Трехмерная эхография мочевого пузыря
Содержание статьи
Трехмерная эхография мочевого пузыря
Главная/Статьи/Трехмерная эхография мочевого пузыря
04/03/2015
Трёхмерная эхография (трёхмерное ультразвуковое исследование, трёхмерное сканирование, 3D УЗИ) открывает новые перспективы в ультразвуковой диагностике заболеваний различных органов.
Автор статьи: врач ультразвуковой диагностики Кабанов В.
При проведении таких исследований могут использоваться как специальные ультразвуковые датчики объёмного сканирования, так и обычные датчики (с применением технологии «FreeHand 3D» — восстановление объёмной структуры поверхности тканей при работе с обычными датчиками).
Цель исследования
Медицинская статистика говорит о том, что более 50% мужчин в возрасте от 28 до 50 лет страдают расстройствами мочеполовой системы. Современная андрология в Москве утверждает, что на распространение таких заболеваний влияют разные факторы — экология, стрессы, малоподвижный образ жизни, неправильное питание, вредные привычки и другие. Определение перспектив использования и общих принципов трёхмерной эхографии в режиме «FreeHand 3D» (технология, интегрированная в ультразвуковые сканеры ACCUVIX XQ и PICO) в ультразвуковой диагностике заболеваний мочевого пузыря.
Мочевой пузырь был выбран в качестве объекта исследования по двум причинам:
1) наличие полового органа с жидкостным содержимым (моча) позволяло получить хороший акустический доступ для оценки внутриполостных структур (ультразвуковая виртуальная эндоскопия), свести к минимуму артефакты ультразвукового исследования;
2) была поставлена задача — выявить возможности 3D УЗИ для получения ультразвуковых срезов и проекций, недоступных при обычном двумерном исследовании мочевого пузыря.
Материалы и методы
Все исследования проводились на ультразвуковых сканерах «ACCUVIX XQ» (абдоминальный конвексный датчик 3 — 7 МГц, ректовагинальный конвексный датчик 4 — 9 МГц) и «PICO» (абдоминальный конвексный датчик 3 — 7 МГц). Сначала проводилось обычное двумерное (в том числе трансвагинальное или трансректальное) сканирование по стандартной методике. УЗИ мочевого пузыря проводилось как на фоне водной нагрузки с различной степенью наполненности мочевого пузыря (от 150 до 500 мл), так и при относительно «пустом» мочевом пузыре, когда объём мочи не превышал 15 — 40 мл. После определения зон интереса (в режиме обычного двумерного сканирования), использовалась технология «FreeHand 3D». Данный способ, в отличие от сканирования «Live 3D» (в режиме реального времени) не требует наличия специальных датчиков объёмного сканирования.
После получения трёхмерного изображения проводилась его постобработка (регулировка усиления, прозрачности, использование различных режимов обработки поверхности). Производилась ротация полученного трёхмерного блока, с применением технологии «MagiCut» (удаление нежелательных образов и артефактов по всей глубине сканирования в трёхмерном режиме), что позволяло получить наиболее информативные для исследования плоскости визуализации. Оценивались внутренние контуры стенки мочевого, панорамный (обзорный) вид внутренней поверхности стенки пузыря в объёме выбранного трёхмерного блока, характер складчатости и деформаций, структура и эхогенность стенки, отсутствие или наличие объёмного или очагового поражения, расположение и вид основных анатомических структур (устья мочеточников, шейка мочевого пузыря).
Проведено 120 исследований мочевого пузыря по вышеуказанной методике. Среди пациентов — 51 женщина и 69 мужчин. Предварительный отбор по возрасту, полу или клиническому диагнозу почти не проводился. Была лишь получена информация о том, что трое возрастных пациентов имели сердечно-сосудистые заболевания. Кардиология в Москве, где мужчины проходили обследование, установила косвенную связь между их сердечно-сосудистыми заболеваниями и расстройствами мочеполовой системы.
