СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ВТОРИЧНОЙ ОБЛИТЕРАЦИИ СЛЕЗООТВОДЯЩИХ ПУТЕЙ У ПАЦИЕНТОВ ПОСЛЕ ПРОВЕДЕНИЯ РАДИОЙОДТЕРАПИИ Российский патент 2025 года по МПК A61B5/107 G01T1/164 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к медицине, а именно к ядерной медицине, эндокринологии, офтальмологии и радиологии, и может быть использовано для определения группы риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей среди пациентов после проведения радиойодтерапии рака щитовидной железы (ЩЖ).

Изобретение основано на обработке сцинтиграфических изображений головы и шеи пациентов, в результате которой выявляют области, соответствующие слезоотводящим путям, с последующей количественной оценкой интенсивности накопления радиофармацевтического лекарственного препарата (РФЛП) в них, которую используют при оценке риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей с учетом данных протокола проведения радиойодтерапии и данных анамнеза пациента.

В отношении пациентов из группы риска при необходимости проведения повторной радиойодтерапии могут быть применены превентивные профилактические меры, минимизирующие вероятность возникновения такой патологии слезного аппарата, как вторичная облитерация слезоотводящих путей, которая проявляется вследствие накопления РФЛП в слезоотводящих путях. В качестве профилактических мер может быть рекомендован прием лекарственных сосудосуживающих препаратов, направленных на механическую окклюзию слёзных точек перед и в течение проведения радиойодтерапии.

Изобретение также может найти применение при исследовании влияния на слезный аппарат человека препаратов, регулирующих уровень тиреотропного гормона.

Уровень техники

Из уровня техники известны различные способы определения группы риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей. Известные способы основаны на измерении различных параметров - клинических и инструментальных, включая интенсивность накопления РФЛП в области слезоотводящих путей. Однако области слезоотводящих путей не всегда удается однозначно идентифицировать на сцинтиграфических изображениях головы и шеи, что снижает точность количественной оценки интенсивности накопления РФЛП, и, как следствие, снижает точность получения прогнозных оценок в отношении возможности возникновения у пациентов вторичной облитерации слезоотводящих путей.

Из уровня техники известен способ диагностики осложнений в слезной системе у пациентов после радиойодтерапии ЩЖ [Любавска В., Белдовская Н.Ю., Новиков С.А., и др. Лучевые методы диагностики патологии слезоотводящих путей // Офтальмологические ведомости. - 2017. - Т. 10. - № 3. - С. 35–45. doi: 10.17816/OV10335-45], в основе которого лежит проведение радионуклидной дакриосцинтиграфии с использованием ^99mTc-пертехнетата: после эпибульбарной анестезии в верхний или нижний слёзный каналец вводят контраст объёмом 0,5 мл. РФЛП, попавший на кожу век или в конъюнктивальную полость, удаляют влажным ватным тампоном во избежание артефактов. Исследование выполняют в окципитофронтальной (при носоподбородочной или лобно-носовой укладке) и боковой проекциях, больной при этом находится в положении сидя. После исследования слезоотводящие пути промывают и освобождают от контрастного агента.

Дакриосцинтиграфия также позволяет оценить анатомическую и функциональную проходимость слезоотводящих путей в динамике, однако при частичном стенозе слезоотводящих путей не даёт объективной информации о степени их сужения. Данный способ является диагностическим, позволяет оценить уже имеющуюся патологию на момент проведения исследования, и не может быть использован для построения прогнозных оценок возникновения риска вторичной облитерации слезоотводящих путей в будущем. Способ является сложным, требующим применения специальных навыков, сопряжен с использованием радиоактивного препарата ^99mTc-пертехнетата.

Для прогнозирования риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей могут быть использованы сцинтиграфические или ПЭТ/КТ изображения.

Из уровня техники известен способ обработки ПЭТ/КТ изображений, с последующим анализом влияния 124-йода на слезоотводящие пути [Di Wua, Donika Plykua, Kanchan Kulkarnic, Carlos Garciac, Kenneth D. Burmand, Leonard Wartofskya,d and Douglas Van Nostranda The spectrum of 124I uptake in the lacrimal gland and nasolacrimal sac/duct on PET/CT imaging // Nuclear Medicine Communications. - 2021, - №3 - p. 292-299 doi:10.1097/MNM.0000000000001330]. Данный способ исследования основан на анализе изображений, полученных с использованием комбинированной системы ПЭТ/КТ с предварительным введением РФЛП на основе 124-йода. Объем выборки исследуемой группы включал 31 пациента с подтвержденным диагнозом «дифференцированный рак щитовидной железы», средний возраст которых составил 52±18 года. Перед проведением исследований пациенты соблюдали диету с низким содержанием йода (содержание йода в моче <150 мкг/л), и уровнем ТТГ в крови >30 мМЕ/л. Определение интенсивности накопления РФЛП в области слезоотводящих путей оценивалось при использовании препаратов низкой активности, которое выполнялось на GE Advance Nxi и Philips Gemini TF через промежутки времени, соответствующие 2, 24, 48, 72 и 96 часам после перорального приема 124-йода, с активностью 31,5 или 62,9 МБк (0,85 или 1,7 мКи). В процессе анализа полученных изображений было установлено, что интенсивность накопления РФЛП лучше оценивалась на единичных срезах. Визуально накопление в области слезоотводящих путей чаще всего наблюдалось через 2 и 24 часа после перорального введения йодида натрия. В данном исследовании была проведена классификация области очага накопления 124-йода в слезоотводящих путях по форме: круглый очаг - 30-35% случаев, очаг эллиптической формы – 27-29% и продолговатый очаг - 26-27%. В результате проведенных исследований были получены данные о частоте встречаемости данной патологии, интенсивности накопления РФЛП и времени визуализации накопления РФЛП после его введения. В ходе исследования была предложена условная шкала для оценки интенсивности накопления РФЛП в слезной системе: «0» - нет накопления; «1» - сомнительное накопление; «2» - определенное накопление; «3» - умеренное накопление; «4» - интенсивное накопление. Интенсивность накопления РФЛП определялась по результатам визуального анализа полученных снимков с использованием цветовой шкалы. У 29 пациентов из 31 наблюдали интенсивное накопление в области слезоотводящих путей на 2 и 24 часы после введения РФЛП. Таким образом, после обработки всех данных было получено распределение интенсивности накопления РФЛП в области слезной системы, которое описывает интенсивность накопления по субъективной оценочной шкале с учетом времени, прошедшего после введения РФЛП.

Однако данный способ обработки ПЭТ/КТ изображений основан на субъективной визуальной оценке интенсивности накопления РФЛП в слезной системе, что не позволяет его использовать для оценки риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей, которая связана с необходимостью точной локализации исследуемых областей, а также с необходимостью количественной оценки интенсивности накопления РФЛП в данных областях.

Из уровня техники известен способ оценки риска вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии с использованием ОФЭКТ/КТ [В.Д. Ярцев, Е.Л. Атькова, Вторичная облитерация слезоотводящих путей после терапии радиоактивным йодом. Проблемы эндокринологии. - 2018, - №6, - С. 397-401. doi:10.14341/probl9716]. Накопление РФЛП в области слезоотводящих путей исследовали на изображениях головы и шеи, полученных с использованием комбинированной системы ОФЭКТ/КТ. На основе статистических данных было установлено, что в 3% случаев происходит вторичная облитерация слезоотводящих путей, где в последующем требуется оперативное вмешательство для восстановления дренажной функции. Минимальная вводимая активность РФЛП, ассоциированная с поражением слезоотводящих путей, составила 150 мКи. С помощью системы ОФЭКТ накопление радиоактивного йода в области носовой полости и области слезоотводящих путей было выявлено у пациентов, прошедших курс терапии радиоактивным йодом при средних терапевтических активностях равных 100 мКи (50 наблюдений) и более 150 мКи (50 наблюдений). У пациентов, получавших радиоактивный йод, активность которого, превышала 150 мКи, его накопление было более выраженным, что позволило предположить и более высокий риск развития осложнений у этих пациентов. У пациентов, получавших терапию радиоактивным йодом активностями менее 300 мКи, частота развития нарушения функции слезоотведения составила 7,7%, тогда как у пациентов, получавших терапию активностями более 300 мКи, - 27,4%. При этом выраженность сужения (от развития частичной непроходимости до полной облитерации) также возрастала пропорционально дозировке. Таким образом, критерием включения пациентов в группу риска вторичной облитерации слезоотводящих путей является используемая дозировка РФЛП.

