В. М. Кравчук

Застосування еластографії зсувної хвилі при трансректальній біопсії для скринінгової діагностики раку передміхурової залози

Вступ. Злоякісні новоутворення передміхурової залози в економічно розвинутих країнах посідають одне з перших місць у структурі онкологічної захворюваності чоловічого населення. Відзначено тенденцію до омолодження контингенту хворих на рак передміхурової залози (РПЗ), хоча нозологія все ще залишається онкологічною патологією чоловіків похилого і старечого віку, з найвищою захворюваністю серед чоловіків, починаючи з 50-річного віку з досягненням піку у віці 70-71 року. Висока поширеність РПЗ, труднощі діагностики, особливо на ранніх стадіях, нерідкі випадки встановлення діагнозу на пізніх стадіях захворювання, коли навіть паліативна терапія неефективна, зумовлюють важливість ранньої діагностики. Не втрачає актуальності пошук критеріїв та методів відбору осіб високого ризику, які підлягають скринінгу (лікарський огляд та інструментально лабораторне обстеження), особливо серед чоловічого населення України, для якого характерна висока смертність у працездатному віці [1].

На сьогодні, для діагностики раку передміхурової залози, згідно з рекомендаціями асоціації урологів України, обов’язковими є такі методи обстеження: пальцеве ректальне дослідження, визначення рівня простатспецифічного анти- гену (PSA) в крові, трансректальне ультразвукове дослідження (ТРУЗД), мультифокальна біопсія під контролем ультразвукового дослідження з подальшою гістологічною оцінкою. З впровадженням нових технологій, таких як кольорове доплерівське і енергетичне картування, імпульсна доплерографія, тривимірна і ехоконтрастна ультразвукова візуалізація, діагностичні можливості ТРУЗД значно розширюються. Проте існує ймовірність отримання негативних результатів дослідження, що обумовлено недостатньою специфічністю УЗД у «В» режимі по відношенню до вогнищевих змін в паренхімі передміхурової залози.

Рання діагностика РПЗ є важливою умовою в діагностичному алгоритмі для даного за-хворювання. Особливо важливим елементом в діагностиці РПЗ є верифікація злоякісної пухлини за допомогою проведення мультифокальної біопсії ПЗ. Від точності виконання даної маніпуляції залежать постановка діагнозу і вибір лікувальної тактики. На сьогодні залишається актуальним питання розробки і освоєння нових методів діагностики, що поліпшують візуалізацію змін при РПЗ і підвищують інформативність біопсії. Одним з таких методів є еластографія зсувної хвилі, яка дозволяє оцінювати еластичні властивості тканин при проведенні звичайного ультразвукового дослідження (УЗД) шляхом вимірювання значень швидкості зсувної хвилі (м/c) або модуля Юнга (кПа).

Еластографія зсувної хвилі на сьогодні є одним із нових методів, який активно застосовується для діагностики раку передміхурової залози. В основі методу еластографії лежить комп‘ютерна обробка ультразвукового сигналу, яка здатна визначати мінімальні зміни в пружності тканини. Дана технологія пройшла еволюцію від компресійної еластографії до еласто-графії зсувної хвилі. На даний момент це метод якісної та кількісної оцінки пружності тканин шляхом ультразвукового дослідження. Сьогодні метод ультразвукової еластографії широко використовується для диференціальної діагностики об’ємних утворів різних органів: щитовидної залози, молочних залоз, печінки (також метод застосовують для діагностики стеатозу, фіброзу та цирозу), підшлункової залози, нирок. Компресійна еластографія в силу різних аспектів не продемонструвала переконливих результатів в діагностиці патологічних утворень передміхурової залози.

Перспективним напрямком вважається кількісна оцінка показників пружності тканини в реальному часі - еластографія зсувної хвилі (ЕЗХ). Дана технологія заснована на реєстрації зсувних хвиль і визначенні швидкості їх розповсюдження в тканинах організму, що дозволяє якісно і кількісно оцінити їх пружність. Швидкість поширення зсувної хвилі безпосередньо залежить від ступеня еластичності до-сліджуваної ділянки тканини і відображається кількісно в кілопаскалях (кПа). У зв’язку з тим, що методика не µрунтується на методі мануальної компресії одержувані результати менш залежні від того, хто виконує дослідження і краще відтворюються в подальшому [2]. Методика ЕЗХ потенційно дозволяє виявити захворювання ПЗ на ранньому етапі, що, в свою чергу, має важливі наслідки для здоров’я пацієнта, та зменшує фінансові витрати в системі охорони здоров’я.

Мета дослідження: вивчення можливостей еластографії зсувної хвилі при трансректальній мультифокальній біопсії ПЗ і підвищення її ефективності.

