Гибридные системы визуализации в томографии

Совмещение двух приборов в одном — новое направление в технологии визуализации. Спектр таких систем варьируется от совмещения позитронно-эмиссионной томографии(ПЭТ) с МРТ или КТ до совмещения ультразвуковых технологий с эндоскопией. На МЕДИКЕ 2010 - мировом медицинском форуме, который пройдет 17-20 ноября 2010 в Дюссельдорфе, Германия, - производители медицинской техники и участники конгресса будут обсуждать инновационные методы объединения различных технологий, например, эндосонографию и ее применения в каждодневной клинической практике. Рост использования этих т.н. гибридных систем возрастает, в основном при лечении раковых больных.

Идея проста: совместить два диагностических метода в одну процедуру для того, чтобы получить информацию, которую обычно получают при помощи двух манипуляций. Гибридные технологии, при которых различные методы визуализации совмещены в одну сложную техническую систему, позволяют проводить диагностику легче и с меньшим стрессом для пациента.

Один из примеров специализированной гибридной системы — это ПЭТ/МРТ сканер всего тела, оснащенный новейшей технологией Филипс. Система была установлена в университетском клиническом центре в Женеве в этом году. Однако прибор будет использован для исследовательских целей. Система совмещает в себе две функции, которые до сегодняшнего дня не были объединены вместе, а именно функции магнитно-резонансного томографа (МРТ) и позитронно-эмисионного томографа (ПЭТ).

Совмещение МРТ и ПЭТ позволяет отображать в одном изображении пространственные структуры и метаболическую активность органов. Такая технология представляет особый интерес для лечения раковых больных, т.к. раковым клеткам зачастую необходимо больше энергии, чем здоровым клеткам в соседних тканях. Это важно для постановки первоначального диагноза, планирования хирургических операций и оценки эффективности лечения.

"Комбинация анатомических изображений МРТ и применяемых радиоактивных меток для ПЭТ сможет улучшить мониторинг, уточнить диагнозы и сделать контроль лечения раковых пациентов более эффективным. Данные об эффективности лечения станут более точными. Мы также уверены, что гибридная визуализация будет развиваться и в других областях, в частности в кардиоваскулярной визуализации и нейрологии,"- объясняет профессор Осман Ратиб, главный врач клиники радиологии и ядерной медицины университета Женева.

В настоящее время и МРТ, и ПЭТ исследования используются отдельно, часто одно исследование проводится спустя несколько дней после другого. Далее полученные изображения накладываются на специализированную консоль. В итоге точное совмещение изображений — это трудоемкий процесс, так как пациент во время исследований не находится в одинаковых положениях и сканер не всегда точно расположен по одной линии. Сложные диагностические системы, совмещающие ПЭТ и КТ, долго использовались как системы ПЭТ/КТ. Совмещение ПЭТ и МРТ, напротив, считалось невыполнимым. "До настоящего времени магнитное поле МРТ негативно влияло на собственные функции ПЭТ сканеров и создавало артефакты,"готовит профессор Рабит. Эти проблемы были решены в новом совмещенном ПЭТ/МРТ сканере. Вместе с гибридным прибором два сканера помещены в комнату напротив друг друга. Между ними находится движущийся стол, так что исследования МРТ и ПЭТ могут проходить по очереди, и не требуется того, чтобы пациент менял положение. "Мы работаем над тремя областями применения системы. В этих областях предполагается значительное развитие," заявляет профессор Ратиб. Это, во-первых, пациенты с головными/спинными опухолями, когда сложно проводить оценку рецидива опухоли при помощи традиционных методов, так как хирургическое лечение зачастую радикально. Технология ПЭТ/МРТ может также быть использована при раке простаты, когда основная цель — это ранняя диагностика рецидивов, и при раке груди, когда метод способен улучшить дифференциальную диагностику. 

Значительное упрощение исследований

Радиологи в клинике университета Тюбинген создали МРТ/ПЭТ систему примерно год назад. Профессор Клаус Клауссен, медицинский директор отделения Радиология, отмечает: "Для наших пациентов это означает, что в будущем исследования будут проходить гораздо легче, так как время исследования может быть значительно снижено и лучевая нагрузка будет сокращена. Эта технология позволяет на ранних стадиях распознать и оценить опухоль и метастазы. Кроме того, их расположение относительно органов может быть обозначено раньше. Ожидаемый результат — это более ранняя и направленная терапия." Университетская клиника уже завершила важные ступени в развитии ПЭТ/МРТ систем для исследований головного мозга. Сейчас основная задача которая стоит перед учеными- это адаптировать технологию визуализации для головы ко всему телу. ПЭТ/МРТ для визуализации структур головного мозга была разработана совместно с Сименс.