Результаты
По нашему мнению, основные эхографические признаки, как нормальной анатомии, так и патологических изменений обследуемых органов сохраняются и при использовании трёхмерного сканирования.
Методика трёхмерного сканирования, в сравнении с обычным ультразвуковым исследованием, более наглядно представляет некоторые особенности анатомии мочевого пузыря (складчатость стенки при малом его наполнении, выраженную неровность внутренней поверхности пузыря у пациентов с хроническим циститом, характерный вид треугольника Льето в норме, характерный вид устья мочеточника при наличии уретероцеле, гиперплазия периуретральных желёз, дивертикулы и т.д.).
Выбросы из мочеточников, регистрируемые в процессе трёхмерного ультразвукового исследования мочевого пузыря, представляли собой объемные структуры с характерной поперечной исчерченностью, направленные под углом к устью мочеточника.
Наличие деформаций стенки мочевого пузыря с выбуханием в его просвет требовало проведения дифференциального диагноза между объёмным поражением и деформацией прилежащими анатомическими структурами (петли кишечника, матка, придатки и придатковые объёмные образования. На наш взгляд, в данной ситуации необходимо учитывать, прежде всего, состояние стенки пузыря и её структуру при панорамном (обзорном) исследовании в пределах выбранного объёма и при использовании режима объёмной ультразвуковой компьютерной томографии («VolumeCT»), характер изменения выявленной деформации в процессе проведения исследования.
Дифференциальный диагноз при нормальной складчатости стенки мочевого пузыря и изменения стенки пузыря при хроническом цистите необходимо проводить с учётом степени наполненности мочевого пузыря, наличия или отсутствия заболеваний, приводящих к обструкции нижних мочевых путей (доброкачественная гиперплазия предстательной железы и её опухоли, камни и опухоли мочевого пузыря и мочеточника, структуры уретры и т.д.).
При проведении исследований нами отмечено, что формирование артефакта реверберации и артефакта толщины ультразвукового луча так же снижают качество трёхмерного изображения, как и двухмерного. Более значительную сложность в сравнении с двумерным исследованием представляли собой артефакты, связанные с движением руки врача-исследователя, дыхательными движениями пациента, физиологическим перемещением анатомических структур (петли кишечника).
Наличие в полости мочевого пузыря осадка в виде мелкодисперсной взвеси формирует характерную ультразвуковую картину в трёхмерном режиме (что связано с флотирующим хаотичным движением мельчайших частиц) и приводит к более выраженному затруднению визуализации в сравнении со сканированием в двумерном режиме у этого же пациента.
При наличии камня или опухоли в мочевом пузыре трёхмерное исследование даёт представление о локализации их по отношению к устьям мочеточников и шейке мочевого пузыря. При выявлении камня в устье мочеточника, применялись режимы «VolumeCT», с прохождением среза через камень и просвет мочеточника.
Считаем, что необходимо выбирать настолько малый объём сканирования, насколько это возможно без потери ценности диагностического информации. Это позволяет свести к минимуму артефакты, вызванные движением руки исследователя, дыхательными движениями пациента, а также получить данные, которые будут занимать меньший объём при архивации результатов исследования, что может иметь значение при передаче их по локальным сетям, по электронной почте, на сменных носителях.
Выводы
Выявлены следующие преимущества трёхмерной эхографии в режиме «FreeHand 3D»:
1. Отсутствие значительного увеличения общего времени затраченного на исследование пациента
2. Получение плоскостей сечения, недоступных при двумерном ультразвуковом исследовании
3. Оценка состояния анатомических областей мочевого пузыря в полном соответствии с их анатомо-физиологическим расположением без нарушения целостности и функции органа (виртуальная ультразвуковая цистоскопия)
4. Возможность представления и сохранения результатов исследования, как в виде статичного трёхмерного изображения, так и в виде кинопетли с демонстрацией зоны интереса в нескольких последовательных ракурсах
5. Фиксирование на трёхмерной эхограмме физиологических процессов (выброс мочи из мочеточника, перемещение мелкодисперсной взвеси в полости мочевого пузыря, изменение размеров уретероцеле) в дополнительных плоскостях сечения, недоступных при двумерном сканировании
6. Повышение информативности ультразвукового исследования при проведении двумерного исследования в сочетании с трёхмерным сканированием
7. Экономический эффект (метод более дешев в сравнении с другими лучевыми методами диагностики, дающими подобную информацию, в том числе и ультразвукового исследования с использованием датчиков объёмного сканирования).
