КОНТРАСТНЫЕ ВЕЩЕСТВА И ТРЕХМЕРНЫЙ УЛЬТРАЗВУК (3D-ВИЗУАЛИЗАЦИЯ).
Важную диагностическую роль в клинической и экспериментальной медицине играют методы получения медицинских изображений - компьютерная томография, магнитно-резонансная томография, ультразвуковое исследование.
Эти методики, принцип работы которых основан на регистрации томографических сечений, в большинстве случаев дают возможность получать значимую диагностическую информацию. При этом ультразвуковое исследование отличается своей безвредностью для пациента, безболезненностью, относительной экономичностью и простотой.
(опубликовано 24.06.2009)
Ультразвуковая диагностика с применением допп-леровских методов измерения скорости кровотока и цветового картирования по скорости и энергии проводится для изучения сосудистой анатомии и гемодинамики [1].
На основе этих данных проводится диагностика сосудистых заболеваний: скоростные показатели и вид спектральной кривой кровотока в патологически измененных сосудах отличны от нормальных, режим цветового допплеровского картирования позволяет проследить анатомический ход сосуда с уточнением мест стенозирования и областей гемодинамических нарушений [2].
Однако в ряде ситуаций из-за сложности анатомо-топографических соотношений и ограниченных возможностей исследовательских методик получаемая информация недостаточна для пространственного восприятия анатомических структур, представления их взаимоотношений друг с другом. Реализованные в системах ультразвуковой диагностики в начале 90-х годов новые методы обработки сигнала дали возможность создания систем трехмерной визуализации [3].
Объемные изображения анатомических структур получают под различными ракурсами с произвольно ориентированными сечениями, что весьма ценно, например, при планировании хирургических операций. Самый простой способ получения трехмерных изображений - проведение регистрации и обработки точно ориентированных в пространстве двухмерных ультразвуковых сечений с последующей их обработкой.
Существует и другой способ. На сегодняшний день используется уже второе поколение специальных трехмерных датчиков, применение которых дает возможность не только трехмерной визуализации (например, сосудов), но и реконструкции изображения тканей и органов. Эти приборы, обладающие возможностями трехмерной реконструкции ультразвуковых изображений, позволяют повышать информативность и удобство объемного восприятия диагностической информации [4].
В мире накоплен определенный опыт ультразвуковой трехмерной визуализации в разных областях медицины, например для визуализации плода, сердца, паренхиматозных органов (главным образом пече ни и предстательной железы), полых органов (желчного пузыря), периферических, центральных и мозговых сосудов и др. Есть работы по диагностике новообразований, особенно исследование кровотока в узлах опухоли [3].
Эффективность клинического применения и чувствительность трехмерной визуализации значительно повышаются с применением контрастных препаратов, при работе в режиме энергетического допп-лера и использовании второй гармоники эхосигнала. Акустические свойства современных ультразвуковых контрастных веществ позволяют усиливать отражения допплеровского сигнала и, следовательно, контрастность изображения, благодаря чему улучшается визуализация мельчайших сосудов [5].
С изучением характерных особенностей кровотока и сосудистого рисунка опухолевых образований открываются возможности разработки новых ультразвуковых диагностических критериев злокачественности процессов. Трехмерная эхография с целью выявления и диагностики опухолевых поражений значительно проигрывает перед контрастной трехмерной эхографией [6]. Диагностические возможности подобных исследований приближены к инвазив-ным ангиографическим методикам. Однако современные внутривенно вводимые контрасты достаточно быстро распадаются, что значительно ограничивает время ультразвукового исследования [7].
В экспериментальных моделях in vivo с животными контрастная трехмерная эхо-кардиография применялась для выявления зон риска ишемического повреждения и инфарктов, возникающих при временной и постоянной окклюзии коронарных артерий (левой передней нисходящей артерии).
Трехмерное представление участков повреждений дает более ясное понимание их топографии, геометрии, а также повышает точность определения массы и объема. В качестве контрастного препарата применялся AIP 201, представляющий собой суспензию не разрушающихся под действием ультразвука микропузырьков диаметром 10 мкм. Введение контраста в левое предсердие сопровождалось равномерным усилением сигналов от миокарда за исключением областей инфаркта.
Количественный анализ постконтрастного усиления тканей показал значительную разницу интенсивности изображения нормальных и поврежденных участков миокарда. После реперфузии на фоне усиления отражения сигналов от здоровых тканей контрастирования зон инфаркта не происходило. Величина объема поврежденного участка сердечной мышцы в трехмерном представлении, определенная при контрастной трехмерной эхо-кардиографии, совпадает с данными ауто-радиографии с 99mTc [8, 9].
Применение контрастных веществ способствует более четкому выявлению стенок сердца, что повышает возможности трехмерной эхокар-диографии в точности определения массы левого желудочка [10].
Ряд публикаций посвящен изучению роли данной ультразвуковой методики для определения объемного кровотока через стенотически поврежденные клапаны [11].
