А.В. Араблинский: «Возможность заглянуть глубже и увидеть больше»
Разговор о медицинской визуализации наш портал начал с инновационных решений в области УЗ-исследований. О новаторских разработках в сфере компьютерной томографии (КТ) нашим читателям согласился рассказать один из экспертов-радиологов — Андрей Владимирович Араблинский, д. м. н., заведующий отделом лучевой диагностики ГКБ им. С.П. Боткина ДЗ г. Москвы; профессор кафедры лучевой диагностики и лучевой терапии лечебного факультета Сеченовского Университета.
— История развития метода компьютерной томографии (КТ) хоть и не слишком продолжительна, но чрезвычайно интенсивна. Не так ли?
— Верно. Ее официальная история (КТ — метод неинвазивного послойного исследования внутреннего строения органов человека, основанный на измерении и сложной компьютерной обработке разности ослабления рентгеновского излучения различными по плотности тканями), начинается с 1972 года, а ее отцами-основателями принято считать Г. Хаунсфилда и А. Кормака (удостоены Нобелевской премии). Хотя, конечно же, у их работы были серьезные предпосылки — достижения предшественников. И, в первую очередь, немецкого физика В. К. Рентгена, открывшего «всепроникающие» «икс-лучи»; русского хирурга Н.И. Пирогова, разработавшего топографическую анатомию (послойное строение анатомических областей); австрийского математика И. Радона, создавшего первые математические алгоритмы (преобразование Радона).
Еще совсем недавно «новый» метод в последние годы получил стремительное развитие. Между аппаратами КТ первого поколения (1970-е), обрабатывающими данные одного исследования до 2,5 часов и современными сложными программно-техническими комплексами — эволюционная пропасть. Увеличивалось число детекторов и количество одновременно собираемых проекций (за счет чего росла скорость исследования и расширялась зона одномоментного сканирования). Потом появились понятия спиральной (характеризующаяся одновременным выполнением 2 действий: непрерывного вращения рентгеновской трубки, генерирующей излучение, вокруг пациента, и поступательного движения стола с ним вдоль продольной оси сканирования — СКТ, 3-е поколение); мультиспиральной КТ (принципиально отличающаяся от предыдущих поколений тем, что по окружности гентри расположены не один, а несколько рядов детекторов — МСКТ, 4-е поколение) и полное признание врачами этого метода визуализации одним из самых информативных. К примеру, сегодня КТ-ангиография по характеристикам почти не уступает прямому ангиографическому исследованию, но при том она неинвазивна. Более того, эта уже рутинная методика позволяет оценивать и любые дефекты кровотока (стеноз, аневризмы, полная окклюзия), и состояние сосудистых стенок (наличие атеросклеротических бляшек), что при прямой ангиографии невозможно.
О развитии и востребованности КТ свидетельствует и оснащенность томографами больниц: в 1976 году на всю страну лишь НИИ неврологии Академии медицинских наук стал счастливым обладателем такой установки. А сегодня в отделении КТ нашей больницы их несколько. В год мы проводим около 60 тыс. КТ-исследований.
И, тем не менее, традиционная КТ в ряде случаев может давать неубедительные результаты, заставляющие врача назначать дополнительные исследования. Причина в том, что некоторые ткани и вещества характеризуются схожей рентгеновской плотностью, когда обнаружить отклонение очень сложно. Нам бывает трудно диагностировать опухоли поджелудочной железы, особенно ее головки. Даже при внутривенном контрастировании такие новообразования по своей рентгеновской плотности очень слабо отличаются от неизмененной ткани. Со сложностями врачи сталкиваются и при диагностике опухолей печени. Здесь проблемы связаны с тем, что новообразования, отличные по своей гистологической структуре, могут одинаково накапливать контрастное вещество, и наоборот, гистологически схожие опухоли могут накапливать контрастное вещество по-разному.