Предлагаем следующие варианты использования трёхмерного ультразвукового сканирования в режиме «Freehand 3D»:
1. Трёхмерное сканирование в режиме «Freehand 3D» — как дополнение к стандартному двумерному исследованию (в аспекте уточнения локализации патологических изменений, вариантов анатомического строения), в том числе и при невозможности или ограничении проведения цистоскопии в силу тех или иных причин
2. Использование трёхмерного сканирования в режиме «Freehand 3D» на этапе планирования и подготовки оперативного лечения или перед проведением цистоскопии)
3. Применение трёхмерного сканирования «Freehand 3D» непосредственно у постели пациента (при использовании переносного ультразвукового сканера) с последующей передачей полученной информации врачу-куратору для решения вопроса о дальнейшей тактике обследования
4. Использование полученной информации (3D-кинопетля, 3D-фото) при телемедицинском консультировании
5. 3D-мониторинг выявленной патологии (отсроченный осмотр сохранённых данных, second opinion), в том числе с целью снижения лучевой нагрузки на пациента, уменьшения количества дорогостоящих инвазивных и контрастных методов исследования
6. Использование полученной информации (3D-кинопетля, 3D-фото) при обучении специалистов хирургического профиля (преподавание нормальной топографической анатомии, нормальной и патологической физиологии, оперативной хирургии)
7. Использование полученной информации (3D-кинопетля, 3D-фото) при обучении специалистов ультразвуковой диагностики (для лучшего понимания ультразвуковой топографической анатомии, эхосимеотики заболеваний, развития пространственного восприятия)
8. Проведение трёхмерного сканирования «FreeHand 3D» специалистами ультразвуковой диагностики на этапе отработки практических навыков для последующего освоения технологии «Live 3D» сканирования
Источник
Ультразвуковое трехмерное изображение при диагностике рака мочевого пузыря в процессе его комплексного химиолучевого лечения
УЗИ сканер RS80
Эталон новых стандартов! Беспрецедентная четкость, разрешение, сверхбыстрая обработка данных, а также исчерпывающий набор современных ультразвуковых технологий для решения самых сложных задач диагностики.
Введение
Опухоли мочевого пузыря составляют до 4% всех опухолевых образований и по показателям смертности занимают 6 место среди других онкологических заболеваний [1,2]. В клинической практике чаще других встречаются эпителиальные опухоли мочевого пузыря, которые обычно представлены переходно-клеточной карциномой или плоскоклеточным раком, реже (в 1-2% случаев) — аденокарциномой. Различают высокодифференцированные поверхностные и низкодифференцированные инвазивные формы новообразований [3]. Клинические симптомы заболевания долгое время могут отсутствовать или выражаться в непостоянной дизурии. Наиболее ранним и самым частым осложнением опухоли мочевого пузыря является гематурия, которая в большинстве случаев становится первым признаком болезни [4,5].
На ранних стадиях заболевания традиционные рентгенологические методы исследования, в том числе цистография с двойным контрастированием в сочетании с введением газа в паравезикальную клетчатку, а также цистоскопия и современные неинвазивные методы лучевой диагностики — КТ, МРТ — не обладают достаточной специфичностью.
Известно, что приблизительно 30-50% больных поступают в стационары с распространенным опухолевым процессом.
После местного хирургического лечения рак мочевого пузыря имеет тенденцию к рецидивированию [6].
Трудность диагностики заключается в том, что многие папиллярные формы рака мочевого пузыря представлены множественными полиморфными эндофитными, узловатыми новообразованиями с отдельными сосочковыми фокусами, ворсинчатыми структурами, иногда имеющими сливной характер, или участками изъязвлений. При этом окончательный диагноз опухоли может быть установлен при биопсии [7,8].