Однако данный инструментальный способ также не обеспечивает высокой точности прогнозных оценок.

Из уровня техники известен способ оценки интенсивности накопления РФЛП (I-131) по результатам анализа томографического изображения головы и шеи, полученного с использованием комбинированной системы ОФЭКТ/КТ, который может быть применен для оценки риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии [Mohammad Javed Ali, Achyut Ram Vyakaranam, Jyotsna Eleshwarapu Rao, Giri Prasad, Palkonda Vijay Anand Reddy. Iodine-131 Therapy and Lacrimal Drainage System Toxicity: Nasal Localization Studies Using Whole Body Nuclear Scintigraphy and SPECT-CT // Ophthalmic Plastic and Reconstructive Surgery, - 2017, - №1, - p. 13-16. doi:10.1097/iop.0000000000000603]. ОФЭКТ позволяет визуализировать накопление РФЛП в области носовой полости и слезоотводящих путей. В процессе исследования пациенты в зависимости от полученной дозировки были разделены на две группы: в группу A были включены пациенты со средней полученной дозировкой 100 мКи, в группу B - с полученной дозировкой более 150 мКи, со средним возрастом 43,12 года в группе А и средним возрастом 54,6 года в группе В, соотношение пациентов мужского и женского полов составило 1,1:1 (27:23) и 1,5:1 (30:20) в группах А и В, соответственно. В ходе исследования диагностика проводилась дважды: непосредственно до введения перорально раствора йодида натрия I-131, а затем через неделю. Терапия с применением препарата, активность которого более 150 мКи, является радиотоксичной для слёзной системы, повышая риск возникновения возможных патологий. По результатам обработки данных была предложена следующая классификация интенсивности накопления РФЛП: «Нулевая» интенсивность накопления РФЛП - накопление не визуализируется в области ротовой полости, области носовой полости и в областях левого и правого слезоотводящих путей; «Низкая» - накопление РФЛП визуализируется в области ротовой полости и в небольших участках области носовой полости; «Средняя» - накопление РФЛП визуализируется в области ротовой полости и области носовой полости; «Высокая» - накопление РФЛП наблюдается во всех областях, иногда без накопления в области слезоотводящих путей, характеризуется на томографическом изображении градациями цветовой шкалы. Интенсивность накопления РФЛП в области носовой полости оценивалась визуально на основе распределения препарата в организме человека. Классификация была составлена из расчета активности I-131.

Однако данный способ является диагностическим - позволяет выявлять пациентов с уже существующей патологией, и не позволяет осуществлять оценку риска развития вторичной облитерации слезных путей после проведения радиойодтерапии. Кроме того, способ не обеспечивает высокой точности диагностических оценок в связи с визуальным определением границ областей, соответствующих слезоотводящим путям без использования инструментальных приемов.

Таким образом, известные способы диагностики и оценки риска развития вторичной облитерации слезных путей после проведения радиойодтерапии, в основе которых лежит анализ томографических изображений, не обеспечивают высокой точности. Слезная система характеризуется сложностью идентификации на полученных изображениях. В известных способах анализа изображений при определении областей, соответствующих слезоотводящим путям, могут возникать ошибки, в т.ч. связанные с наличием артефактов, отсутствием четкой границы раздела между зонами накопления РФЛП, соответствующими носовой, ротовой полостям и слезоотводящим путям, а также с отсутствием геометрических характеристик исследуемых областей, позволяющих облегчить процесс выявления интересующих областей. Данные ошибки затрудняют выделение целевой области исследования, и, следовательно, вносят погрешность в определение интенсивности накопления РФЛП в исследуемых областях. Высокая вероятность ошибок в т.ч. связана и с определением интенсивности в зоне, которая не относится к исследуемой области, что будет негативно отражаться на точности прогноза.

В этой связи существует потребность в поиске критериев достоверного определения областей, соответствующих слезоотводящим путям, с определением в них интенсивности накопления радиофармацевтического лекарственного препарата (РФЛП).

Технической проблемой является отсутствие инструментальных приемов, основанных на предварительной сегментации полученных изображений для определения областей, соответствующих слезоотводящим путям, с целью построения достоверного прогноза возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей среди пациентов после проведения радиойодтерапии рака ЩЖ, а также отсутствие комплекса параметров с целью осуществления оценки риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей. Определение границ исследуемой зоны с количественной оценкой интенсивности накопления РФЛП влияет на построение достоверного прогноза, используемого для принятия адекватных профилактических мер.

Раскрытие сущности изобретения

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является возможность определения локализации слёзоотводящих путей на диагностическом сцинтиграфическом изображении головы и шеи, следствием которого является корректное определение интенсивности или индекса накопления РФЛП, который может быть использован для определения пациентов группы риска возникновения осложнений слезной системы в виде облитерации слезоотводящих путей после радиойодтерапии (I-131) по поводу дифференцированного рака ЩЖ.

Технический результат достигается применением способа прогнозирования риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей у пациентов после проведения радиойодтерапии, включающего определение комплекса показателей: возраст и пол пациента, наличие менопаузы для женщин, наличие непроизвольного слезотечения на момент проведения исследования, введение пациенту рекомбинантного человеческого тиреотропного гормона перед проведением курса радиойодтерапии, значение суммарной терапевтической активности введенного РФЛП при проведении радиойодтерапии; выполнение сцинтиграфического исследования пациента с введением РФЛП, получением прямой проекции сцинтиграфического изображения головы и шеи пациента на 72 час после введения РФЛП, выявлением на изображении областей накопления РФЛП, соответствующих слезоотводящим путям, с последующим определением значения интенсивности накопления РФЛП в данных областях, соответствующих слезоотводящим путям, по которому рассчитывают значение индекса накопления РФЛП; полученные значения оценивают в баллах:

возраст «менее 41 года» - 0 баллов, «от 41 до 60 лет» - 1 балл, «от 60 лет и более» - 2 балла,

для женщин: период постменопаузы - 0 баллов, репродуктивный возраст - 1 балл,

непроизвольного слезотечения нет - 0 баллов, есть - 2 балла,

введение пациенту рекомбинантного человеческого тиреотропного гормона перед проведением исследования не осуществлялось - 0 баллов, осуществлялось - 1 балл,

суммарная активность введенного РФЛП при проведении радиойодтерапии: «менее 5499 МБк» - 0 баллов, «от 5499 до 10999 МБк» - 1 балл, «от 10999 и более» - 2 балла,

индекс накопления 131-йода «менее 0.041%» - 0 баллов, «от 0.041% до 0.07%» - 1 балл, «от 0.07% и более» - 2 балла,

где индекс накопления k вычисляют по формуле:

k = ((A – B) / (C – D*M*N)) *100%,

где А - значения интенсивности накопления РФЛП в областях, соответствующих слезоотводящим путям, В - значение интенсивности, измеренное за пределами области слезоотводящих путей в пределах головы и шеи, С - значение интенсивности накопления РФЛП во всем теле пациента, D - фоновое значение интенсивности, измеренное в отсутствии пациента; M × N - размерность матрицы изображения;

полученные баллы суммируют,

в случае отсутствия артефакта коллимации излучения на сцинтиграфическом изображении:

при получении для женщин «от 8 до 10 баллов» и для мужчин «от 7 до 9 баллов» прогнозируют высокий риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии,

при получении для женщин «от 3 до 7 баллов» и для мужчин «от 2 до 6 баллов» прогнозируют средний риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии,

при получении для женщин «от 0 до 2 баллов» и для мужчин «от 0 до 1 балла» прогнозируют низкий риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии;

в случае наличия артефакта коллимации излучения на сцинтиграфическом изображении:

при получении для женщин «от 6 до 8 баллов» и для мужчин «от 5 до 7 баллов» прогнозируют высокий риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии,

при получении для женщин «от 3 до 5 баллов» и для мужчин «от 2 до 4 баллов» прогнозируют средний риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии,

при получении для женщин «от 0 до 2 баллов» и для мужчин «от 0 до 1 балла» прогнозируют низкий риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии.