Проблемы возникают и при дифференциальной диагностике специфических и неспецифических заболеваний легких, в первую очередь, туберкулеза и пневмонии. Также визуализации КТ бывает недостаточно для диагностики заболеваний мелких сосудов, когда изменения по объему не превышают нескольких миллиметров. Этот список можно продолжать.
— Есть к чему стремиться… С появлением 4-го поколения аппаратов КТ дальнейшее развитие метода многие специалисты связывали, в основном, с совершенствованием методов компьютерной реконструкции изображений. Однако… появились новые «технические» решения. Что такое КТ с двумя источниками излучения, спектральная КТ?
— Первый аппарат с двумя источниками рентгеновского излучения (Dual Source Computed Tomography) появился в 2005 году. По сути это логичное продолжение технологии МСКТ. Понимаете, мы имеем дело с функционирующими органами, находящимися в постоянном движении, будь то мозг, сердце или сосуды. К примеру, при исследовании сердца (КТ-коронарография) для получения изображений необходим очень короткий период сканирования и высокая скорость вращения трубки в гентри томографа. Разработчики ускоряли ее, но законы физики неумолимы — предел технических возможностей был достигнут.
Решением стало появление метода двухэнергетического сканирования. Основное отличие этой технологии в том, что данные о поглощении рентгеновских лучей тканями организма собираются в двух энергиях — высокой и низкой. Если кратко, получаемые нами с аппарата данные отражают не только характеристики ослабления сканируемого объекта и в общем показывают его структуру. Зарегистрированное излучение содержит также спектральную информацию. Она обеспечивает дополнительные данные, например, разница между показателями позволяет глубже анализировать свойства тканей.
— Совсем недавно на конгрессе Радиологического общества Северной Америки (RSNA) в Чикаго ваш американский коллега Pablo Ros (доктор медицины, руководитель отдела радиологии в престижном Медицинском университетском центре в Кливленде —University Hospitals Case Medical Center) представил новое решение в этой области: «Изображения, которые мы получаем с помощью нового томографа, абсолютно революционны. Это не улучшение картинки, это нечто совершенно иное». Что это за инновация?
— Действительно, мировые производители медицинского оборудования продолжают радовать нас новыми решениями в области разработки и производства диагностического оборудования, в том числе, для КТ. Но, безусловно, спектральный КТ Philips, о котором шла речь на конгрессе, сегодня занимает особое место — здесь применен принципиально иной подход и принципиально новая технология — спектральная КТ с применением двухслойного детектора.
— Судя по всему, ключевое понятие в этой разработке — применение двухслойного детектора? И в чем ее особенности?
— Если известные ранее способы записи информации в двух энергиях основаны на двойном обороте рентгеновской трубки, её быстром переключении с одной энергии на другую или на применении двух источников излучения (трубок), то вариант, предложенный компанией Philips, подразумевает использование двухслойного детекторного элемента (выделение данных обеих энергий происходит на уровне его кристаллов). Такой подход устраняет некоторые недостатки обычного двухэнергетического режима — позволяет снизить ограничения по времени сканирования, по току в системе рентгеновской трубки, по дозе облучения. Исследование в спектральном режиме выполняется за одно сканирование, а результаты для спектрального анализа содержатся в каждом, даже рутинном, исследовании. По сути, новая технология предоставляет больше данных, в т.ч позволяет определить характеристику состава тканей. Это дает возможность врачам визуализировать детали, которые невидимы на обычных снимках, а, следовательно, выполнять свою работу быстрее и точнее. Возможность заглянуть глубже и увидеть больше придает врачам уверенность при интерпретации снимков.
Для клинициста будет нагляднее на конкретных примерах. Я уже назвал некоторые проблемы, типичные для стандартной КТ. Именно их можно решить с помощью спектральной технологии. Так, при ишемических инсультах головного мозга некоторым пациентам производится тромбэкстракция — механическое удаление тромба из внутримозговых артерий. Однако при КТ-контроле из-за геморрагического пропитывания очага ишемии кровь не всегда можно отличить от контрастного вещества, оставшегося после рентгеноэндоваскулярного вмешательства. И кровь, и контрастное вещество имеют практически одинаковую рентгеновскую плотность. Спектральная КТ, в отличие от обычной, дает врачу возможность выделять на изображении отдельные элементы (например, йод), и понимать, есть ли у пациента гематома, не появилось ли осложнений после вмешательства.
