности от онкологических заболеваний) [4]. Возникновение колоректального рака (КРР) возможно предупредить путем своевременного выявления и удаления полипов. Выбор методов обследования для программы скрининга КРР предполагает не только убедительные показатели достоверности результатов, но и доверие к методу у пациентов, их расположение к подготовке и проведению исследования [5].
Опция автоматического обнаружения новообразований (АОН) в программе виртуальной колоноскопии (ВКС) представляет собой компьютерную схему анализа данных для автоматического обнаружения объемных образований [6]. АОН помогает врачу в обнаружении полипов, указывая на локализацию подозрительного образования. Опция АОН позволяет объективизировать результаты, избежать вариабельность диагностических заключений и свести на минимум влияние таких личностных факторов, как опыт врача и усталость.
Цель
Настоящее исследование выполнено с целью определения потенциала опции АОН в обнаружении новообразований толстой кишки.
Материалы и методы
Этические нормы были соблюдены. В группу исследования были включены 250 пациентов с подтвержденным наличием 185 объемных образований (10 случаев рака и 175 аденоматозных полипов). Всем пациентам были проведены ВКС, фиброколоноскопия (ФКС) и гистологическая верификация новообразований. Проведение ВКС предполагает предварительное очищение кишки с целью получения адекватной визуализации. При хорошей подготовке кишечника чувствительность ВКС в выявлении полипов всех размеров увеличивается [2]. Полипы и раковые опухоли могут скрываться под резидуальным содержимым. Остатки твердого стула, особенно гомогенной структуры, прилежащие к стенке, также можно принять за полиповидное образование. Очищение кишечника для ВКС сходно с таковым при подготовке к ирригоскопии и фиброколоноскопии. Подготовка начинается в день перед исследованием. Для очищения кишки используют один из 2-х основных протоколов:
Препарат Фортранс применяется из расчета 1 пакетик препарата на 20 кг веса пациента. Каждый пакетик необходимо растворить в 1 литре воды. Литр раствора принимается на протяжении часа по стакану каждые 15 минут. Начинать прием препарата следует не позже 14-00 в день перед исследованием. Утром в день исследования (не позже чем за 3 часа до процедуры) необходимо поставить 2-3 клизмы.
За час до исследования пациентам старше 5 лет рекомендуется принять препарат спазмолитического действия (например, Дротаверин, «Но-шпа»). Во время подготовки пациент может продолжать прием лекарств, которые принимает обычно. Для пациентов с сахарным диабетом, необходима корректировка дозы сахароснижающих препаратов лечащим врачом на период подготовки и в день исследования.
Исследование начинается с введения определенного количества воздуха, углекислого газа или смеси газов в толстую кишку [6,7]. Традиционно для растяжения кишки используется атмосферный воздух [2]. Преимуществами введения воздуха является его легкая доступность и финансовая экономичность. По данным ряда исследований [2] отмечается снижение дискомфорта пациентов при использовании углекислого газа. Затем пациент размещается на столе аппарата, в прямую кишку вводится наконечник, через который нагнетается воздух, углекислый газ или смесь газов. Установка наконечника может осуществляться врачом или рентгенолаборантом в положении пациента на правом боку с согнутыми в коленях ногами. Для нагнетания газа в толстую кишку используются различные устройства. Самое простое – это груша, соединенная с наконечником. Нами использовалось устройство для раздувания толстой кишки, по типу аппарата Боброва, которое позволяет контролировать давление и объем вводимого газа [8]. МСКТ исследование осуществлялось на 6-срезовом компьютерном томографе Brilliance фирмы Philips при следующих параметрах: 150 мАс, 120 кВ, коллимация 6 х 0,75 мм, толщина среза 1,5 мм, питч 0,9. Полученные изображения анализировались на станции (Colon CAD 3.0, Philips). Интерпретация данных начинается с оценки слепка кишки [6]. Оценивалась форма, расположение, контур, гаустрация, ширина просвета кишки на всем протяжении, качество подготовки к исследованию. На данном этапе возможно выявление аномалий развития, дивертикулов, признаков хронического воспаления, наличие стенозирования просвета, недостаточность баугиниевой заслонки [7]. Проекция тканевых переходов отображала структуры интереса как затененные или как прозрачные [1]. Данное изображение может быть создано с помощью SSD (Superficiality Shadow Display, дисплей оттененных поверхностей) или VRT (Volume Rendering Transformation, объемное представление) с узким диапазоном КТ-чисел, который соответствует переходной зоне между содержимым просвета (воздух или контрастное средство) и окружающей тканью. SSD – реалистически