Для выявления искомых областей накопления РФЛП, соответствующих слезоотводящим путям, на сцинтиграфическом изображении визуализируют зоны накопления РФЛП в левой и правой подчелюстных или околоушных слюнных железах, находят их геометрические центры с последующим выделением верхней и нижней границ искомых областей локализации РФЛП, соответствующих слезоотводящим путям, при этом нижнюю границу расположения искомой области определяют на расстоянии 77,3 ± 6,0 мм от линии, соединяющей геометрические центры зон, соответствующих подчелюстным слюнным железам, ИЛИ на расстоянии 27,6 ± 2,3 мм от линии, соединяющей геометрические центры зон, соответствующих околоушным слюнным железам, а верхнюю границу - на расстоянии 97,1 ± 6,8 мм от линии, соединяющей центры зон, соответствующих подчелюстным слюнным железам, или на расстоянии 47,4 ± 3,4 мм от линии, соединяющей центры зон, соответствующих околоушным слюнным железам,

в случае, если зоны накопления РФЛП в околоушных или подчелюстных слюнных железах не определяются, то в качестве анатомических ориентиров используют ротовую или носовую полость, находят их геометрические центры, при этом нижнюю и верхнюю границу расположения искомой области определяют по линии, перпендикулярной оси симметрии полученного сцинтиграфического изображения, где нижняя граница расположена на расстоянии 37,4 ± 3,4 мм от геометрического центра ротовой полости, ИЛИ на расстоянии 8,5 ± 0,6 мм от геометрического центра носовой полости, верхняя граница расположена на расстоянии 57,2 ± 4,4 мм от геометрического центра ротовой полости, ИЛИ на расстоянии 28,3 ± 2,2 мм от геометрического центра носовой полости, после чего интенсивность накопления РФЛП определяют в областях накопления РФЛП, соответствующих слезоотводящим путям, расположенных в указанных границах.

Таким образом, определение на сцинтиграфическом изображении границ зон накопления РФЛП (I-131) в области слезоотводящих путей необходимо для точного количественного определения интенсивности накопления РФЛП. Высокая точность выделения границ зон накопления радиофармпрепарата (I-131) в области слезоотводящих путей обусловлена разработкой алгоритма сегментации сцинтиграфического изображения головы и шеи с установлением геометрических характеристик исследуемых зон накопления РФЛП, а именно расстояний от линии, соединяющей первую и вторую области - левой и правой подчелюстных слюнных желёз до: верхней и нижней границ третьей области - ротовой полости; верхней и нижней границ четвертой области - носовой полости; верхней и нижней границ пятой и шестой областей - левого и правого слезоотводящих путей, соответственно, с последующим количественным определением интенсивности накопления РФЛП в сегментированных зонах слезоотводящих путей, расчетом индекса накопления I-131 в слезной системе. При этом наличие данного показателя в совокупности с параметрами из анамнеза пациента и протокола проведения радиойодтерапии, в частности, суммарной активности введенного препарата, возраста пациента, наличия текущего слезотечения, наличие менопаузы для женщин и факта применения лекарственного препарата, регулирующего уровень тиреотропного гормона в организме человека, позволяют с высокой точностью выявить пациентов из группы риска облитерации слезоотводящих путей.

Способ характеризуется простотой и доступностью, не требует привлечения высококвалифицированного медицинского персонала для его реализации.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется иллюстративным материалом, где на фиг. 1 представлен пример сцинтиграфического изображения головы и шеи, полученного с использованием системы ОФЭКТ/КТ (I-131). На фиг. 2 представлен пример диагностического снимка с имеющимся на нем артефактом коллимации. Фиг. 3-6 демонстрируют схему пошаговой сегментации исследуемых зон, где 1 - область левой подчелюстной / околоушной слюнной железы; 2 - область правой подчелюстной / околоушной слюнной железы; 3 - область ротовой полости; 4 - область носовой полости; 5 - область левого слезоотводящего пути; 6 – область правого слезоотводящего пути, в которых происходит накопление I-131, а также процесс проведения измерений. На фиг. 1, 7-9 представлены сцинтиграфические изображения головы и шеи пациентов по примерам 1-4.

На фиг. 10-16 показаны страницы интерфейса рабочей станции ядерной медицины Xeleris 4 DR Workstation, демонстрирующие процесс определения параметров для расчета индекса накопления РФЛП на примере проведенного сцинтиграфического исследования пациента по примеру 1. В частности, на фиг. 10 представлен общий вид интерфейса рабочей станции ядерной медицины Xeleris 4 DR Workstation, на фиг. 11 - разметка инструмента, на фиг. 12 - измерение параметра «А» справа, на фиг. 13 - измерение параметра «В», на фиг. 14 - измерение параметра «С», на фиг. 15 - исследование без пациента, на фиг. 16 - результаты автоматической статистической обработки изображения, представленного на фиг. 15.

Осуществление изобретения

В настоящем описании использованы следующие термины и определения.

Число зарегистрированных частиц или число счета частиц (Counts) - количественная характеристика накопления/поглощения РФЛП в области интереса (или исследуемой области - Region of interest (ROI)), которая зависит от типа рассматриваемых частиц и используемого оборудования для проведения сцинтиграфических исследований (ОФЭКТ/КТ). В настоящем описании возможность реализации изобретения продемонстрирована на примере использования системы Xeleris 4 DR Worstation (GE Healthcare), являющейся неотъемлемой частью компьютерного томографа GE Discovery NM/CT 670 или GE Discovery NM 630 или ее аналогами [GE Healthcare. Technical Publications. Xeleris], позволяющей проводить количественный анализ поглощения радиофармацевтического препарата (РФП) или радиофармацевтического лекарственного препарата (РФЛП), который основан на регистрации частиц - гамма-квантов, по количеству сцинтилляций (вспышек), произошедших в кристалле (сцинтилляционном материале) при прохождении через него частиц с последующим обнаружения результирующих световых импульсов, сформированных в электронном тракте сцинтилляционного детектора. [М.А. Кирсанов, В.В. Кушин, Н.А. Миханчук, С.Г. Покачалов Введение в методику ядерно-физического эксперимента].

Интенсивность накопления РФЛП - количественная характеристика накопления/поглощения РФЛП в области интереса, определяемая на сцинтиграфическом изображении пациента, характеризующая число зарегистрированных частиц за время экспозиции (например, 80 с) на выделенном участке изображения конкретной площади (Counts in ROI). Определяется программным обеспечением (ПО), встроенным в рабочую станцию компьютерного томографа [Тарасов Н.И., Важенин А.В., Коренев И.В. Радионуклидные исследования с применением туморотропного радиофармпрепарата в диагностике рака предстательной железы // ОУ. 2009. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/radionuklidnye-issledovaniya-s-primeneniem-tumorotropnogo-radiofarmpreparata-v-diagnostike-raka-predstatelnoy-zhelezy (дата обращения: 17.11.2023)].

Индекс накопления РФЛП (измеряется в процентах) - представляет собой отношение метаболической активности области интереса (в заявленном изобретении областью интереса является область, соответствующая слезотоводящим путям) к метаболической активности соседних анатомических структур (в заявленном изобретении это область головы и шеи за пределами области интереса, характеризующаяся неизмененным физиологическим накопления РФЛП). Метаболическую активность соседних анатомических структурах измеряют для получения значения интенсивности фонового накопления (или диффузного, или физиололгического накопления РФЛП). Метаболическая активность количественно выражается в единицах интенсивности накопления РФЛП. Индекс накопления может быть определен с использованием известных методик [Беляев А.Ю., Вихрова Н.Б., Калаева Д.Б., Баталов А.И., Афандиев Р.М., Галстян С.А., Кобяков Г.Л., Пронин И.Н., Усачев Д.Ю. ПЭТ-КТ с 11С-метионином в диагностике анапластических астроцитом и анапластических олигодендроглиом. Медицинская визуализация. 2022; 26(4): 82-92. https://doi.org/10.24835/1607-0763-1170].

Изобретение основано на сегментации исходного сцинтиграфического изображения головы и шеи на несколько независимых областей (или зон), являющихся анатомическими ориентирами, которые используют для определения областей, соответствующих слезоотводящим путям. В выявленных областях, соответствующих левому 5 и правому 6 слезоотводящим путям, определяют число счета частиц или интенсивность накопления РФЛП, по которым рассчитывают индекс накопления РФЛП, который используют в составе диагностически значимые критериев для оценки риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей.

