Difficulties of differential diagnostics of laryngeal tumors with using of high-technologic radiological imaging modalities

Yu. N.  Priporova; Припорова Ю. Н.; B. V.  Kuts; Куц Б. В.; V. V.  Ipatov; Ипатов В. В.; V. S.  Ushakov; Ушаков В. С.; A. L.  Serebryakov; Серебряков А. Л.; I. V.  Boykov; Бойков И. В.

doi:10.17816/brmma13035

Трудности дифференциальной диагностики опухолей гортани при применении высокотехнологичных лучевых методов

Авторы: Припорова Ю.Н.¹, Куц Б.В.¹, Ипатов В.В.¹, Ушаков В.С.¹, Серебряков А.Л.¹, Бойков И.В.¹
Учреждения:
1. Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Выпуск: Том 21, № 1 (2019)
Страницы: 31-37
Раздел: Клинические исследования
Статья получена: 06.06.2019
Статья опубликована: 15.12.2019
URL: https://journals.eco-vector.com/1682-7392/article/view/13035
DOI: https://doi.org/10.17816/brmma13035
ID: 13035

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Ретро- и проспективно обследованы 54 пациента. Все пациенты после видеоларингоскопии были направлены на лучевые исследования. Последние проводили на магнитно-резонансном и компьютерном томографах, совмещенном позитронно-эмиссионном и компьютерном томографе. При лучевых исследованиях злокачественные образования гортани выглядели как опухоли с неоднородным накоплением рентген-контрастного и гадолиний- содержащего полумолярного контрастного вещества и повышением метаболизма 18-фтордезоксиглюкозы, а также характеризовались гиперинтенсивным сигналом при проведении диффузно-взвешенной магнитно- резонансной томографии. Для метастатических лимфатических узлов было типичным увеличение их размеров с повышением метаболизма радиофармпрепарата и интенсивности сигнала при проведении диффузно-взвешенной магнитно-резонансной томографии. Метастазы опухоли в легких характеризовались как солитарные или множественные очаговые образования с повышенным накоплением контрастного вещества и повышенным захватом 18-фтордезоксиглюкозы. Применение сочетания магнитно-резонансной и компьютерной томографии, а в спорных случаях (отсутствие изменения при различных видах томографий и наличие образования при видеоларингоскопии) комплекса лучевых исследований (магнитно-резонансной, компьютерной томографий и совмещенной позитронно-эмиссионной и компьютерной томографии) значительно повышает возможность выявления злокачественного образования гортани, регионарных и отдаленных метастазов, а также позволяет провести дифференциальную диагностику между неопластическим и воспалительным генезом изменений.

Ключевые слова

опухоль гортани, видеоларингоскопия, магнитно-резонансная томография, магнитно-резонансная диффузия, компьютерная томография, совмещённая позитронно-эмиссионная и компьютерная томография, 18-фтордезоксиглюкоза, метастазы, лимфатические узлы

Полный текст

Введение. Показатель заболеваемости раком гортани на 2016 г. составлял 2,97 на 100 тыс. человек. В структуре заболеваемости злокачественными новообразованиями мужского населения России рак гортани занимает 11 место и составляет 2,4%. Средний возраст больных с впервые установленным диагнозом рака гортани составляет 62,4 года [1–3]. В период с 2006 по 2016 г. показатели заболеваемости раком гортани женского населения России выросли на 18%. Показатель смертности от рака гортани на 2016 г. составлял 1,66 на 100 тыс. человек [1].

Использование в клинической практике таких высокотехнологических методов, как компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ), значительно повысило эффективность выявления рака гортани, регионарных метастазов, стадирования онкопроцесса [4–9]. Однако в ряде случаев оба лучевых метода не позволяют ответить на вопрос о злокачественности выявленного образования, а трудность в дифференцировке воспалительного и неопластического процесса приводит к ложноположительным результатам в выявлении метастазов в лимфатические узлы при выполнении МРТ-исследования. Также для проведения МРТ существует множество ограничений – наличие кардиостимулятора, металлических инородных тел, крупные размеры пациента, клаустрофобия, длительность протоколов, а следовательно, наличие двигательных артефактов, гиперсаливация [4].

