СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ РАКА ЛЕГКИХ Российский патент 2003 года по МПК A61B5/55 

Изобретение относится к медицине, а именно к лучевой диагностике, и касается способов диагностики заболеваний легких, в частности, рака легких.

Известны способы диагностики рака легких с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) с использованием сверхпроводящих магнитов 1,5 Т (Zerhouni EA еt а1. [1992] In: Stark DD, Bradley Jr WG Magnetic Resonance Imaging, 2nd edition, Mosby: 1429-1489; Bonnet M et al. [1994] Proceedings, 2nd Meeting, SMR: 1473). Недостатком данных способов является невысокое качество изображения, поэтому их используют редко вследствие невозможности устранения искажений, вызванных дыханием и сердечными сокращениями и длительным временем исследования. На аппаратах с менее мощными магнитами указанные недостатки более выражены и исследования легких для диагностики рака на них вообще не проводят.

Наиболее близким по технической сущности, достигаемому эффекту к заявленному способу и выбранным в качестве прототипа является способ диагностики заболеваний легких, включающий в себя использование стандартных протоколов Т1 и Т2 с синхронизацией по дыханию на магнитно-резонансных томографах (МРТ) с магнитом в 1,5 Т после установочного сканирования, по которому выбирают проекцию (плоскость: сагиттальную, коронарную, поперечную) исследования, а после этого анализируют полученные данные.

Однако известный способ-прототип не применим для визуализации раковых узлов в паренхиме легких и корнях, способ растянут во времени, так как синхронизация по дыханию требует больших временных промежутков для включения последовательностей строго в определенные фазы дыхания, кроме того, изображение получают нечетким из-за постоянного движения патологического объекта в паренхиме легких при дыхании и точная оценка его контуров, размеров и структуры затруднена. Кроме того, стоимость исследования на 1,5 Т МРТ несравненно выше, чем на устройствах с магнитом 0,5 Т.

Все вышеперечисленные недостатки не позволяют осуществить магнитно-резонансную томографическую диагностику рака легких на аппаратах с магнитом в 0,5 Т.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание способа диагностики рака легких с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) с использованием сверхпроводящих магнитов 0,5 Т.

Технический результат - повышение точности и сокращение времени исследования, повышение информативности, снижение стоимости исследования, устранение искажений, связанных с дыханием, расширение возможностей МРТ.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что на МР-томографах со сверхпроводяшим магнитом 0,5 Т проводят исследование с помощью модифицированных протоколов Т1 и Т2 без синхронизации по дыханию при локализации ракового узла в верхних и средних отделах легких и при условии его прилегания к задней грудной стенке, и модифицированной STAGE-последовательности (Small Tip-Angle Gradient Echo) при расположении ракового узла в проксимальных отделах легких, в области трахеи, главных и сегментарных бронхов и для выявления метастазов в лимфоузлы средостения без сопряжения по дыханию на высоте вдоха у больных, способных задержать его на 12-15 секунд, и с сопряжением по дыханию у больных с выраженной дыхательной недостаточностью, когда задержка дыхания невозможна и оценивают изображение по интенсивности МР-сигнала, локализации, распространенности, форме и структуре патологического образования, контурам, а также по состоянию плевры, лимфоузлов, бронхов и других структур грудной клетки, при наличии интенсивного сигнала у патологического образования округлой формы с неровными, нечеткими контурами, с симптомом многоузловатости, связью с плеврой, нарушением бронхиальной проходимости, диагностируют рак легких.

При расположении ракового узла в проксимальных отделах легких, в области трахеи, главных и сегментарных бронхов и для выявления метастазов в лимфоузлы средостения используют модифицированную быструю последовательность STAGE (Small Tip-Angle Gradient Echo) без сопряжения по дыханию на высоте вдоха у больных, способных задержать его на 12-18 секунд, и с сопряжением по дыханию у больных с выраженной дыхательной недостаточностью, когда задержка дыхания невозможна (2-3 минуты). За это время можно получить 4-11 срезов в различных проекциях.

Полученное изображение позволяет выявить и оценить раковые узлы в легочной паренхиме, корнях легких, средостении и установить точный диагноз и распространенность ракового процесса.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что предлагаемый способ не известен и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Предлагаемый способ может быть применен в диагностических центрах и больницах, оснащенных 0,5 Т МР-томографом для ранней и дифференциальной диагностики центрального и периферического рака легких.

Таким образом, заявляемый способ является доступным, а следовательно, практически применим.

Предлагаемый способ представляет собой совокупность приемов, позволяющих обеспечить диагностику рака легких с помощью 0,5 Т МР-томографа "MAGNEX" SMT-50 Х/Н (Shimadzu) или другого аппарата со сверхпроводящим магнитом 0,5 Т.