В качестве анатомических ориентиров, выявляемых на сцинтиграфических изображениях, используют следующие области или зоны:

1. Область левой подчелюстной слюнной железы. В случае если нет возможности визуализировать данную область, то альтернативным вариантом является визуализация области левой околоушной слюнной железы;

2. Область правой подчелюстной слюнной железы. В случае если нет возможности визуализировать данную область, то альтернативным вариантом является визуализация области правой околоушной слюнной железы;

3. Область ротовой полости;

4. Область носовой полости.

Активность I-131, используемую при проведении терапии рака ЩЖ, рассчитывают индивидуально для достижения абляции остаточной ткани ЩЖ от 2 до 11 ГБк. Факторами, влияющими на подбор активности препарата, являются количество ранее проведенной радиойодтерапии, уровень тиреоглобулина, уровень антител к тиреоглобулину, гистологическое описание опухоли, предоперационный гормональный статус ЩЖ, возраст, масса тела и др. Перед введением I-131, как правило, отменяют прием синтетических аналогов гормона ЩЖ за 2-4 недели, при этом некоторым пациентам проводят курс медикаментозной подготовки к терапии с использованием лекарственного препарата, регулирующего уровень тиреотропного гормона и сосудосуживающего препарата, что может вносить изменения в характер слезопродукции в процессе осуществления курса медикаментозной подготовки и после проведения радионуклидной терапии. Как правило, на 72 час после введения РФЛП, осуществляют выписную сцинтиграфию, которая может быть проведена с использованием комбинированной системы ОФЭКТ/КТ GE Discovery NM/CT 670. Полученные сцинтиграфические изображения обрабатывают, по результатам обработки с учетом данных протокола проведения радиойодтерапии и совокупности параметров, включая данные анамнеза пациента, оценивают риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей.

Критерии для сегментации исходного сцинтиграфического изображения на несколько независимых областей для определения границ областей, соответствующих слезоотводящим путям, а также диагностически значимые критерии для оценки риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей, были получены по результатам обследования 206 пациентов. Анализировались клинические параметры пациентов, включая наличие накопления и интенсивности накопления РФЛП в областях 1-6, расстояния от линии, соединяющей геометрические центры левой и правой подчелюстных желез (области 1, 2), являющиеся в одном из вариантов осуществления изобретения реперными точками при определении расстояния до нижних и верхних границ выделенных областей накопления I-131 3-5 и 6. В ходе анализа данных применялись описательный и сравнительный статистические методы.

Заявляемый способ включает следующие этапы.

Получение сцинтиграфического изображения головы и шеи с использованием I-131 (фиг. 1), его анализ на наличие артефактов коллимации (фиг. 2). В случае присутствия артефактов коллимации на изображении, дальнейшее исследование оценки риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей проводится без учета результатов, обусловленных данным анализом. Если артефакты коллимации на изображении отсутствуют, осуществляется переход к следующему этапу обработки.

Наилучшие результаты достигаются при отсутствии артефактов коллимации на диагностическом снимке. Артефакт коллимации излучения «Звезда» представляет собой интенсивное накопление РФЛП одним из очагов накопления, что является причиной невозможности визуализации иных областей накопления с меньшей интенсивностью («Холодный» очаг), а, следовательно, и дальнейшей корректной обработки сцинтиграфического изображения. Данный факт накладывает ограничения на использование настоящего способа, это учитывается путем исключения диагностических снимков с имеющейся особенностью, частота встречаемости артефактов коллимации составляет 2,9%.

Предварительная обработка полученного изображения. Исходя из анатомического строения человека и фармакокинетики I-131 на изображении визуализируют контур головы, области левой и правой подчелюстных слюнных желез 1, 2, области, соответствующие ротовой 3 и носовой 4 полостям, а также области левого и правого слезоотводящих путей 5, 6, которые как правило, вызывают наибольшие трудности с точки зрения их идентификации. В случае если области 1 и 2 не визуализируются, то альтернативным вариантом является визуализация левой и правой околоушных слюнных желез. В данном исследовании были рассмотрены сцинтиграфические изображения передней проекции. При оценке изображений необходимо учитывать инверсию левой и правой сторон. При выявлении локализации исследуемых зон необходимо учитывать вероятность некорректного расположения головы пациента во время проведения исследования и формирования изображения путем получения множества проекции. Возможны ситуации, когда не все зоны накопления I-131отображаются на снимке, в таком случае производят визуализацию только доступных областей.

Сегментация полученного изображения и выявление целевых областей расположения слезоотводящих путей. В качестве анатомических ориентиров используют области левой и правой подчелюстных слюнных желез 1, 2, которые выявляют на сцинтиграфическом изображении по накоплению РФЛП, оконтуривают, находят геометрические центры оконтуренных областей, которые соединяют линией (фиг. 3). При отсутствии на изображении указанных ориентиров, в качестве таковых могут быть использованы области левой и правой околоушных слюнных желез, которые чаще визуализируются на сцинтиграфических изображениях (фиг. 4). Линии, соединяющие геометрические центры областей, соответствующих левой и правой подчелюстным слюнным железам 1, 2, или левой и правой околоушным слюнным железам, являются началом отсчета для определения границ расположения областей, соответствующих слезоотводящим путям. При этом ось координат параллельна оси вращения пациента (или оси симметрии пациента на сцинтиграфическом изображении) и направлена снизу-вверх (от ног к голове пациента).

После выявления анатомических ориентиров отмечают верхнюю и нижнюю границы расположения областей зон накопления I-131, соответствующих слезоотводящим путям, которые расположены на определенном расстоянии от линии, соединяющей геометрические центры областей левой и правой подчелюстных / околоушных слюнных желез (фиг. 5, 6). Далее в обозначенных границах визуализируют и оконтуривают зоны накопления I-131, являющиеся областями, соответствующими слезоотводящим путям. В настоящем способе предложены значения границ, соответствующие максимально и минимально удаленным точкам возможного расположения искомой области накопления РФЛП с целью увеличения получаемого в ходе статистической обработки интервала значений, что минимизирует вероятность ошибочного определения геометрических параметров искомых областей. В случае визуализации лишь одного из слезоотводящих путей определяют, с какой стороны расположен очаг накопления I-131. Это необходимо для оценки риска возникновения осложнений на слезную систему, возникающих после проведения терапии с использованием РФЛП на основе I-131.

Координаты границ, соответствующие максимально и минимально удаленным точкам возможного расположения искомой области накопления РФЛП определены по результатам исследования сцинтиграфических изображений головы и шеи группы пациентов (206 человек) после проведенного лечения РФЛП на основе I-131, при этом было определено, что частота встречаемости накопления РФЛП в областях 1 и 2 (подчелюстные или околоушные слюнные железы) составляет 97%, в области 3 (ротовая полость) составляет 100%, в области 4 (носовая полость) – 98%, в областях 5-6 (левый и правый слезоотводящие пути) – 38%.

Определены следующие расстояния границ от линии, соединяющей геометрические центры областей 1 и 2, соответствующих левой и правой подчелюстным слюнным железам (все выборки геометрических параметров искомой области подчиняются нормальному распределению):

o Для нижней (ср. знач. – 25,1±2,0 мм), средней (ср. знач. - 39,9±3,6 мм) и верхней границы (ср. знач. - 54,6±4,2 мм) 3-ей области значения p-value варьируются от 0,15 до 0,46.

o Для нижней (ср. знач. - 57,1±4,4 мм), средней (ср. знач. - 68,8±5,3 мм) и верхней границы (ср. знач. - 80,4±6,2 мм) 4-ой области значения p-value варьируются от 0,24 до 0,52.

o Для нижней (ср. знач. - 77,3±6,0 мм), средней (ср. знач. - 87,2±6,4 мм) и верхней границы (ср. знач. - 97,1±6,8 мм) 5-6 областей значения p-value варьируются от 0,17 до 0,57.

Попарное сравнение распределений показало, что уровень значимости в каждом из актов сравнения равен значению < 0,0001. Применена поправка Бонферрони на множественные значения, поэтому критерий принятия гипотезы принят за 0,0169523.