Использование в клинической практике совмещённой позитронно-эмиссионной и компьютерной томографии (ПЭТ/КТ) позволяет выявить морфологические и функциональные изменения не только области шеи, но и области груди (как орган-мишень при отдаленном метастазировании), живота, таза. В настоящее время роль данного подхода в мировой практике при обследовании онкологических больных общепризнана [6–9].

Материалы и методы. Обследованы 54 пациента с патологическими изменениями в области гортани, направленных на лучевые исследования после выполнения ларингоскопии с последующей гистологической верификацией. Всем пациентам с наличием образования гортани, выявленного посредством эндоскопической визуализации, проводили КТ и МРТ, совмещенную ПЭТ/КТ.

КТ проводили на томографах 4-го поколения фирмы «Toshiba» (модель «Aquillion 16 и 64» (Япония)). Протокол включал нативное сканирование в условиях небольшого вдоха, исследование с внутривенным болюсным введением йодсодержащего контрастного вещества в позднюю артериальную фазу на 10 секунде (для лучшей визуализации артериального и венозного бассейнов) и одномоментным выполнением фонационной звуковой пробы – фонация звука «и». Толщина томографического среза составляла 0,5 мм, продолжительность исследования – 2–5 мин.

МРТ выполняли на высокопольных томографах фирмы «Siemens» (модель «Magnetom Symphony 1,5T» (Германия)) и фирмы «Philips» (модель «Ingenia 1,5» (Нидерланды)) с напряжённостью магнитного поля 1,5 Т. Протокол исследования включал в себя нативное исследование по Т1- и Т2-взвешенным изображениям (Т1-ВИ, Т2-ВИ) с использованием жироподавления в корональной, аксиальной и сагиттальной плоскостях, МР-диффузию с получением диффузионно-взвешенных изображений (ДВИ) с коэффициентами b=0–800, постконтрастные Т1-ВИ с жироподавлением в аксиальной плоскости после введения гадолиний-содержащего полумолярного контрастного препарата в дозировке 20 мл. Толщина томографического среза – 3 мм. Продолжительность исследования составляла до 45 мин.

При проведении КТ и МРТ анализировались такие признаки, как наличие опухоли, четкость ее контуров, инвазия в окружающие мягкие ткани, накопление, сроки накопления и вымывания контрастного вещества, деструкция щитовидного, черпаловидных, перстневидного хрящей, наличие вторично пораженных лимфатических узлов, при МРТ – характер изменения сигнала на ДВИ и картах измеряемого коэффициента диффузии (ИКД).

Совмещённую ПЭТ/КТ с 18F-дезоксиглюкозой (ФДГ) выполняли на сканере «Biograph Siemens», состоящем из компьютерного томографа «Somatom Emotion Duo» и позитронно-эмиссионного томографа «Ecat Exact HR+», совмещённых в единый диагностический комплекс на одном столе-транспортере.

Подготовка больного к исследованию включала голодание в течение шести часов перед исследованием. За 70 мин до внутривенного введения радио-фармпрепарата (РФП) пациенты принимали чёрный кофе без сахара для уменьшения накопления РФП в миокарде. РФП вводился внутривенно в дозе 200 МБк/ м2 поверхности тела пациента (370–420 МБк) в объеме 3–5 мл физиологического раствора.

В течение 60 мин пациенты находились в условиях, обеспечивающих максимально сниженную мышечную двигательную активность. Это необходимо для включения введенного препарата в метаболические процессы с участием глюкозы. В этот же период времени пациенты выпивали 600–800 мл воды с целью ускорения выведения РФП и для уменьшения фоновой радиоактивности. Исследование проводилось с опорожнённым мочевым пузырём. Всем больным при ПЭТ/КТ выполнялось болюсное введение 200 мл неионного рентген-контрастного вещества с помощью автоматического инъектора в 2 фазы: первая поло- вина объема контрастного вещества первоначально вводится со скоростью 3 мл/с, оставшиеся 100 мл – со скоростью 1,5 мл/с с задержкой сканирования 30 с. Введение контрастного вещества было необходимо для дифференцировки сосудов шеи, грудной клетки от прилежащих структур и исключения прорастания их опухолью, а также повышения точности выявления отдалённых метастазов при их наличии. Толщина томографического среза составляла 3 мм, время КТ- сканирования – около 2 мин.