Матеріали і методи дослідження. В дослідження включено 86 пацієнтів з підозрою на РПЗ, які пройшли дослідження у клініці урології НВМКЦ «ГВКГ» м. Київ. Пацієнтів розділили на 2 групи. Пацієнтам 1-ї групи (n=43) проводилася 12-точкова мультифокальна біопсія ПЗ під контролем ультразвуку з використанням стандартного сірошкального «В» режиму. Пацієнтам 2-ї (n=43) групи при проведенні мультифокальної біопсії ПЗ в рамках ультразвукового ректального наведення була використана методика еластографії зсувної хвилі. У пацієнтів 2-ї групи при виконанні трансректального ультразвукового наведення були виявлені ділянки підвищеної пружності тканини передміхурової залози. З вищевказаних ділянок були взяті стовпчики тканини.

Дослідження проводилися на комплексному ультразвуковому діагностичному приладі експертного класу «RADMIR ULTIMA».

Метод еластографії базується на якісній та кількісній оцінці пружніх властивостей тканини. Фізичною основою еластографії є модуль пружності Юнга, що характеризує властивості м’яких тканин чинити опір розтягненню чи стисненню при пружній деформації. Кількісно величина модуля Юнга пропорційна жорсткості тканини: чим більша його величина, тим вища пружність тканини. В залежності від способу розрахунку модуля пружності Юнга еластографію поділяють на компресійну еластографію і еластографію зсувної хвилі.

Компресійна еластографія (real - time elastography - RTE) - метод якісної оцінки пружних властивостей тканини, що базується на рівнянні Е = Г/µ, де Е - модуль пружності Юнга, Г - величина компресії, µ - відносна деформація стовпчика тканини. Даний метод використовується для дослідження поверхнево розташованих органів (щитовидна залоза, молочна залоза, передміхурова залоза, матка). Дослідження проводять лінійним датчиком із застосуванням компресії (Г), що здатна деформувати тканину. Компресію здійснюють за допомогою руки та датчика дослідника, або пульсацією, що передається від навколишніх судин або від спе-ціальної вібронасадки. Під дією даної компресії, більш пружній твердий об‘єкт зменшується в об‘ємі менше, ніж більш еластичний, м’який. Компресійна еластографія дає нам можливість порівнювати пружність різних ділянок тканини. Відношення показників пружності називається відносним показником.

При еластографії за методом зсувної хвилі використовують силу тиску потужного імпульс-ного фокусованого ультразвукового пучка [3]. Цей тиск має найбільше значення у фокальній ділянці, яка стає точковим джерелом зсувних хвиль, що поширюються від фокальної ділянки в перпендикулярному напрямку.

Фізично хвиля - це пружна поперечна хвиля на відміну від поздовжньої ультразвукової. Метод µрунтується на вимірюванні швидкості розповсюдження зсувних хвиль у тканинах. Виходячи з рівняння Е=3рС2 швидкість С прямо пропорційна пружності тканини Е. Отже, чим вища швидкість, тим вища пружність. Це єдиний підхід, здатний отримати кількісну інформацію про значення жорсткості, яка вимірюється в кПа. Але просторова здатність еласто-грам зсувної хвилі поступається компресійному методу [4, 5].

Під час еластографії зсувної хвилі проводили оцінку колірного картування і вимірювання пружності тканин на симетричних ділянках обох часток периферичної, центральної та перехідних зон передміхурової залози. У всіх до-слідженнях використовувався стандартний діапазон колірної шкали пружності - від темно-синього (0 кПа) до яскраво-червоного (300 кПа). При еластометрії ми використовували середнє значення (Emean).

Для кожної ділянки, датчик підтримувався в постійному положенні протягом 2-4 секунд до стабілізації сигналу пружності. Тканини більш пружні картувалися в червоний колір, в той час як м’які тканини картувалися синім кольором. У кожній зоні, що цікавила, автоматично визначалися наступні значення (E): середнє значення (Emean), максимальне значення (Emax), мінімальне значення (Emin), стандартне відхилення (SD) і коефіцієнт жорсткості (SWE-ratio), який визначає співвідношення пружності у двох зонах інтересу, які в подальшому були використані для аналізу. Ретроспективно проводилось зіставлення даних пальцевого ректального дослідження, рівня ПСА, результатів УЗД із ЕЗХ і отриманого гістологічного матеріалу.

Статистична обробка даних проводилася з використанням пакета програм SPSS (v.13.0).

Результати та їх обговорення. Умовами включення пацієнтів в дослідження було: підвищений рівень PSA від 4 до 10 нг/мл (у 80% досліджуваних пацієнтів), патологічні зміни отримані під час ректального огляду (20 % дослід-жуваних пацієнтів). Критеріями виключення були: інструментальні втручання на передміхуровій залозі (трансуретральна резекція, біопсії) протягом останнього місяця, оскільки дані втручання могли впливати на еластичність тканини ПЗ. Середній рівень ПСА пацієнтів першої групи склав 7,38 нг/мл, середній обсяг ПЗ 52,5 см3. Вік пацієнтів даної групи склав 49-75 років.