Дополнительно получены значения расстояний от линии, соединяющей геометрические центры областей, соответствующих околоушным слюнным железам, до линии, соединяющей геометрические центры областей, соответствующих подчелюстным слюнным железам (ср. знач. - 49,7±3,8 мм), по которым также могут быть выявлены границы расположения областей накопления РФЛП, соответствующих ротовой и носовой полостям и слезоотводящим путям, в случае возникновения сложностей с визуализацией подчелюстных желез.

Границы областей 3-6, измеренные относительно линии, соединяющей геометрические центры областей, соответствующих околоушным слюнным железам 1 и 2:

Область 3: нижняя граница: -22,6 ± 1,8 мм; верхняя граница: 6,9 ± 0,6 мм;

Область 4: нижняя граница: 9,4 ± 0,7 мм; верхняя граница: 32,7 ± 2,4 мм;

Области 5-6: нижняя граница: 27,6 ± 2,3 мм; верхняя граница: 47,4 ± 3,4 мм.

В качестве анатомических ориентиров могут быть использованы границы областей накопления РФЛП, соответствующих ротовой полости (область 3) и носовой полости (область 4).

Область накопления РФЛП, соответствующую ротовой полости, определяют в границах относительно:

- линии, соединяющей геометрические центры зон, соответствующих подчелюстным слюнным железам: нижняя граница: 25,1 ± 2,0 мм; верхняя граница: 54,6 ± 4,2 мм;

- линии, соединяющей геометрические центры зон, соответствующих околоушным слюнным железам: нижняя граница: -22,6 ± 1,8 мм; верхняя граница: 6,9 ± 0,6 мм.

Область накопления РФЛП, соответствующую носовой полости, определяют в границах относительно:

- линии, соединяющей геометрические центры зон, соответствующих подчелюстным слюнным железам: нижняя граница: 57,1 ± 4,4 мм; верхняя граница: 80,4 ± 6,2 мм;

- линии, соединяющей геометрические центры зон, соответствующих околоушным слюнным железам: нижняя граница: 9,4 ± 0,7 мм; верхняя граница: 32,7 ± 2,4 мм.

Данные параметры могут быть использованы для определения расстояния от границ ротовой полости (3) до искомых границ областей 5 и 6 и границ носовой полости.

В частности, если зоны накопления РФЛП в околоушных или подчелюстных слюнных железах не определяются, то в качестве анатомических ориентиров используют ротовую или носовую полость, находят их геометрические центры. Нижнюю границу расположения области, соответствующей слезоотводящим путям, определяют на расстоянии 37,4 ± 3,4 мм от геметрического центра ротовой полости (от линии, перпендикулярной оси вращения пациента, восставленной из точки, соответствующей геометрическому центру области 3 (ротовой полости)), ИЛИ на расстоянии 8,5 ± 0,6 мм от геметрическкого центра носовой полости по оси симметрии полученного сцинтиграфического изображения (или оси вращения пациента) (от линии, перпендикулярной оси вращения пациента, восставленной из точки, соответствующей геометрическому центру области 4 (носовой полости)); Верхнюю границу расположения области, соответствующей слезоотводящим путям, определяют на расстоянии 57,2 ± 4,4 мм от геметрического центра ротовой полости (линии, перпендикулярной оси вращения пациента, восстановленной из точки, соответствующей геометрическому центру области 3 (ротовой полости)), ИЛИ на расстоянии 28,3 ± 2,2 мм от геметрического центра новосовй полости (от линии, перпендикулярной оси вращения пациента, восстановленной из точки, соответствующей геометрическому центру области 4 (носовой полости)). При этом ось вращения пациента в рамках настоящего изобретения совпадает с условной осью симметрии пациента на сцинтиграфическом изображении, является осью координат.

Количественная оценка интенсивности накопления РФЛП или числа счета частиц, зарегистрированных в исследуемых областях 5, 6, соответствующих слезоотводящим путям, с последующим расчетом индекса накопления РФЛП, может быть реализована любыми известными из уровня техники способами, например, с помощью средств, встроенных в рабочую станцию ядерной медицины Xeleris 4 DR Workstation (GE Healthcare), являющуюся неотъемлемой частью компьютерного томографа GE Discovery NM/CT 670 или GE Discovery NM 630 или ее аналогами [GE Healthcare. Technical Publications. Xeleris].

В одном из вариантов осуществления изобретения указанные параметры могут быть определены следующим образом.

Предварительно осуществляют настройку параметров инструмента, применяемого для обработки сцинтиграфических изображений головы и шеи в соответствии с разрешающей способностью диагностической системы, а также используемых материалов сцинтиллятора. Под инструментом подразумевается настраиваемый контур, необходимый для получения числа зарегистрированных частиц (гамма-квантов) внутри выделенной данным контуром области (в данном описании может упоминаться также, как число счета частиц или число импульсов) или значения интенсивности накопления РФЛП (частиц / (м² * с) в данной области, а под параметрами, соответственно, форма и геометрические размеры. Форма контура представляет собой окружность диаметром 14 мм. Как правило, данный инструмент уже встроен в программное обеспечение, которое поставляется совместно с системой ОФЭКТ/КТ, см. например, систему ОФЭКТ/КТ GE Discovery NM/CT 670. В качестве такого программного обеспечения может быть использована рабочая станция методов визуализации ядерной медицины Xeleris 4 DR Workstation, применяемая для статистической обработки сцинтиграфических изображений головы и шеи.

Определяют значение интенсивности накопления РФЛП или число зарегистрированных детектором частиц - гамма-квантов (параметр «A») в местах интенсивного накопления РФЛП в областях 5-6 путем наведения настроенного инструмента на исследуемую область.

Определяют фоновое излучение - значение интенсивности фона на сцинтиграфическом изображении (в пределах головы и шеи), на котором расположен очаг накопления РФЛП, или число зарегистрированных детектором частиц - гамма-квантов (параметр «В»), попавших в детектор от естественного излучения и соседних органов при наведении настроенного инструмента на исследуемую область.

С применением пакета статистической обработки данных, встроенного в используемое программное обеспечение, определяют значение интенсивности РФЛП или число зарегистрированных детектором частиц - гамма-квантов, (параметр «С») во всей области сканирования (всего тела пациента).

Определяют значение естественного фона, приходящегося на 1 пиксел - значение интенсивности фона на сцинтиграфическом изображении без пациента, или число зарегистрированных детектором частиц - гамма-квантов, (параметр «D»). Другими словами, параметр «D» представляет собой удельное число импульсов, приходящихся на один пиксел фонового излучения, включающего в себя естественное излучение (космическое излучение, почва, грунт и т.д.).

Определяют размерность матрицы изображения «M × N», получают общее количество частиц, приходящихся на всю область сканирования: D*M*N.

Для областей 5-6 вычисляют индекс (k) накопления РФЛП в слезной системе по следующей формуле:

k = ((A – B) / (C – D*M*N) ) ⋅100%

Таким образом, все измеряемые параметры - А, В, С, D, в рамках одного исследования пациента, могут быть представлены в виде интенсивности накопления РФЛП на сцинтиграфическом изображении или в виде числа зарегистрированных детектором частиц - гамма-квантов.

Основываясь на полученных результатах обработки сцинтиграфических изображений, был разработан способ определения риска возникновения облитерации слезоотводящих путей, который можно использовать для выявления группы риска пациентов с проведением профилактических мер при проведении последующей терапии РФЛП.

Способ был разработан по результатам исследования группы из 200 пациентов (без учета случаев с наличием артефактов на сцинтиграфическом изображении - 6 пациентов), включая влияние на возникновение облитерации слезоотводящих путей следующих параметров: суммарной терапевтической активности, наличия текущей слезопродукции, медикаментозного сопровождения, частоты накопления I-131 при проведении радиойодтерапии и частоты возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей в соответствии с возрастом.

При оценке влияния введенной пациенту суммарной активности РФЛП на возникновение осложнения определены 3 категории пациентов, проходящих курс радиойодтерапии: до 150 мКи = 5499 МБк - наименьший риск; от 150 мКи = 5499 МБк до 300 мКи = 10999 МБк - средний уровень риска; свыше 300 мКи = 10999 МБк - высокий уровень риска.

В свою очередь исследуемая группа была проанализирована по возрастному признаку. В ходе статистического анализа было выделено 3 возрастные категории населения: моложе 40 лет; от 40 до 60 лет; старше 60 лет. Было установлено, что пациенты, относящееся к первой возрастной категории, менее остальных подвержены развитию вторичной облитерации слезоотводящих путей, вторая возрастная категория подразумевает средний риск возникновения осложнения, а третья - с большей вероятностью, чем остальные может быть подвержена появлению заболевания.