Ведущее место в выявлении новообразований мочевого пузыря на современном этапе принадлежит ультразвуковым методам исследования. Большая клиническая значимость ультразвуковых методов обусловлена их высокой информативностью, безопасностью для пациента и относительной дешевизной исследования. Метод двухмерно-серошкальной эхографии позволяет визуализировать объемные образования, оценивать локализацию, размеры, состояние контуров, эхоструктуру и характер их взаимодействия с окружающими органами и сосудистыми структурами, а также изучать области регионарного метастазирования и одновременно оценивать состояние других органов брюшной полости и, что особенно важно, почек [9].
По данным некоторых авторов [5,10], УЗИ дает возможность установить диагноз опухоли мочевого пузыря у 70-82% больных. При этом, согласно данным Ли-Шен-Ли и соавт. [10], проведение КТ не дает существенной дополнительной информации о распространенности процесса.
Использование традиционного трансабдоминального многоплоскостного ультразвукового сканирования не всегда оказывается достаточно информативным для точного определения объема опухоли, степени инфильтрации стенки мочевого пузыря и определения стадии бластоматозного процесса. Наличие сгустков крови, детрита и солей в полости мочевого пузыря затрудняет ультразвуковую диагностику. Наибольшие трудности возникают при инфильтративных опухолях мочевого пузыря, располагающихся в области его шейки или в мочепузырном треугольнике. Лучшими диагностическими возможностями при поражениях этих отделов обладает трансректальное ультразвуковое сканирование [10].
Режим трехмерного изображения при ультразвуковых исследованиях — новое направление объективной визуализации. В его в основе лежит компьютерная обработка серии эхотомографических срезов с получением целенаправленной объемной реконструкции участка, части органа ткани или патологического очага. Достаточно удобной областью исследования для получения трехмерных изображений является полость малого таза, в частности, мочевой пузырь и прилегающие органы, в связи с естественными анатомическими особенностями и наличием соседствующих сред, резко отличающихся по своим акустическим свойствам.
Цель настоящего исследования — получение в реальном масштабе времени трехмерных ультразвуковых изображений мочевого пузыря при его опухолевых заболеваниях, а также оценка возможностей указанного метода в определении объема новообразования, характера поражения слизистой оболочки, степени инфильтративного роста опухоли.
Материалы и методы
Ультразвуковым методом с построением трехмерного изображения были в динамике обследованы 37 мужчин 37-74 лет (средний возраст — 57,4 года), получающих химиолучевое лечение по поводу рака мочевого пузыря различных стадий в клинике ЦНИРРИ МЗ РФ. Длительность заболевания от появления первых симптомов составляла от 6 мес до 1,5 лет. У всех обследованных в анамнезе отмечены макрогематурия и случаи острой задержки мочи. У 14 пациентов ранее была выполнена трансуретральная резекция мочевого пузыря. Все больные комплексно обследованы с обязательным патоморфологическим подтверждением диагноза. У большинства пациентов опухоль была представлена высокодифференцированными экзофитными узловатыми образованиями переходноклеточного и плоскоклеточного рака.
Трансабдоминальное ультразвуковое исследование выполнялось на цифровом ультразвуковом сканере SA-8800 MT фирмы MEDISON с использованием второй гармоники OHI™ (HD2) с установленной частотой датчика 3 или 3,5 МГц. В процессе исследования получали двухмерные изображения в режиме серой шкалы в трансверзальной и сагиттальной плоскостях с фиксацией срезов, на которых размеры опухолевых образований были наибольшими и расcчитывали объем опухоли по методу площадь — длина с учетом инвазии в стенку мочевого пузыря. При этом наилучшие результаты получали, когда мочевой пузырь не был чрезмерно наполнен. Необходимое количество жидкости в полости мочевого пузыря было в пределах 250-300 мл. Такое наполнение пузыря позволяло полностью помещать исследуемый орган в зону интереса при сканировании и уменьшало количество артефактов. Чтобы снизить возможность артефактов, связанных с движением больного, на время плавного ручного сканирования пациента просили задержать дыхание на 10-15 сек.