После проведения КТ-исследования автоматически загружался протокол ПЭТ-сканирования той же области. Общее время ПЭТ/КТ сканирования всего тела составляло в зависимости от количества зон (кроватей) сканирования до 25 мин.

Анализ КТ проводился при помощи визуальной оценки аксиальных изображений с измерением денситометрических показателей по шкале Хаунсфилда (HU) и построением различных проекций (MPR, MIP, SSD, VRT). Оценивались локализация, количество опухолевых узлов, размеры, взаимосвязь с прилежащими структурами и сосудами, состояние окружающих мягких тканей, размеры лимфатических узлов (регионарных и отдалённых), изменения в других органах (отдалённое метастазирование).

Оценка ПЭТ осуществлялась визуально и полуколичественно. Визуальная оценка данных ПЭТ выполнялась с использованием различных цветовых шкал, позволяющих определить интенсивность накопления РФП в очаге, его локализацию и размеры. Полуколичественный анализ проводился с вычислением стандартизованного уровня накопления РФП (standard uptake value, SUV).

Результаты и их обсуждение. При выполнении КТ у 50 (92,5%) человек было выявлено первичное образование, в половине случаев без визуализации четкого внутреннего его контура (46,2%). У 49 (90,7%) пациентов визуализировалось накопление контрастного вещества образованием, у 10 (18,5%) человек отмечалась инвазия в прилежащие мягкие ткани, у 4 (7,4%) пациентов – деструкция хрящей гортани (рис. 1), регионарные метастазы в шейные лимфатические узлы прослеживались у 29 (53,7 %) человек.

Рис. 1. Рак гортани. При ларингоскопии (а) отмечается крупное образование правой половины гортани (стрелка). При компьютерной томографии (б) определяется крупное мягкотканное образование правой половины гортани без четких контуров, инфильтрирующее правую голосовую складку с распространением на переднюю и заднюю комиссуру, инфильтрирующее прилежащие мягкие ткани справа, вызывающее деструкцию щитовидного, перстневидного и правого черпаловидного хрящей

При выполнении МРТ у 52 (96,2%) человек были выявлены образования гортани, во всех случаях граница между образованием и прилежащими мягкими тканями четко визуализировалась (96,2%), у 51 (94,4%) человека отмечалось накопление контрастного вещества опухолью, у 10 (18,5%) пациентов была выявлена инвазия в прилежащие мягкие ткани, у 4 (7,4%) – определялась деструкция хрящей гортани (рис. 2); метастазы в шейные лимфатические узлы отмечались в 32 (59,2%) случаях.

Рис. 2. Рак гортани. При МРТ на Т2-ВИ определяется новообразование левой половины гортани с распространением на передние отделы щитовидного хряща

При проведении ДВИ (b=800) лишь у 43 (79,6%) пациентов в области образования прослеживался гиперинтенсивный сигнал, а на ИКД повышения сигнала не отмечалось, что характеризовало ограничение диффузии в области образования, а следовательно, его злокачественную или воспалительную природу. Помимо измененной структуры и накопления контрастного вещества в шейных лимфатических узлах, наличие гиперинтенсивного сигнала на ДВИ и отсутствие повышенного сигнала на ИКД говорило либо о вторичном генезе их изменений, либо о воспалительном во всех 32 (59,2%) случаях. Однако у 5 (9,2%) пациентов при МР-диффузии гиперинтенсивного сигнала и на ИКД повышения сигнала в области выявленного образования гортани не определялось, но он прослеживался в увеличенных множественных шейных лимфатических узлах.

После проведения МРТ все 54 человека с эндоскопически выявленными образованиями гортани были разделены на три группы. В первую группу вошли 4 пациента с образованиями, характеризующимися отсутствием гиперинтенсивного сигнала на ДВИ. Вторую группу составили 43 пациента с образованиями, характеризующимися гиперинтенсивным сигналом на ДВИ (b=800) и отсутствием повышения сигнала на ИКД без сопутствующей шейной лимфоаденопатии. Третью группу составили 5 пациентов с образованиями с отсутствием гиперинтенсивного сигнала на ДВИ, но с его наличием в увеличенных шейных лимфатических узлах. У 2 (3,7%) человек изменений при МРТ по Т1-ВИ, Т2-ВИ, а также при МР-диффузии выявлено не было, несмотря на выявленное при ларингоскопии образование правой голосовой складки (рис. 3).