представляло трехмерное изображение поверхностей интересующих структур. VRT –– метод отображения, который обеспечивает прозрачность изображений и 3D–эффекты. Эта техника обработки информации создает, например, изображения, симулирующие ирригоскопию с двойным контрастированием [1]. В качестве альтернативы могут быть выбраны мультипланарные реконструкции тканевых переходов, позволяющие достигнуть сходных результатов. На аксиальных срезах и мультиплоскостных реформациях оценивались толщина стенки кишки и степень инвазии опухоли, состояние околокишечных тканей и внутрибрюшные лимфоузлы [7]. Далее производится эндоскопический осмотр просвета кишки по ходу центральной линии [7]. Центральная линия определяется автоматически либо вручную. При эндоскопическом осмотре можно оценивать внутреннюю поверхность толстой кишки: характер складок, наличие объемных образований, сужений просвета, дивертикулов [7]. Программа виртуальной диссекции (filet) позволяет получить плоскостной обзор внутренней поверхности кишки путем выпрямления центральной оси кишки и выполнения виртуального продольного разреза [1]. В программе эндоскопического окна и виртуальной диссекции с помощью опции АОН в качестве метода «первого прочтения» проводилась интерпретация полученных данных. Анализ осуществлялся последовательно одним и двумя исследователями независимо и расценивался, как истинно - положительный, если границы автоматического выделения соответствовали истинной локализацией опухоли. Результаты сравнивались с данными эндоскопического исследования (фиброколоноскопии) и гистологическими протоколами удаленных образований. Статистически подсчитывалась чувствительность методики ВКС с опцией АОН, ВКС с интерпретацией одним и двумя врачами - операторами.
Результаты
В группу исследования были включены 250 пациентов с подтвержденным наличием 185 объемных образований (10 случаев рака и 175 аденоматозных полипов) по данным фиброколоноскопии и гистологически верифицированных. У 180 пациентов было выявлено 175 полиповидных образований, и у 10 пациентов был диагностирован колоректальный рак. С помощью опции АОН было выявлено 161 (чувствительность составила 92%) из 175 объемных образований у 172 пациентов. Все 10 злокачественных образований у 10 пациентов были выявлены (чувствительность - 100%) (Рисунок 1). Из 175 аденоматозных полипов при ВКС с использованием опции АОН были выявлены 54 образования (82%) размером до 5 мм, 78 (98%) полипов размером 5-10 мм (Рисунок 2), 29 полипов (100%) более 10 мм в диаметре. Не визуализировались при АОН 14 полипов вследствие небольшого размера (менее 4 мм). При АОН было выявлено 16 плоских образований (89%) из 18, два из которых не были отмечены при интерпретации одним и двумя исследователями (Рисунок 3).
В большинстве современных программ АОН высокая чувствительность сочетается и с высоким количеством ложно-положительных результатов, но они легко дифференцируются врачом-оператором. Обычно, среди выбранных кандидатов на полиповидные образования много ложно - положительных находок, обусловленных проминированием, утолщением складок (Рисунок 4) или резидуальным содержимым.
Плоские образования, новообразования, покрытые резидуальной жидкостью, расположенные в неадекватно растянутом отделе кишки, циркулярно суживающие просвет карциномы, определяют наличие ложно - отрицательных результатов при АОН.
По результатам проведенного исследования (табл. 1, табл. 2), чувствительность ВКС с АОН в выявлении объемных образований размером более 10 мм в диаметре составила 100%, размером от 5 до 10 мм в диаметре – 98% и размером менее 5 мм в диаметре - 82%. Таким образом, чувствительность АОН высокая к образованиям уплощенной формы и полиповидным образованиям более 5 мм в диаметре. Показатели чувствительности ВКС с АОН выше, чем показатели при интерпретации одним врачом-оператором и сопоставимы с показателями чувствительности при методе двойного прочтения (двумя врачами-операторами).
Заключение
Таким образом, задача выявления доброкачественных предраковых новообразований, особенно таких, которые в течение многих лет могут протекать абсолютно бессимптомно и имеют достаточно большую распространенность с успехом решается при скрининге методом ВКС [3, 5]. Конечно, проведение однократного анализа полученных на ВКС результатов одним врачом-рентгенологом следует заменить на просмотр двумя врачами («двойное чтение») или дополнить анализ данных ВКС просмотром с АОН для большей информативности и эффективности скрининга по аналогии с маммографией. Таким образом, АОН – это эффективная методика выявления объемных образований толстой кишки, которая позволит повысить «аккуратность», тщательность работы радиолога при обследовании без существенного увеличения времени на интерпретацию.