Объемную визуализацию в виде трехмерного изображения мочевого пузыря получали включением автоматической обработки, которая осуществлялась с учетом полутоновых градаций для каждого элемента трехмерного изображения вдоль соответствующей проекции выбранного направления движения сканирующего луча. В дальнейшем для улучшения качества трехмерного изображения использовались различные алгоритмы обработки и подбирались соответствующие режимы прозрачной, поверхностной, световой визуализации или их смешивание; для наилучшего выявления опухоли изменяли размер просматриваемого участка и пространственное его расположение. Использовалось цветное изображение в коричневых тонах, позволяющее получать больше информации об отдельных деталях бластоматозного процесса, в особенности о состоянии основания опухоли и степени поражения стенки мочевого пузыря (рис. 1). Использование опции позволяло сохранить трехмерное изображение в форме файла, а применение режима кинопамяти давало возможность просматривать трехмерное изображение под различными углами зрения в виде подвижного.
Рис. 1. Получение 3D изображения на основании реконструкции серии эхотомографических срезов новообразования мочевого пузыря в различных проекциях.
Результаты и обсуждение
В результате УЗ-исследования мочевого пузыря и сканирования подвздошных областей были определены объемы новообразований: до 10 см³ — у 1 пациента, от 10 до 50 см³ — у 21, от 50 до 100 см³ — у 16 пациентов. Инфильтрация стенки мочевого пузыря от подслизистого слоя до полного ее прорастания в той или иной степени наблюдалась у всех обследованных больных. При этом определялась отчетливая прямая зависимость между размером опухоли и распространением процесса на подслизистый и мышечный слои, а прорастание всех слоев стенки мочевого пузыря было выявлено у 14 из 16 пациентов с объемом опухоли более 50 см³.
Метастатическое поражение регионарных лимфатических узлов было выявлено у 6 больных, отдаленные метастазы — у 4. Таким образом, основную группу (27 пациентов) составили больные со II и III стадиями заболевания. У 10 пациентов диагностирован рак мочевого пузыря IV стадии.
На основании клинического, лучевого и лабораторного обследования с учетом анамнестических данных радикальное хирургическое лечение всем этим больным было противопоказано, поэтому проводилось комплексное химиолучевое лечение [11,12]. На первом этапе всем пациентам проводили дистанционное облучение области первичной опухоли. Суммарная очаговая доза составляла в среднем 60-66 Гр. Через 1 мес после окончания лучевой терапии проводилась регионарная внутриартериальная химиотерапия в сочетании с СВЧ гипертермией и селективной гипергликемией, которая по показаниям повторялась через 1-2 мес.
На всех этапах в процессе лечения больным выполнялось контрольное УЗИ мочевого пузыря с построением трехмерных изображений и целенаправленное изучение пораженной стенки мочевого пузыря. Данные ультразвукового исследования были определяющими в оценке эффективности проводимого лечения. Наименьший размер выявленного образования с применением трехмерной эхографии — опухоль в пределах слизистой оболочки диаметром 4 мм (рис. 2).
Рис. 2. Полип мочевого пузыря размером 4 мм (режим 3D).
Полный регресс рака мочевого пузыря с восстановлением структуры слизистой оболочки получен у 5 пациентов. В остальных случаях положительная динамика выражалась в уменьшении размеров опухоли (рис. 3 а-г).
Рис. 3. Динамика регресса рака мочевого пузыря.
а) Массивная опухоль задней стенки мочевого пузыря. Объем опухоли — 72 см², двухмерное изображение.
б) Трехмерное изображение опухоли после реконструкции.
в) Значительное уменьшение объема опухоли после комплексного химиолучевого лечения.
г) Уменьшение объема опухоли наглядно визуализируется на трехмерном изображении.