Физиологический период постменопаузы у женщин характеризуется снижением выделения слезы, тем самым снижая вероятность попадания I-131 в слезоотводящие пути при проведении радиойодтерапии дифференцированного рака щитовидной железы. В тоже время репродуктивный возраст у женщины повышает выделение слезы и вероятность попадания I-131 в слезоотводящие пути при проведении радиойодтерапии дифференцированного рака щитовидной железы.

Наличие текущего слезотечения свидетельствует о существующем сужении слезоотводящего пути, которое значительно повышает риск облучения слезоотводящего пути и его облитерации.

Анализировался также факт приема пациентами лекарственных препаратов, регулирующих уровень тиреотропного гормона в теле пациента. В ходе статистической обработки было выявлено, что использование препарата оказывает негативное влияние на организм пациента, а именно увеличивает вероятность и интенсивность накопления РФЛП в органах слезного аппарата, в связи с чем данный параметр был включен в комплекс терапевтически значимых параметров в качестве фактора риска при определении вероятности возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей.

Таблица 1. Схема определения общей суммы баллов.

№ Параметр Балл 0 1 2 1 Возраст, лет <41 41-60 >60 2 Постменопауза +   Репродуктивный возраст + 3 Наличие текущего слезотечения Нет да 4 Суммарная активность, МБк <5499 5499-10999 >10999 5 Введение рекомбинантного человеческого тиреотропного гормона перед проведением радиойодтерапии Нет Да   6 Индекс накопления I-131, % <0.041 0.041-0.07 >0.07

Полученные баллы суммируют.

При отсутствии артефакта коллимации излучения при получении для женщин «от 8 до 10 баллов» и для мужчин «от 7 до 9 баллов» прогнозируют высокий риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии; при получении для женщин «от 3 до 7 баллов» и для мужчин «от 2 до 6 баллов» прогнозируют средний риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии; при получении для женщин «от 0 до 2 баллов» и для мужчин «от 0 до 1 балла» прогнозируют низкий риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии.

При наличии артефакта коллимации оценку риска проводят на основании пунктов №1-5 Табл. 1. При получении для женщин «от 6 до 8 баллов» и для мужчин «от 5 до 7 баллов» прогнозируют высокий риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии; при получении для женщин «от 3 до 5 баллов» и для мужчин «от 2 до 4 баллов» прогнозируют средний риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии; при получении для женщин «от 0 до 2 баллов» и для мужчин «от 0 до 1 балла» прогнозируют низкий риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии.

Примеры реализации изобретения

Заявленный способ обработки сцинтиграфических изображений головы и шеи для прогнозирования группы риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей у пациентов после проведения радиойодтерапии продемонстрировало более высокую точность по сравнению со способом-аналогом.

Способ был применен к группе пациентов, проходивших курс радиойодтерапии папиллярного рака ЩЖ, состоящей из 106 человек. Соотношение пациентов женского и мужского пола Ж:М в рассматриваемой группе составляет 3,8:1 (84:22). При этом пациенты женского пола были как в периоде постменопаузы, так и в репродуктивном возрасте. Возраст пациентов варьировался от 10,6 до 83,2 лет. Некоторые пациенты проходили повторно курс радиойодтерапии, поэтому в качестве введенной терапевтической активности была использована суммарная активность. Перед началом курса радиойодтерапии 32 пациентам вводили рекомбинантный человеческий тиреотропный гормон. Всем пациентам перед выпиской из стационара была сделана посттерапевтическая сцинтиграфия органов головы и шеи с использованием комбинированной системы ОФЭКТ/КТ GE Discovery NM 670, время исследования составляло: Т = 80 секунд; размер окна исследования, т.е. линейные размеры матрицы M × N = 1024 пикселей × 256 пикселей. 100 пациентов имели подходящие для анализа сцинтиграфические изображения головы и шеи, на сцинтиграммах 6 пациентов присутствовали артефакты коллимации излучения.

При проведении анализа указанной группы пациентов было выявлено, что:

- 51 пациент (48%) были отнесены к группе, соответствующей низкому риску возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей;

- 42 пациента (40%) были отнесены к группе, соответствующей среднему риску возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей;

- 13 пациентов (12%) были отнесены к группе, соответствующей высокому риску возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей.

По прошествии 6 и более месяцев после принятия радиофармацевтического лекарственного препарата на основе I-131пациентам было проведено дакриологическое обследование. По результатам данного обследования было установлено, что:

- в группе, соответствующей низкому риску возникновения осложнения, проходимость слезоотводящих путей не была нарушена у 39 пациентов (96% случаев), а у 2 пациентов (4% случаев) была выявлена непроходимость слезоотводящих путей;

- в группе, соответствующей среднему риску возникновения осложнения, проходимость слезоотводящих путей не была нарушена у 32 пациентов (78% случаев), а у 10 пациентов (22% случаев) была выявлена непроходимость слезоотводящих путей;

- в группе, соответствующей высокому риску возникновения осложнения, проходимость слезоотводящих путей не была нарушена у 2 пациентов (15% случаев), а у 11 пациентов (85% случаев) была выявлена непроходимость слезоотводящих путей.

Таким образом, использование изобретения продемонстрировало высокую точность и достоверность получаемых прогнозных оценок.

Пример №1. Низкий риск возникновения вторичной облитерации

Пациент Д., женщина, возраст - 35 лет. Проходила курс радиойодтерапии рака ЩЖ. Перед выпиской из стационара была сделана посттерапевтическая сцинтиграфия головы и шеи, диагностическое изображение представлено на фиг. 7. В ходе первичного анализа было установлено отсутствие артефакта коллимации излучения на сцинтиграмме, что свидетельствует о возможности применения предлагаемого способа путем вычисления индекса накопления РФЛП в области слезоотводящих путей и анализа комплекса персональных параметров пациента и индивидуального плана лечения (фиг. 10).

Поскольку в данном случае есть возможность визуализировать подчелюстные железы, то отрезок, соединяющий геометрические центры областей 1-2 был принят за начало отсчета. От построенного отрезка откладывались расстояния, соответствующие областям левого и правого слезоовтодящих путей. Таким образом, было отложено 77,3 мм для нижней границы и 97,1 мм для верхней границы. Затем производился подбор параметров для инструмента обработки изображений, исходя из параметров диагностической системы и материалов ее составляющих частей. Таким образом, контуром инструмента была выбрана окружность диаметром 14 мм (фиг. 11). После настройки инструмента обработки в программном обеспечении – рабочей станции ядерной медицины Xeleris 4 DR Workstation, были выполнены измерения количества частиц, зарегистрированных детектором для разных областей, т.е. был определен комплекс параметров, необходимых для вычисления индекса накопления РФЛП:

Число зарегистрированных детектором частиц - гамма-квантов (параметр «A») в местах интенсивного накопления РФЛП в областях 5-6 составило (фиг.12):

А (в области 5, т.е. слева) = 281 частица;

А (в области 6, т.е. справа) = 386 частиц;

Фоновое излучение - число зарегистрированных детектором частиц - гамма-квантов (параметр «В»), попавших в детектор от естественного излучения и соседних органов составило В = 142 частицы (фиг.13);

Число зарегистрированных детектором частиц - гамма-квантов, (параметр «С») во всей области сканирования (всего тела пациента), С = 358 251 частица (фиг.14);

Значение естественного фона, приходящегося на 1 пиксел - число зарегистрированных детектором частиц - гамма-квантов, (параметр «D») без пациента:

D = 0,02843 частиц / пиксел ≈ 0,03 частиц / пиксел (фиг.15, 16);

Размерность матрицы M × N составляет M × N = 1024 × 256 = 262 144 пикселей; D × M × N = 7 452 частицы;

Исходя из этого, был вычислен индекс накопления РФЛП для областей 5, 6 (левого, правого слезоотводящих путей) по формуле:

k = ((A – B) / (C – D*M*N))⋅100%;

В области 5 (слева): k = ((281 – 142) / (358 251 – 0,02843 *1024*256))⋅100% = 0,040%;

В области 6 (справа): k = ((386 – 142) / (358 251 – 0,02843 *1024*256))⋅100% = 0,070%;

По результатам проведения теста Ширмера наличие текущего слезотечения не было выявлено. Суммарная введенная терапевтическая активность составляла 3700 МБк. В качестве предтерапевтической подготовки введение рекомбинантного человеческого тиреотропного гормона не было. Последним этапом определения группы риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей является подсчет баллов в соответствии с приведенной таблицей. В сумме был получен 1 баллов, что свидетельствует о низкой группе риска.