Исследователи в Юлихе работают над тем, чтобы распознавать заболевания головного мозга на самых ранних стадиях при помощи ПЭТ и супер высокопольного МРТ (9.4 Тесла) (это в более чем 200 000 раз сильнее, чем магнитное поле Земли) - технология была также разработана Сименс. Этот прибор одновременно оценивает структуры тканей и биохимические процессы в головном мозге. Директор института Нейронауки и медицины, профессор Йон Ша, ожидает разрешающую способность в 0.1 мм..Исследователи также видят достоинства этого базового исследования, например, для головной боли и наркомании. Однако улучшения при постановке диагноза еще не означают улучшения в лечении. Это может занять годы, пока терапевтические агенты, разработанные на основе этого исследования, могут быть тестированы.

Рисунок 1. Магнитно-резонансный томограф

Совмещение МРТ и УЗ-аппарата

Американская компания GE Healthcare включила две гибридные системы в свою линейку - MRgFUS and MR-Touch. MRgFUS - это совмещение МРТ и сфокусированного ультразвука для лечения миомы. MR-Touch - это специализированная процедура эластографии, которая направлена на визуальное сканирование органов. Долгое время врачи во время осмотра пациентов рассчитывали только на свое осязание, например, при диагностике шишек и припухлостей в груди, или при пальпации печени при подозрении на фиброз. Однако не все органы могут быть осмотрены таким образом. MR-Touch позволяет решить эту проблему. В основе технологии лежит комбинация низкочастотных звуковых волн и метод магнитного резонанса. Такой метод способен измерить эластичность тканей. Результат исследования — эластограмма, цветное анатомическое изображение, по которому можно определить твердость ткани печени. Этот метод включает в себя три этапа. Во-первых, звуковые волны (от 40 Гц до 200 Гц) создаются в теле человека при помощи генератора, совместимого с МРТ. Затем изображение этих звуковых волн генерируется при помощи специальной последовательности МР изображений. Во время третьего и последнего этапа эти данные обрабатываются, создается эластограмма, которая показывает относительную твердость ткани в исследуемой области.

Достоинство эндосонографии (EUS, эндоскопичесий ультразвук) - это также совмещение двух методик визуализации, во время которой органы исследуются не снаружи через кожу, а изнутри. Ультразвуковой датчик контактирует с внутренней поверхностью, например, со слизистой оболочкой пищевода при помощи эндоскопа. При сравнении с традиционными ультразвуковыми чрезкожными исследованиям достоинство этого метода заключается в том, что необходимый орган расположен ближе к УЗ-датчику, таким образом визуализация становится более точной. Наконечник датчика заполняется водой, что улучшает свойства дисплея. Это также улучшает проводимость ультразвуковых волн по отношению к ткани и улучшает отражение сигнала. Для реализации такой технологии используются различные приборы, например, системы Olympus. Выбор фирмы-производителя зависит от области, где будет применяться прибор. Системы для забора проб через биопсийный канал используются в эндосонографии. Стоит отметить, что радиус глубины проникновения ультразвука меньше. Эндосонография при заборе биопсийных проб может частично использоваться и во время таргетных иссследований полипов или при установлении глубины злокачественных опухолей. 

Эндосонография. Увеличения значимости исследования

«Эндосонография позволяет проводить точные исследования стенок кишечника», - объясняет доктор Элке Бурместер Сана клиники в Любеке. Это исследование относительно простое и безболезненное для пациентов. Значение эндосонографии в диагностике, особенно колоректальных заболеваний, возросло за последние годы. С другой стороны метод может быть применен и при доступе к таким органам, как мочевой пузырь или кишечник, аноректальный абсцесс и фистулам. Кроме того, это является обязательной составляющей S3-нормативов (S3 = высшая нормативная классификация, используемая немецкой ассоциацией медицинских сообществ AWMF). Определение глубины проникновения опухоли и доказательство наличия метастазов в лимфатических узлах очень точна. Этот гибридный метод позволяет проводить точный контроль терапии и опухолей. Становится возможным распознать и произвести точную пункцию образований, представляющих угрозу.

Этот метод также может применяться при диагностике опухолей в области поджелудочной железы и в случаях холестаза. Согласно доводам Бурместера, результаты использования EUS для исследования поджелудочной железы скорее неудовлетворительные. Но эндосонография чувствительный метод при диагностике нейроэндокринных опухолей. Он также необходим для диагностики инсулиомы при дооперационном планировании.

Состояние современной противораковой терапии - тема многих конгрессов, проводимых в Южном центре конгрессов, на форуме MEDICA 2010