У другій групі середній рівень загального ПСА - 7,87 нг/мл. Середній об’єм ПЗ 49,6 см3. Вік пацієнтів другої групи склав від 51-79 років.

Упацієнтів 1-ї групи проводилася оцінка структури тканини передміхурової залози і стан оточуючих її органів і тканин при дослідженні в стандартному В-режимі. ТРУЗД виконувалося на комплексному ультразвуковому діагностичному приладі експертного класу Ultima від компанії Радмир, Україна, Харків за допомогою кавітального датчика EC 6.5 MHz/10R. Дослідження виконувалось після попередньої підготовки пацієнта до процедури ТРУЗД. Дослідження в режимі сірої шкали включало в себе загально-прийнятий послідовний алгоритм оцінки стану ПЗ: вимірювання об’єму ПЗ, обсягу аденоматозної тканини (в разі ДГПЗ); симетричність залози, оцінка ехо-структури тканини ПЗ (включаючи пошук зон зміненої ехогенності), капсули ПЗ, сім‘яних міхурців, парапростатичної тканини. Зокрема визначалася однорідність, ехогенність, чіткість та рівність контуру, наявність ділянок фіброзу, кіст, кальцинатів, стан сім’яних пухирців. Об’єм, наявність та виразність хірургічних капсул. Проводячи ТРУЗД, більше уваги звертаємо на наявність ознак додаткових утворень, лока-лізацію, структуру, напрямок росту утворень, цілісність та стан простатичної капсули, розміри сім’яних пухирців, фокальних зон зниженої ехогенності, судинну архітектоніку залози.

У цілому нами було виявлено 103 підозрілі ділянки (гіпо-, ізо- і гіперехогенні) у 33 па-цієнтів першої групи. А в інших 10 не було виявлено за даними ТРУЗД підозрілих ділянок. У 100% випадків ділянки зміненої ехогенності розташовувалися в периферичній частині ПЗ. У центральній частині у «В» режимі підозрілі ділянки не виявлялися. На рис. 1 представлено сіро-шкальне зображення раку передміхурової залози.

Після виконання трансректальної мультифокальної пункційної біопсії простати отримано наступні результати: РПЗ у 1-й групі порівняння був діагностований у 76,74% па-цієнтів.

У пацієнтів 2-ї групи проводилась еластографія зсувної хвилі. При цьому на половині екрана монітора в режимі реального часу відображалось зображення ділянки, що сканувалася у «В» режимі (режим сірої шкали) з аналогічним зображенням еластографії зсувної хвилі, а зона інтересу відмежовується рамкою вікна (Qbox). Фарбування в рамці вікна еластографії відбувається в різні кольори. У всіх дослідженнях використовувався стандартний діапазон колірної шкали жорсткості - від темно-синього (0 кПа) до яскраво-червоного (300 кПа). При еластометрії ми використовували середнє значення (Emean). Для кожної ділянки, перетворювач підтримувався в постійному положенні протягом 2-4 секунд до стабілізації сигналу пружності. Тканини більш пружні картувалися в червоний колір, в той час як м’які тканини картувалися синім кольором.

Під час вибору зони дослідження і розміщення вікна (Q box), в досліджуваній ділянці в лівій частині екрана відображається значення модуля Юнга, що розраховується апаратом автоматично. При цьому можлива оцінка середньо-го значення модуля Юнга - E mean, мінімального значення - E min, максимального значення - E max, і стандартного відхилення, що в апараті позначається як «SD» - Standart Deviation - стандартне відхилення.

У пацієнтів 2-ї групи за результатами ТРУЗД при еластографії зсувної хвилі вогнища підвищеної пружності, за типом раку передміхурової залози визначалися у 39 пацієнтів. За результатами нашого дослідження медіана значення пружності тканини передміхурової залози для РПЗ склала 70 кПа і більше. Еластогра-фічне зображення раку передміхурової залози представлено на рис. 2. Після виконання трансректальної мультифокальної пункційної біопсії простати отримано наступні результати: РПЗ у 2-й групі порівняння був діагностований у 90,69% пацієнтів.

Висновок

Еластографія зсувної хвилі характеризується достатньою інформативністю при виявленні РПЗ і може бути використана для виконання прицільної пункційної біопсії з додаванням до стандартної систематичної біопсії. Проведення еластографії зсувної хвилі при виконанні мультифокальної біопсії ПЗ дозволяє збільшити частоту виявлення РПЗ.