По прошествии 6 месяцев после прохождения пациентом курса радиойодтерапии врачом-офтальмологом были проведены исследования на предмет наличия симптоматики возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей. Проводили комплексное офтальмологическое обследование, включающее проведение проб с исчезновением красителя и диагностическое промывание слезоотводящих путей для верификации диагноза, а также для уточнения локализации патологического процесса проводили компьютерную томографию с контрастированием слезоотводящих путей.

По результатам данных исследований нарушений функционирования слезного аппарата выявлено не было.

Пример №2. Средний риск возникновения вторичной облитерации

Пациент Б., мужчина, возраст - 56 лет. Проходил курс радиойодтерапии рака ЩЖ. Перед выпиской из стационара была сделана посттерапевтическая сцинтиграфия головы и шеи. Диагностическое изображение (фиг. 8). Поскольку в данном случае нет возможности визуализировать подчелюстные железы, то за начало отсчета был принят отрезок, соединяющий области левой и правой околоушной желез. Откладывались расстояния, соответствующие областям левого и правого слезоотводящих путей. Таким образом, было отложено 27,6 мм для нижней границы и 47,4 мм для верхней границы. Затем производился подбор параметров для инструмента статистической обработки изображений, исходя из параметров диагностической системы и материалов ее составляющих частей. Таким образом, контуром инструмента была выбрана окружность диаметром 14 мм.

После настройки инструмента обработки в специализированном программном обеспечении - рабочей станции ядерной медицины Xeleris 4 DR Workstation были выполнены измерения количества частиц, зарегистрированных детектором для разных областей, т.е. был определен комплекс параметров, необходимых для вычисления индекса накопления РФЛП:

Число зарегистрированных детектором частиц - гамма-квантов (параметр «A») в местах интенсивного накопления РФЛП в областях 5-6:

А (в области 5, т.е. слева) = 256 частиц;

А (в области 6, т.е. справа) = 130 частиц;

Фоновое излучение - число зарегистрированных детектором частиц - гамма-квантов (параметр «В»), попавших в детектор от естественного излучения и соседних органов:

В = 38 частиц;

Число зарегистрированных детектором частиц - гамма-квантов, (параметр «С») во всей области сканирования (всего тела пациента):

С = 386 256 частиц;

Значение естественного фона, приходящегося на 1 пиксел - число зарегистрированных детектором частиц - гамма-квантов, (параметр «D») без пациента:

D = 0,0166 частиц / пиксел;

Размерность матрицы M × N:

M × N = 1024 × 256 = 262 144 пикселей;

D × M × N = 4 467 частиц;

Исходя из этого, был вычислен индекс накопления РФЛП для областей 5, 6 (левого, правого слезоотводящего пути) по формуле:

k = ((A – B) / (C – D*M*N))⋅100%;

В области 5 (слева): k = ((126 – 30) / (441 256 – 0/0166*1024*256))⋅100% = 0,057%;

В области 6 (справа): k = ((138 – 30) / (441 256 – 0/0166*1024*256))⋅100% = 0,024%;

По результатам проведения теста Ширмера наличие текущего слезотечения не было выявлено. Суммарная введенная терапевтическая активность составляла 5500 МБк. В качестве предтерапевтической подготовки введение рекомбинантного человеческого тиреотропного гормона не было. Последним этапом определения группы риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей является подсчет баллов в соответствии с приведенной таблицей. В сумме было получено 3 балла. Это свидетельствует о средней группе риска.

По прошествии 9 месяцев после прохождения пациентом курса радиойодтерапии было проведено исследование на предмет наличия симптоматики возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей. Проводили комплексное офтальмологическое обследование, включающее проведение проб с исчезновением красителя и диагностическое промывание слезоотводящих путей для верификации диагноза, а также для уточнения локализации патологического процесса проводили компьютерную томографию с контрастированием слезоотводящих путей.

По результатам данного исследования нарушений функционирования слезного аппарата выявлено не было, однако пациенту были даны рекомендации по предупреждению и ликвидации развития заболевания.

Пример №3. Высокий риск возникновения вторичной облитерации

Пациент А., женщина, возраст - 62 года. Проходила курс радиойодтерапии рака ЩЖ. Перед выпиской из стационара была сделана посттерапевтическая сцинтиграфия головы и шеи. Диагностическое изображение (фиг. 1). Поскольку в данном случае есть возможность визуализировать подчелюстные железы, то отрезок, соединяющий геометрические центры областей 1-2, был принят за начало отсчета. Откладывались расстояния, соответствующие областям левого и правого слезоовтодящих путей. Затем производился подбор параметров для инструмента обработки изображений, исходя из параметров диагностической системы и материалов ее составляющих частей. Таким образом, контуром инструмента была выбрана окружность диаметром 14 мм.

После настройки инструмента обработки в специализированном программном обеспечении – рабочей станции ядерной медицины Xeleris 4 DR Workstation были выполнены измерения количества частиц, зарегистрированных детектором для разных областей, т.е. был определен комплекс параметров, необходимых для вычисления индекса накопления РФЛП:

Число зарегистрированных детектором частиц - гамма-квантов (параметр «A») в местах интенсивного накопления РФЛП в областях 5-6:

А (в области 5, т.е. слева) = 673 частицы;

А (в области 6, т.е. справа) = 731 частица;

Фоновое излучение - число зарегистрированных детектором частиц - гамма-квантов (параметр «В»), попавших в детектор от естественного излучения и соседних органов:

В = 67 частиц;

Число зарегистрированных детектором частиц - гамма-квантов, (параметр «С») во всей области сканирования (всего тела пациента):

С = 567 367 частиц;

Значение естественного фона, приходящегося на 1 пиксел - число зарегистрированных детектором частиц – гамма-квантов, (параметр «D») без пациента:

D = 0,0166 частиц / пиксел;

Размерность матрицы M × N:

M × N = 1024 × 256 = 262 144 пикселей;

D × M × N = 4 697 частиц;

Исходя из этого, был вычислен индекс накопления РФЛП для областей 5, 6 (левого, правого слезоотводящего пути) по формуле:

k = ((A – B) / (C – D*M*N))⋅100%;

В области 5 (слева): k = ((126 – 30) / (441 256 – 0/0166*1024*256))⋅100% = 0,11%;

В области 6 (справа): k = ((138 – 30) / (441 256 – 0/0166*1024*256))⋅100% = 0,12%;

По результатам проведения теста Ширмера наличие текущего слезотечения выявлено. Суммарная введенная терапевтическая активность составляла 5650 МБк. В качестве предтерапевтической подготовки – введение рекомбинантного человеческого тиреотропного гормона. Последним этапом определения группы риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей является подсчет баллов в соответствии с приведенной таблицей. С учетом периода менопаузы, в сумме было получено 8 баллов. Это свидетельствует о высокой группе риска.

По прошествии 11 месяцев после прохождения пациентом курса радиойодтерапии были проведены исследования на предмет наличия симптоматики возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей. Проводили комплексное офтальмологическое обследование, включающее проведение проб с исчезновением красителя и диагностическое промывание слезоотводящих путей для верификации диагноза, а также для уточнения локализации патологического процесса проводили компьютерную томографию с контрастированием слезоотводящих путей.

По результатам исследования была выявлены облитерация слезоотводящих путей, пациенту назначена эндоскопическая эндоназальная дакриоцисториностомия.

Пример №4. Артефакт коллимации излучения (средний риск)

Пациент К., мужчина, 47 лет. Проходил курс радиойодтерапии рака ЩЖ. Перед выпиской из стационара была сделана посттерапевтическая сцинтиграфия головы и шеи. Диагностическое изображение (фиг. 9). В ходе первичного анализа было установлено наличие коллимации излучения на сцинтиграмме, что свидетельствует о том, что применение предлагаемого способа не является верным, поскольку индекс накопления РФЛП в данном случае не будет корректно вычислен.

