CNews: Какую роль играют информационные технологии в диагностике онкологических заболеваний?

Михаил Долгушин: С увеличением продолжительности жизни наблюдается повышение частоты онкологических заболеваний среди населения. Их лечение является достаточно сложной и дорогостоящей задачей, требующей проведения обследований на самых современных видах медицинского оборудования. Довольно часто с учетом полученной диагностической информации врач проводит коррекцию курса терапии, что позволяет достичь максимального результата с минимальными побочными эффектами. Качественная и своевременная диагностика играет ключевую роль в выборе правильной стратегии лечения пациентов, а также в последующем контроле эффективности терапии. Ошибки обходятся очень дорого и в лучшем случае могут принести к чрезмерным финансовым тратам, а в худшем будут стоить пациенту жизни.

Современные методы диагностики напрямую связаны с последующей цифровой обработкой полученных «сырых» данных, что во многом определяет успех в быстром обнаружении патологического очага и постановке точного диагноза.

Изображения, получаемые с помощью компьютерной, магнитной резонансной и позитронной эмиссионной томографии, являются результатом сложнейших математических расчетов. Например, применяются алгоритмы так называемой итеративной реконструкции. При этом результирующие изображения корректируются несколько раз с учетом особенностей конструкции диагностического аппарата и определенных участков тела (в частности, поглощения и рассеяния разных видов излучения). Подобные расчеты требуют значительных процессорных мощностей. В итоге, врач имеет целый набор обработанных данных, которые необходимо проанализировать. При этом с каждым новым технологическим достижением или новым решением в диагностике объем информации возрастает в несколько раз.

CNews: Какие виды медицинских исследований проводятся в вашем отделении?

Михаил Долгушин: В нашем отделении мы проводим диагностические обследования с помощью метода гибридной технологии - позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) совмещенной с компьютерной томографий (КТ). ПЭТ - это вид исследования, при котором «короткоживущий» радиофармпрепарат (РФП) вводится пациенту внутривенно, а количественная оценка уровня накопления этого препарата позволяет определить метаболическую активность отдельных областей тела человека. Полученная информация дает возможность врачу в кратчайшие сроки установить диагноз и правильно спланировать лечение, своевременно выявить рецидив заболевания и исключить метастатическое поражение.

Опасаться слова «радиофрампрепарат» не следует. Назначаемые в медицинских целях препараты совершенно безопасны, а регистрация сверхмалых доз радиоактивного излучения предоставляет уникальную информацию, которую невозможно получить с помощью других видов диагностики (УЗИ, КТ, МРТ, рентген и др.).

Установленное в нашем отделении оборудование для ПЭТ предоставляет данные с высочайшим пространственным разрешением. То есть мы имеем возможность обнаружения новообразований на самых ранних этапах их формрования. Такое высокое качество получаемых изображений возможно при исключении эффекта рассеяния излучения за счет оптимальных параметров детектора и алгоритмов преобразования первичных данных.

Результаты реконструкции по данным ПЭТ высокой четкости (HD-PET) (справа) в сравнении с результатами реконструкции на основе стандартной технологии ПЭТ

Источник: «Сименс», 2015

Помимо высокого пространственного разрешения мы способны проводить исследования за весьма короткое время. Так сканирование всего тела можно выполнить всего за 7-10 минут. Это очень важно, так как в ходе обследования пациенту необходимо лежать неподвижно, что бывает сложно для ослабленных больных и детей, а также при болевых ощущениях. С другой стороны, «время жизни» используемых радиоактивных изотопов невелико и при длительном обследовании падает интенсивность регистрируемого излучения, что снижает и качество изображения.

Одновременно с исследованием ПЭТ мы выполняем компьютерную томографию. Совмещение изображений ПЭТ и КТ, получаемое с помощью программных средств, позволяет точно установить анатомическую локализацию (по данным КТ) метаболических процессов (по данным ПЭТ). Пространственное разрешение при компьютерной томографии в несколько раз выше, чем при ПЭТ. Например, в случае 3D реконструкций и режима наложения (fusion) ПЭТ и КТ изображений становится очевидно, что небольшое новообразование четко позиционируется на фоне магистральных сосудов, прилежащих органов и тканей.

Возможности 3D-реконструкций и режима наложения (fusion) ПЭТ и КТ изображений (нейроэндокринная опухоль)

За некоторыми исключениями, все возможности КТ-составляющей в ПЭТ/КТ точно такие же, как и на обычном компьютерном томографе. Это относится и к проведению ангиографических и перфузионных исследований.

В частности, методика КТ-перфузии уже зарекомендовала себя как высокоточный количественный метод диагностики. Он позволяет получить целый ряд цифровых показателей кровотока, основными из которых является скорость, объем и время.

КТ с контрастным усилением (верхнее слева), карта КТ-перфузии головного мозга (верхнее справа), ПЭТ (нижнее слева) и наложение (fusion) изображений ПЭТ и КТ (нижнее справа)

Именно поэтому, дополняя друг друга, технология ПЭТ совмещенная с КТ, позволяет не только визуально, но и количественно оценить информацию о патологическом процессе на клеточном уровне.

CNews: Требуется ли проведение повторных ПЭТ-исследований при проведении терапии и как правильно сравнивать изображения в динамике?

Михаил Долгушин: Лечение онкологических заболеваний занимает от нескольких месяцев до нескольких лет. Требуется регулярный контроль эффективности курса терапии и его коррекция в зависимости от восприимчивости того или иного вида рака к назначенному лекарственному препарату или лучевой терапии.

В связи с этим, исследования ПЭТ/КТ проводятся регулярно с учетом факторов динамики роста опухоли и наличия метастазов. При этом в расчет принимаются данные всех видов исследований, включая и магнитно-резонансную томографию. Сделать это вручную очень сложно, так как требуется найти одно и то же образование на изображениях, полученных в разное время и на разных типах оборудования. За время наблюдения и лечения зачастую существенно меняется анатомия человека (уменьшение массы тела, нарушение взаимоотношения органов и тканей), новообразования меняют форму, может произойти метастазирование опухоли.

При каждом новом исследовании положение тела пациента в пространстве также меняется. Неоценимую помощь оказывают современные программные решения с интеллектуальными алгоритмами обработки изображений. Они автоматизируют отдельные этапы диагностики, сокращая время поиска патологических очагов, проводя автоматические расчеты их параметров по многим временным точкам (форма, размер, объем, накопление радиофармпрепарата в разные моменты времени) и предоставляя сводную статистическую информацию в соответствии с международными стандартами диагностики (RECIST, PERCIST, WHO).

Автоматический расчет параметров злокачественных новообразований по нескольким временным точкам (исследования в динамике)

Источник: «Сименс», 2015

CNews: В чем особенность ПЭТ/КТ с точки зрения врача-диагноста?

Михаил Долгушин: В наше отделение поступают пациенты с достаточно сложными и длительными историями диагностики и лечения, многие из которых уже прошли другие виды обследования. Поэтому принципиальным является индивидуальный подход к каждому больному, требующий высочайшей квалификации медицинского персонала. Наши результаты основаны на совместной профессиональной работе всего коллектива и регулярном обмене мнениями, обсуждении каждого отдельного исследования. Большое внимание мы посвящаем совместному разбору результатов исследований. При анализе данных и постановке диагноза это позволяет суммировать опыт многих специалистов, что стало возможным благодаря системе обработки и архивирования изображений. Она предоставляет доступ ко всей базе изображений на любом рабочем месте и автоматически подгружает для сравнения все относящиеся к данному пациенту данные. В результате, мы экономим значительное время и повышаем точность наших диагностических заключений.