Уменьшение опухоли на 80% определялось у 9, на 50% — у 21, на 30% — у 7 пациентов. Процесс фиброза в результате химиолучевого воздействия определялся в виде утолщения стенки мочевого пузыря, повышения ее эхогенности и однородности структуры. У всех больных после химиолучевого лечения отмечалось образование спаек в полости малого таза и уплотнение паравезикальной клетчатки (рис. 4 а-в).
Рис. 4. Рак мочевого пузыря.
а) По задней стенке мочевого пузыря отчетливо определяется новообразование.
б) То же новообразование в трехмерном изображении.
в) Через 4 мес после трансуретральной резекции мочевого пузыря и химиолучевого лечения. Признаки фиброза стенки мочевого пузыря и паравезикальной клетчатки.
Выводы
Таким образом, используемый ультразвуковой метод трехмерной реконструкции позволяет выявить опухоли мочевого пузыря на ранних стадиях заболевания и их возможные рецидивы, что является новым направлением в лучевой диагностике, обеспечивающим получение объективной информации о пространственном расположении, форме, виде и объеме патологического образования. Возможность оценить степень прорастания опухолью стенки мочевого пузыря и степень вовлечения в процесс околопузырной клетчатки, соседних органов и тканей позволяет судить о стадии заболевания. В результате использования программ последующей обработки изображений можно с большой точностью судить о степени злокачественности новообразований.
Метод трехмерной реконструкции изображения обеспечивает объективный и качественный контроль за результатами проводимых лечебных мероприятий, в том числе химиолучевой терапии.
Литература
- Гиссов В.И., Старинский В.В., Ременник Л.В. Злокачественные новообразования в Российской Федерации. — М., 1995. — С. 102117.
- Дятченко О.Т., Худолей В.В., Мабашова Н.Я. Злокачественные новообразования в общей системе состояния здоровья населения Российской Федерации // Вопр. онкологии, 1996. — N4. — С. 80-89.
- Карпенко В.С., Романенко А.М., Гойнберг М.И. Эпителиальные опухоли мочевого пузыря. — Здоровья: Киев, 1986.
- Аль-Шукри, Ткачук В.Н. Опухоли мочеполовых органов. — Питер: СПб., 2000. — 310 с.
- Ратобыльский Г.В. К вопросу о трудностях УЗ-диагностики при макрогематурии //SonoAce International, 2000. — Вып. 6. — С. 32-36.
- Wolf N. Prognostic factors in bladder carcinoma // Scand.urol.Nephrol., 1991, v. 138, p. 153-160.
- Карелин М.И. Эндоваскулярная хирургия при кровоточащем раке мочевого пузыря: Автореф. дисс. … канд. мед. наук. — СПб., 1992.
- Barents J.O., Jagez G.J., Vierren P.B.J. et al. Studing urinary bladder cancer after transurethral biopsy: value of fast dynamic contrast — enhanced MR imaging // Radiology, 1996, v. 201, N1, p. 185-193.
- Мухарлямов Н.М. Клиническая ультразвуковая диагностика: Руководство для врачей. — Медицина: М., 1987. — 328 с.
- Ли-Шен-Ли, Ли-Руи-Шен, Лиу Мин-Ху и др. Ультразвуковые признаки кист предстательной железы и перипростатических желез при исследовании трансректальным ультразвуковым датчиком высокого разрешения. //SonoAce International, 1998. — Вып. 2. — С. 27-33.
- Блохин Н.Н., Переводчикова Н.И. Химиотерапия опухолевых заболеваний. — Медицина: М., 1988. — 235с.
- Broodley K.E., Kurowska A., Dick R. et al. The role of embolization in palliative care //Palliat. Med., 1995, v. 9, N4, p. 331-335.
УЗИ сканер RS80
Эталон новых стандартов! Беспрецедентная четкость, разрешение, сверхбыстрая обработка данных, а также исчерпывающий набор современных ультразвуковых технологий для решения самых сложных задач диагностики.
Источник