В ряде случаев у пациентов с постишемической дисфункцией левого желудочка проведение эхокардиографичес-кого исследования затруднялось из-за плохого акустического доступа. Информативность трехмерной эхокардиографии в определении объема и функции левого желудочка повышается значительно при работе в режиме энергетического допплера и с введе нием контрастных препаратов [12].
Принимая во внимание возможность количественного перфузионного анализа и точность контрастной трехмерной эхокардиографии в определении границ поврежденного участка, представляется перспективным ее применение в клинических ситуациях в прогностическом смысле, например у пациентов с острым инфарктом. В подобных случаях определяются вероятные последующие зоны риска ишемических повреждений [13].
Трехмерная эхография - это неинвазивный способ исследования анатомии и сосудистой системы мозга. При этом исследует ся широкий спектр сосудистой патологии мозга: ишемические и геморрагические повреждения, атеросклеротическая дегенерация, артерио-венозные мальформации и аневризмы, а также неопластические процессы. Разрешающая способность и инфор мативность исследования повышаются значительно с применением внутривенно вводимых контрастных препаратов [5].
Контрасты повышают интенсивность допплеровского сигнала, что позволяет хорошо визуализировать сосуды виллизиева круга, периферические ветви артериальной системы, вертебробазилярную и базальную венозные системы [14].
По сравнению с магнитно-резонансной томографией контрастная трехмерная эхография более чувствительна в определении всех ветвей сосудистых бассейнов передней, средней и задней мозговых артерий [15, 16]. Хорошая дифференциация между артефактами и истинными анатомическими изменениями сосудов при контрастной трехмерной эхографии позволяет выявлять аневризмы размерами от 3 мм. Данные подобных исследований коррелируют с данными цифровой ангиографии, являющейся "золотым стандартом" сосудистых исследований [17].
Ряд работ посвящен изучению роли контрастной трехмерной эхографии в режиме энергетического допплера в гинекологии для дифференциации доброкачественных и злокачественных поражений яичников. При проведении данного исследования у пациентов с опухолевыми поражениями яичников, выявленными при эхографии в В-режиме и в режиме энергетического допплера, наличие извитых, хаотично расположенных по всей зоне опухоли и прорастающих в окружающие ткани сосудов говорило в пользу злокачественности.
Диагностическая эффективность контрастного трехмерного исследования составила 95,6% по сравнению с 86,7% при обычной трехмерной эхографии [18]. Трехмерная эхография матки с использованием физиологического раствора в качестве контраста, заполняющего полость матки, дает информацию о внутрипо-лостных патологических структурах органа. Ультразвуковое исследование, представляя эхонегативную полость матки в трех взаимно перпендикулярных полостях, формирует представление об объемной конфигурации органа и топографии патологических образований, представленных в виде гипер- и изо-эхогенных структур (полипы) [19].
Трехмерная визуализация сосудов почки с использованием эхоконтрастных препаратов способствует улучшению ультразвукового изображения сосудов с формированием понятия об их пространственном распределении, что важно для оценки состояния почечного трансплантата.
В ситуации, когда обычное исследование дает информацию только о междолевых артериях [20], у пациентов с купируемой стадией хронического отторжения при контрастной трехмерной эхографии определялись как междолевые, так и дуговые артерии. Отсутствие визуализации дуговых артерий говорило о некупируемой реакции отторжения. Контрастная трехмерная визуализация предстательной железы в режиме энергетического допплера проводилась для оценки характера васкуляризации злокачественных и доброкачественных опухолевых поражений. Оценивались объемная симметрия сосудистых структур и характер их распределения.
Чувствительность новой методики в выявлении злокачественных поражений составила 85%, специфичность - 80% по сравнению с 38 и 80% соответственно при бесконтрастном исследовании и 77 и 60% соответственно при трансуретральном исследовании в режиме серой шкалы. У 6 пациентов с отсутствием патологических изменений предстательной железы в В-режиме в 4 случаях контрастная трехмерная эхография выявила нарушения сосудистого рисунка, характер которого в 3 случаях говорил о злокачественности процесса. Полученные результаты коррелируют с данными биопсии, проведенной под контролем ультразвука [21].
Таким образом, использование контрастных препаратов совместно с трехмерной реконструкцией органа и режимом энергетического допплера представляется многообещающей методикой в диагностике рака предстательной железы.
При определении возможностей контрастной трехмерной эхографии, обычной трехмерной эхографии, трансректального исследования с цифровой обработкой информации, определением уровня антигена PSA в диагностике злокачественных поражений отмечался высокий уровень чувствительности и специфичности новой методики по сравнению с другими методиками, за исключением определения уровня антигена PSA.
Наиболее эффективным способом диагностики рака предстательной железы является контрастная трехмерная эхография в сочетании с определением уровня антигена PSA [22].
Функциональная диагностика