Рис. 3. Высокодифференцированный рак гортани. При эндовидеоларингоскопии (а) в области правой голосовой складки определяется образование, покрытое фибрином. При МРТ на Т2-ВИ (б) и на ДВИ (в) данных за образование голосовых складок не получено

При использовании совмещенной ПЭТ/КТ у всех пациентов, помимо критериев, которые оценивали при КТ (местное распространение), оценивали уровень метаболизма ФДГ в опухоли, наличие гиперфиксации РФП в увеличенных шейных лимфатических узлах, отдаленное метастазирование.

В первой группе у 1 (1,8%) человека в области образования левой голосовой складки, характеризующегося отсутствием гиперинтенсивного сигнала на ДВИ, отмечался гиперметаболизм 18-ФДГ (SUVmax 12,3), а также единичные вторично измененные шейные лимфатические узлы слева с гиперфиксацией РФП в них (SUVmax 8,9), рисунок 4.

Рис. 4. Высокодифференцированный рак гортани с метастазированием в регионарные лимфатические узлы. При ПЭТ/КТ (а) определяется образование в области левой голосовой складки и лимфатический узел III группы слева с повышенным уровнем метаболизма 18-ФДГ, однако при МРТ на ДВИ (б) повышения сигнала в области образования и в области лимфатического узла не отмечается

У 3 человек (5,5%) гиперметаболизма ФДГ в области образований не выявлено, в области лимфатических узлов прослеживался небольшой уровень захвата РФП (SUVmax 2,6), что трактовалось как реактивные воспалительные изменения лимфатических узлов (рис. 5). Воспалительную природу увеличенных шейных лимфатических узлов подтверждало увеличение небных и глоточной миндалин с повышенным уровнем метаболизма глюкозы (SUVmax 5,1).

Рис. 5. Воспалительные изменения правой голосовой складки. При МРТ на Т2-ВИ определяется гиперинтенсивное образование правой голосовой складки (а), характеризующееся отсутствием повышенного сигнала на ДВИ (тонкая белая стрелка) с визуализацией повышенного сигнала в области множественных лимфатических узлов Ia, Ib, IIa, IIb, III, Va групп с обеих сторон (б, в) (толстые стрелки) и в области лимфоидного кольца Пирогова – Вальдейера (голубая стрелка). На ПЭТ/КТ-изображениях (г, д) гиперметаболизма глюкозы в области образования правой голосовой складки не прослеживается (тонкая белая стрелка), в области шейных лимфатических узлов прослеживается небольшой уровень захвата РФП (толстые д стрелки) и повышенный уровень захвата воспалительного характера в области миндалин (голубая стрелка)

В третьей группе у 2 (3,7%) человек также в области выявленной опухоли, изоинтенсивной на ДВИ, прослеживался гиперметаболизм глюкозы (SUVmax 15,7) без сопутствующей лимфоаденопатии (рис. 6). Еще у 2 (3,7 %) пациентов в этой группе гиперфиксации РФП в области образования повышения сигнала на ДВИ не отмечалось, что было расценено как доброкачественные образования с последующей гистологической верификацией опухолей – фиброма и гемангиома (рис. 7).

Рис. 6. Рак голосовой связки. При МРТ на Т2-ВИ (а) отмечается образование правой голосовой складки, характеризующееся неоднородным гиперинтенсивным сигналом, изоинтенсивное при МР-диффузии, без повышения сигнала на b=800 (б). Однако при выполнении ПЭТ/КТ (в) в области образования правой голосовой складки определяется гиперметаболизм 18-ФДГ

Рис. 7. Фиброма гортани. При МРТ на Т1-ВИ (а) и Т2-ВИ (б) определяется образование, расположенное над левой голосовой складкой, с распространением на левую черпалонадгортанную складку, прилежащее к черпаловидному хрящу (стрелка). Образование накапливает контрастное вещество преимущественно в периферических отделах и не имеет гиперинтенсивного сигнала на ДВИ (в) (стрелка). На ПЭТ-изображении гиперметаболизма глюкозы в области образования не выявлено (г) (стрелка)