По результатам проведения теста Ширмера наличие текущего слезотечения не было выявлено. Суммарная введенная терапевтическая активность составляла 3740 МБк. В качестве предтерапевтической подготовки введение рекомбинантного человеческого тиреотропного гормона не было. Последним этапом определения группы риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей является подсчет баллов в соответствии с приведенной таблицей. Поскольку нет возможности оценить один из параметров, а именно индекс накопления РФЛП в слезной системе, то интерпретация результатов производится без учета данного параметра, однако снижается точность оценки риска возникновения осложнения. В сумме был получен 1 балл. Это свидетельствует о средней группе риска.

По прошествии 6 месяцев после прохождения пациентом курса радиойодтерапии были проведены исследования на предмет наличия симптоматики возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей. Проводили комплексное офтальмологическое обследование, включающее проведение проб с исчезновением красителя и диагностическое промывание слезоотводящих путей для верификации диагноза, а также для уточнения локализации патологического процесса проводили компьютерную томографию с контрастированием слезоотводящих путей.

По результатам исследования нарушений функционирования слезного аппарата выявлено не было, пациенту даны рекомендации по предупреждению развития заболевания.

Получение данных об интенсивности накоплении РФЛП в области слезоотводящих путей в комплексе с остальными параметрами позволило с высокой точностью спрогнозировать риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей. Высокая точность достигается за счет учета статистических, физических и технических факторов при применении инструментальных методов, основанных на предварительной сегментации полученных изображений. Во-первых, наличие геометрических параметров слезной системы человека, что позволяет повысить точность выявления очага накопления РФЛП. Во-вторых, количественное определение интенсивности накопления в области накопления РФЛП слезоотводящих путей. При этом в процессе определения индекса накопления в слезоотводящих путях учитывается фоновое - естественное излучение (космическое излучение, почва, грунт и т.д.), не обусловленное наличием радиоактивного препарата в теле пациента, а также фоновое излучение на уровне головного мозга. В-третьих, настройка параметров инструмента, используемого для обработки сцинтиграфических изображений, осуществляется исходя из параметров комбинированной системы ОФЭКТ/КТ, а именно типа коллиматора, разрешающей способности гамма-камеры, материала используемого сцинтиллятора и др.

Изобретение относится к медицине, а именно к ядерной медицине, эндокринологии, офтальмологии и радиологии, и может быть использовано для определения группы риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей среди пациентов после проведения радиойодтерапии рака щитовидной железы (ЩЖ). Способ прогнозирования риска возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей у пациентов после проведения радиойодтерапии включает определение комплекса показателей: возраст и пол пациента, наличие менопаузы для женщин, наличие непроизвольного слезотечения на момент проведения исследования, введение пациенту рекомбинантного человеческого тиреотропного гормона перед проведением исследования, значение суммарной терапевтической активности введенного РФЛП при проведении радиойодтерапии; выполнение сцинтиграфического исследования пациента с введением РФЛП, получением прямой проекции сцинтиграфического изображения головы и шеи пациента на 72 часа. После введения РФЛП, выявлением на изображении областей накопления РФЛП, соответствующих слезоотводящим путям, с последующим определением значения интенсивности накопления РФЛП в данных областях, соответствующих слезоотводящим путям, по которому рассчитывают значение индекса накопления РФЛП. Полученные значения оценивают в баллах, по сумме которых прогнозируют высокий, средний или низкий риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии. Способ позволяет с высокой точностью выявить пациентов из группы риска облитерации слезоотводящих путей за счёт значения индекса накопления РФЛП. 2 з.п. ф-лы, 16 ил., 1 табл., 4 пр.

1. Способ прогнозирования возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей у пациентов после проведения радиойодтерапии, заключающийся в том, что определяют возраст и пол пациента, наличие менопаузы для женщин, наличие непроизвольного слезотечения на момент проведения исследования, введение пациенту рекомбинантного человеческого тиреотропного гормона перед проведением исследования, значение суммарной терапевтической активности введенного РФЛП при проведении радиойодтерапии; проводят сцинтиграфию с применением радиофармацевтического лекарственного препарата (РФЛП) 131-йод, через 72 часа после введения РФЛП получают изображение в прямой проекции, на полученном изображении определяют области накопления РФЛП, соответствующие слезоотводящим путям, в которых рассчитывают значение индекса накопления РФЛП (k) по формуле k = ((A – B) / (C – D*M*N)) *100%, где А - значения интенсивности накопления РФЛП в областях, соответствующих слезоотводящим путям, В - значение интенсивности, измеренное за пределами области слезоотводящих путей в пределах головы и шеи, С - значение интенсивности накопления РФЛП во всем теле пациента, D - фоновое значение интенсивности, измеренное в отсутствии пациента; M × N - размерность матрицы изображения; и,

если возраст пациента менее 41 года, присваивают 0 баллов, от 41 до 60 лет - 1 балл, от 60 лет и более - 2 балла,

если пациент женского пола в постменопаузе, присваивают 0 баллов, если пациент женского пола в репродуктивном возрасте, присваивают 1 балл,

при отсутствии непроизвольного слезотечения, присваивают 0 баллов, при наличии - 2 балла,

если введение рекомбинантного человеческого тиреотропного гормона пациенту перед проведением исследования не осуществлялось, присваивают 0 баллов, осуществлялось - 1 балл,

если суммарная активность введенного РФЛП при проведении радиойодтерапии менее 5499 МБк, присваивают 0 баллов, от 5499 до 10999 МБк - 1 балл, от 10999 МБк и более - 2 балла,

если k менее 0.041%, присваивают 0 баллов, k от 0.041% до 0.07% - 1 балл, k от 0.07% и более - 2 балла,

суммируют баллы;

в случае отсутствия артефакта коллимации излучения на сцинтиграфическом изображении:

при от 8 до 10 баллов для женщин и от 7 до 9 баллов для мужчин определяют высокий риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии,

при от 3 до 7 баллов для женщин и от 2 до 6 баллов для мужчин определяют средний риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии,

при от 0 до 2 баллов для женщин и от 0 до 1 балла для мужчин определяют низкий риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии;

в случае наличия артефакта коллимации излучения на сцинтиграфическом изображении: при от 6 до 8 баллов для женщин и от 5 до 7 баллов для мужчин определяют высокий риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии,

при от 3 до 5 баллов для женщин и от 2 до 4 баллов для мужчин определяют средний риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии,

при от 0 до 2 баллов для женщин и от 0 до 1 балла для мужчин определяют низкий риск возникновения вторичной облитерации слезоотводящих путей после проведения радиойодтерапии.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для определения областей накопления РФЛП, соответствующих слезоотводящим путям, на сцинтиграфическом изображении визуализируют зоны накопления РФЛП в левой и правой подчелюстных или околоушных слюнных железах, находят их геометрические центры с последующим выделением верхней и нижней границ областей накопления РФЛП, соответствующих слезоотводящим путям, при этом нижнюю границу расположения данных областей определяют на расстоянии 77,3 ± 6,0 мм от линии, соединяющей геометрические центры зон, соответствующих подчелюстным слюнным железам, или на расстоянии 27,6 ± 2,3 мм от линии, соединяющей геометрические центры зон, соответствующих околоушным слюнным железам, а верхнюю границу - на расстоянии 97,1 ± 6,8 мм от линии, соединяющей центры зон, соответствующих подчелюстным слюнным железам, или на расстоянии 47,4 ± 3,4 мм от линии, соединяющей центры зон, соответствующих околоушным слюнным железам.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для определения областей накопления РФЛП, соответствующих слезоотводящим путям, на сцинтиграфическом изображении визуализируют зоны накопления РФЛП в ротовой или носовой полости, находят их геометрические центры, при этом нижнюю и верхнюю границу расположения данных областей определяют по линии, перпендикулярной оси симметрии полученного сцинтиграфического изображения, где нижняя граница расположена на расстоянии 37,4 ± 3,4 мм от геометрического центра ротовой полости или на расстоянии 8,5 ± 0,6 мм от геометрического центра носовой полости, верхняя граница расположена на расстоянии 57,2 ± 4,4 мм от геометрического центра ротовой полости или на расстоянии 28,3 ± 2,2 мм от геометрического центра носовой полости.