Способ осуществляют следующим образом.

Исследование проводят на 0,5 Т МР-томографе "MAGNEX" SMT-50 Х/Н (Shimadzu) или другом аппарате со сверхпроводящим магнитом 0,5 Т с помощью модифицированных протоколов Т1 и Т2 без синхронизации по дыханию при локализации ракового узла в верхних и средних отделах легких и при условии его прилегания к задней грудной стенке, и модифицированной STAGE-последовательности (Small Tip-Angle Gradient Echo) при расположении ракового узла в проксимальных отделах легких, в области трахеи, главных и сегментарных бронхов и для выявления метастазов в лимфоузлы средостения без сопряжения по дыханию на высоте вдоха у больных, способных задержать его на 12-18 секунд, и с сопряжением по дыханию у больных с выраженной дыхательной недостаточностью, когда задержка дыхания невозможна (2-3 минуты), документирование полученных изображений проводится путем их записи на лазерный диск и переноса изображения на пленку для диагностических изображений на лазерном принтере "Кодак".

Больного укладывают на спину на стол МР-томографа, который приведен в горизонтальное положение, центр поля исследования размещают на центральной линии тела на уровне 111 межреберья, вводят информацию о пациенте, настраивают МР-томограф, выполняют установочное сканирование, по которому выбирают проекцию (плоскость: caгиттальную, коронарную, поперечную) исследования так, чтобы она проходила через патологическое образование, при локализации ракового узла в верхних и средних отделах легких и при условии его прилегания к задней грудной стенке модифицируют протоколы Т1 и Т2 и без синхронизации по дыханию, запускают их, при этом больной может спокойно дышать. При необходимости выполняют дополнительное исследование для получения срезов в оптимальных плоскостях, после этого анализируют полученные данные и выдают заключение. Время исследования больного составляет не от 2 до 5 минут. Так как дыхательные движения в верхних и средних отделах легких не влияют на перемещения ракового узла, то получают изображения удовлетворительного качества.

Основные технические параметры Short-SE (для получения Т1-взвешенного изображения):
TR - 530 ms, ТЕ - 15 ms. Matrix - 256Х256, 4 Nex, Saturation present, Slices 16, Echoes 1, Field of view (FOV) - 35 cm, Width - 8 mm, Pitch -10 mm.

Основные технические параметры Long-SE (для получения Т2-взвешенного изображения):
TR - 1800 ms, ТЕ - 80 ms, Matrix - 256Х256, 2 Nex, Saturation present, Slices 14, Echoes 1, Field of view (FOV) - 35 cm, Width - 8 mm, Pitch -10 mm.

При расположении ракового узла в проксимальных отделах легких, в области трахеи, главных и сегментарных бронхов и для выявления метастазов в лимфоузлы средостения после установочного сканирования и выбора проекции применяют модифицированную STAGE-последовательность (Small Tip-Angle Gradient Echo) без сопряжения по дыханию на высоте вдоха у больных, способных задержать его на 12-18 секунд, и с сопряжением по дыханию у больных с выраженной дыхательной недостаточностью, когда задержка дыхания невозможна (1-3 минуты). При необходимости выполняют дополнительные срезы в оптимальных плоскостях, после этого анализируют полученные данные и выдают заключение.

Основные технические параметры модифицированной STAGE-последовательности для получения поперечных и caгиттальных срезов:
TR - 160 ms, ТЕ - 12ms, Matrix - 256Х256, 1 Nex, No saturation, Slices 6, Echoes 1, Field of view (FOV) - 35 cm, Width - 8 mm, Pitch - 10 mm.

При получении коронарных срезов в STAGE-последовательность вносят изменения следующих параметров:
Field of view (FOV) - 40 cm, Width - 6 mm, Pitch - 8 mm.

Используют также еще один модифицированный протокол STAGE: TR - 300 ms, ТЕ 6 - ms, Matrix - 256Х256, 1 Nex, Saturation present, Slices 11, Echoes 1, Field of view (FOV) - 35 cm, Width - 8 mm, Pitch - 10 mm.

Общее время исследования больного составляет не более 5-10 минут.

Полученные изображения легких позволяют оценить наличие патологических изменений в паренхиме легких, корнях, плевре и медиастинальных структурах, провести измерения толщины плевры, размеров патологических образований, точно установить распространенность процесса и его локализацию, оценить контуры мягких тканей. На фоне отсутствия МР-сигнала в паренхиме легких отчетливо определяются раковые узлы, интенсивный сигнал дает минимальное количество жидкости, которая может накапливаться в плевре, четко определяются раковые узлы в средостении, особенно те, что суживают трахею и бронхи и распространенность ракового процесса, а также увеличенные регионарные и лимфоузлы средостения. Преимуществом протоколов Т1 и Т2 является возможность в большинстве случаев дифференцировать злокачественные образования легких от доброкачественных на основании сравнения интенсивности сигнала, полученного на Т1- и Т2-взвешенных изображениях.