В первой и третьей группах отдаленных метастазов у пациентов выявлено не было. Такие разночтения в интерпретации полученных результатов лучевых методов (изоинтенсивная на ДВИ опухоль, характеризующаяся гиперметаболизмом глюкозы) соответствуют высокодифференцированному гистологическому типу опухоли – при патоморфологическом исследовании был верифицирован высокодифференцированный плоскоклеточный ороговевающий рак. Высокодифференцированные опухоли могут быть изоинтенсивными на ДВИ и характеризоваться ИКД, близким к показателям, характерным для доброкачественных гиперпластических процессов.

В первой группе у 39 (72,2%) человек выявленные образования, гиперинтенсивные на ДВИ, но с отсутствием повышенного сигнала на ИКД, были расположены с одной стороны гортани и характеризовались гиперметаболизмом глюкозы (SUVmax ФДГ составлял 6,8–20,1). У 3 (5,5%) человек при двустороннем поражении гортани (складочный уровень) отмечался также повышенный уровень захвата РФП (SUVmax 4,5–17,2). Самые низкие значения SUV соответствовали воспалительной природе процесса, что подкреплялось данными КТ (неравномерное утолщение передней и средней трети голосовых складок). Самые высокие значения SUV соответствовали верифицированной высокодифференцированной плоскоклеточной ороговевающей карциноме обеих голосовых складок. Помимо выявленного неопластического процесса в гортани, у 2 (3,7%) пациентов отмечались отдаленные метастазы, представленные солитарными образованиями в легочной ткани округлой и неправильной формы с повышенным уровнем захвата РФП в них (SUVmax 6,4). Отдаленного метастазирования в головной мозг, органы брюшной полости, забрюшинное пространство и полость таза выявлено не было. У 1 пациента (1,8%) в этой группе выявленное крупное гиперинтенсивное на ДВИ и ИКД образование левого грушевидного синуса было аметаболично, что подкреплялось данными КТ и МРТ и трактовалось как ларингоцеле.

В выявлении природы образований и характера лимфоаденопатии (реактивный воспалительный/ вторично пораженный характер) чувствительность, специфичность и точность КТ составили 63, 50 и 61,1%; МРТ – 82,6, ~100 и 85,2%; ПЭТ/КТ – ~100, 100 и 100% соответственно. При сравнении эффективности КТ, МРТ и ПЭТ/КТ в выявлении образований гортани МРТ превосходит КТ, однако ПЭТ/КТ превосходит МРТ (а именно МР-диффузию), что связано с отсутствием патологической картины изменения сигнала на ДВИ-изображениях и ИКД при высокодифференцированных опухолях гортани, которые
тем не менее активно накапливают 18-ФДГ. Низкие показатели эффективности КТ обусловлены тем, что при отсутствии вовлечения в неопластический процесс хрящей и окружающих мягких тканей гортани КТ-картина опухоли небольших размеров практически идентична неизменённой гортани. Кроме того, метастатический процесс в лимфатических узлах при КТ выявляется лишь при их значительном увеличении, формировании пакетов и конгломератов.

Заключение. Проведение лучевого исследования посредством КТ и МРТ после ларингоскопии в большинстве случаев дает достаточно полную информацию о наличии опухолевого процесса, его местном распространении и регионарном метастазировании. Однако некоторые гистологические типы опухолей (высокодифференцированные раки) «маскируются» под доброкачественный процесс и при отсутствии вторично пораженных шейных лимфатических узлов могут повести лучевого диагноста и оториноларинголога по ложному пути. Совмещённое ПЭТ/КТ-исследование с 18-ФДГ позволяет выявить злокачественную природу высокодифференцированных опухолей гортани, метастазы в регионарные лимфатические узлы, одномоментно позволяет диагностировать отдаленные метастазы и разграничить воспалительный и неопластический генез изменений мягких тканей шеи. Таким образом, ПЭТ/ КТ-исследование с 18-ФДГ должно проводиться больным после проведения МРТ, которая в свою очередь позволяет анатомически детализировать изменения для констатации или опровержения злокачественности процесса в гортани и его стадирования.