Таблица 1
Характеристика выявленных полипов по размеру (n=175)
Методика | Размер | |||||||
До 5 мм | 5-10 мм | Более 10 мм | Итого | |||||
Абс. | Чув-ть % | Абс. | Чув-ть % | Абс. | Чув-ть % | Абс. | Чув-ть в среднем % | |
ФКС | 66 | 100% | 80 | 100% | 29 | 100% | 175 | 100% |
ВКС1 | 52 | 79% | 72 | 90% | 27 | 93% | 151 | 86% |
ВКС2 | 58 | 89% | 76 | 95% | 29 | 100% | 163 | 93% |
ВКС АОН | 54 | 82% | 78 | 98% | 29 | 100% | 161 | 92% |
ФКС – фиброколоноскопия
ВКС 1 – ВКС при интерпретации одним врачом-оператором
ВКС 2 – ВКС при интерпретации двумя врачами операторами
(методом двойного прочтения)
ВКС АОН – ВКС при анализе с помощью метода АОН
Таблица 2
Макроморфологическая характеристика выявленных полипов (n=175)
Методика | Размер | |||||||
Сидячие | На ножке | Плоские | Всего | |||||
Абс. | Чув-ть % | Абс. | Чув-ть % | Абс. | Чув-ть % | Абс. | Чув-ть в среднем % | |
ФКС | 106 | 100% | 61 | 100% | 18 | 100% | 175 | 100% |
ВКС1 | 84 | 79% | 57 | 93% | 10 | 55% | 151 | 86% |
ВКС2 | 89 | 84% | 60 | 98% | 14 | 78% | 163 | 93% |
ВКС АОН | 85 | 80% | 60 | 98% | 16 | 89% | 161 | 92% |
ФКС – фиброколоноскопия
ВКС 1 – ВКС при интерпретации одним врачом-оператором
ВКС 2 – ВКС при интерпретации двумя врачами операторами
(методом двойного прочтения)
ВКС АОН – ВКС при анализе с помощью метода АОН
Подписи к рисункам
Рисунок 1
Мужчина 60 лет. При ВКС на аксиальном изображении (слева) и в программе эндоскопического окна (справа) определяется объемное образование (при гистологическом исследовании - низкодифференцированная аденокарцинома), которое определяется синим цветом при АОН
Рисунок 2
Женщина 33 лет. При ВКС в программах эндоскопического окна с АОН определяются полиповидные образования на широком основании размером от 5 до 10 мм в диаметре (а), полиповидное образование на складке (б)
Рисунок 3
Мужчина 60 лет. При ВКС в программе filet (слева) и в программе эндоскопического окна (справа) определяется плоское образование вытянутой (удлиненной) формы (при гистологическом исследовании – имплантационный метастаз опухоли поперечно-ободочной кишки)
Рисунок 4
Мужчина 66 лет. При ВКС в программе filet (а) и в программе эндоскопического окна (б) при АОН определяются утолщенные складки ободочной кишки.
Список литературы:
Матиас Прокоп, Михаэль Галански Спиральная и многослойная компьютерная томография : Учебн. Пособие : В 2 т./ ; Пер. с англ.; Под ред. , . – М.: МЕДпресс-информ, 2006-2007-07-20 , Игнатьев компьютерная виртуальная колоноскопия в диагностике патологии толстой кишки (обзор литературы) // Медицинская визуализация. 2008. №6. С.73. Levin B., Lieberman D. A., McFarland B., et al. Screening and surveillance for the early detection of colorectal cancer and adenomatous polyps, 2008: a joint guideline from the American Cancer Society, the US Multi-Society Task Force on Colorectal Cancer, and the American College of Radiology. Gastroenterology 2008; 134:1570-95. Jemal A., Siegel R., Ward E., et al. // Cancer statistics, 2008. CA Cancer J Clin 2008;58:71-96. Robert H. Fletcher // Colorectal Cancer Screening on Stronger Footing / NEJM 359;12, 2008; p. 1285-1288 Lefere, Philippe; Gryspeerdt, Stefaan (Eds.) Virtual Colonoscopy A Practical Guide / /2006, X, 200 p.
Yee J. Virtual colonoscopy// Galdino G., 2008; 219 p. с соавт., 2008, «Устройство для раздувания толстой кишки»//Патент на полезную модель № 000 от 14-05-2007 г.Используемые технические средства:
- персональный компьютер класса Pentium I ;
- операционная система Windows 98/2000/XP/Vista.
Специальные условия применения и требования организационного, технического и технологического характера.Отсутствуют.
Условия передачи программной документации или ее продажи.Реализация программного продукта возможна на любых типах носителей и осуществляется после согласования с авторами.