Изображения оценивают по интенсивности МР-сигнала, локализации, распространенности, форме и структуре патологического образования, контурам, а также по состоянию плевры, лимфоузлов, бронхов и других структур грудной клетки.

При наличии интенсивного сигнала у патологического образования округлой формы с неровными, нечеткими контурами, с симптомом многоузловатости, связью с плеврой, нарушением бронхиальной проходимости, диагностируют рак легких.

Пример 1.

Больной К., 63 лет. Подозрение на центральный рак правого легкого. Пневматизация нижней доли правого легкого понижена на рентгенограммах органов грудной полости в прямой и правой боковой проекциях. Проведена диагностика описанным выше способом. В нижней доле правого легкого определяется патологическое образование неправильной формы с интенсивным сигналом, многоузловатое, с неровными контурами, диаметром 3,2 см, которое полностью перекрывает просвет правого нижнего долевого бронха. Бронхопульмональные лимфоузлы увеличены. Заключение: центральный рак нижней доли правого легкого. Диагноз подтвержден при бронхоскопическом исследовании с последующим гистологическим изучением материала биопсии - аденокарцинома.

Пример 2.

Больной С., 41 год. Подозрение на периферический рак правого легкого. На флюорограммах органов грудной полости в прямой и правой боковой проекциях выявлена округлая тень в верхней доле правого легкого. Проведена диагностика описанным выше способом. B 111 сегменте правого легкого обнаружено патологическое образование с интенсивным сигналом округлой формы диаметром 2,8 см, с неровными контурами, многоузловатое, связанное с плеврой. В плевральной полости определяется незначительное количество жидкости, медиастинальные лимфоузлы не увеличены. Заключение: периферический рак верхней доли правого легкого.

Исследование патологического материала, полученного с помощью трансторакальной пункции, подтвердило диагноз - плоскоклеточный рак.

Данным способом проведено исследование у 22 больных раком легких, МРТ у всех из них оказалось высокоинформативным, безопасным и оперативным, а также дало возможность значительно уменьшить искажения, связанные с дыханием.

Таким образом, способ высокоинформативен, неинвазивен, доступен, может быть использован для ранней и дифференциальной диагностики рака легких, а также в качестве скриннинга для выявления рака легких, исключает лучевую нагрузку.

Настраивают МР-томограф. Выполняют установочное сканирование с использованием сверхпроводящих магнитов 0,5 Т, по которому выбирают проекцию исследования. Модифицируют STAGE-последовательность и запускают ее во время задержки дыхания больным на глубоком вдохе. При необходимости выполняют дополнительные срезы в оптимальных плоскостях. После этого анализируют полученные данные и выдают заключение. При наличии интенсивного сигнала у патологического образования округлой формы с неровными, нечеткими контурами, с симптомом многоузловатости, связью с плеврой, нарушением бронхиальной проходимости, диагностируют рак легких. Способ позволяет исключить лучевую нагрузку, высокоинформативен, неинвазивен, доступен.

Способ диагностики рака легких путем магнитно-резонансной томографии (МРТ) с использованием исследования легких в сагиттальной, коронарной, поперечной плоскостях и анализа полученных данных, отличающийся тем, что на МР-томографах со сверхпроводящим магнитом 0,5 Т проводят исследование с помощью модифицированных протоколов Т1 и Т2 без синхронизации по дыханию при локализации ракового узла в верхних и средних отделах легких и при условии его прилегания к задней грудной стенке, и модифицированной STAGE-последовательности (Small Tip-Angle Gradient Echo) при расположении ракового узла в проксимальных отделах легких, в области трахеи, главных и сегментарных бронхов и для выявления метастазов в лимфоузлы средостения без сопряжения по дыханию на высоте вдоха у больных, способных задерживать его на 12-15 с, и с сопряжением по дыханию у больных с выраженной дыхательной недостаточностью, когда задержка дыхания невозможна и оценивают изображение по интенсивности МР-сигнала, локализации, распространенности, форме и структуре патологического образования, контурам, а также по состоянию плевры, лимфоузлов, бронхов и других структур грудной клетки, при наличии интенсивного сигнала у патологического образования округлой формы с неровными, нечеткими контурами, с симптомом многоузловатости, связью с плеврой, нарушением бронхиальной проходимости, диагностируют рак легких.