Другой пример — использование спектральной КТ для выявления аденомы надпочечников. Она позволяет даже без контрастного усиления говорить о том, что образование содержит липиды, и, соответственно, является аденомой. Ранее это можно было сделать только с помощью МРТ. При проблемах, связанных с опухолями головки поджелудочной железы, спектральная КТ позволяет увидеть градиент плотности между опухолью и неизмененной паренхимой. То же самое касается патологий почек и селезенки. Благодаря ей можно более четко визуализировать небольшие образования в печени, которые трудно обнаружить при стандартной КТ (при которой, мы, к слову, пропускаем до 30-40% камней в желчном пузыре).
Как показывает опыт наших зарубежных коллег, новая технология КТ позволяет лучше диагностировать опухоли шеи и находить региональные рецидивы после хирургического вмешательства в челюстно-лицевой области. Он свидетельствует и о том, что полученные результаты отличаются очень высоким качеством. Помехи практически отсутствуют даже в изображениях синтезированной низкой энергии. Более четкая визуализация делает возможной, например, дифференциальную диагностику опухолей печени.
И еще одно очень важное преимущество спектральной КТ-системы с двухслойным детектором: она позволяет не только исследовать анатомические структуры, но и определять состав тканей при низкой дозе облучения. Причем специалисту будут доступны подробные спектральные данные, а также функция ретроспективного анализа. То есть он может возвращаться к изображениям, не подвергая пациента повторному обследованию, а, значит, снижая риски повторного облучения и побочных эффектов дополнительной дозы внутривенного контрастного препарата.
— Вы затронули тему, очень важную для врача — насколько новая технология безопасна для пациента, не возрастают ли доза облучения, контрастная нагрузка?
— Во всех современных сканерах используются различные технологии, позволяющие максимально снизить дозу облучения, и новый томограф с двухслойным детектором — не исключение. По данным D.V. Sahani (доктор медицины, директор КТ в Массачусетской больнице общего профиля — MGH, доцент радиологии в Гарвардском университете), в целом, доза от сканирования при помощи инновационной установки ниже, чем рекомендации Американского радиологического колледжа (ACR). Более того, вместо нескольких обследований, вместо многофазного КТ-исследования, с новой технологией мы проводим одно, снижая лучевую нагрузку для пациентов. Возможность проведения однофазного сканирования особенно актуальна онкологическим больным на фоне лучевой терапии.
То, что спектральная КТ-система с двухслойным детектором позволяет предоставить больше информации при снижении дозы облучения подтверждают и другие эксперты, работающие с этой технологией, — G. Punjabi (доктор медицины, Hennepin Healthcare в Миннеаполисе, доцент радиологии в Университете Миннесоты), A. Gupta (доктор медицины, доцент University Hospitals Cleveland Medical Center, Case Western Reserve University, CWRU). Они отмечают также серьезное преимущество новых томографов: уменьшают контрастную нагрузку у пациентов с плохой функцией почек. Так доктор A. Gupta считает существенным достоинством (помимо уже перечисленных) этой технологии — усиление контрастирования. Так, например, пациентам с поражением сердечного клапана и получившим назначение на транскатетерную имплантацию аортального клапана при обследовании перед процедурой вместо 150-200 мл контрастного вещества, как при стандартной КТ, вводят 50 мл — врач с помощью программ постобработки изображений может улучшить контрастность изображений уже после обследования.
— Внедрение прорывных технологий нередко серьезно влияет на установленный рабочий процесс. Насколько значительным будет реформирование в отделении КТ с появлением в клинике спектральной КТ с двухслойным детектором?
— Этот запатентованный подход, что очень ценно, полностью интегрирован в привычный рабочий процесс клиники. У американских коллег уже накоплен определенный опыт. И они им охотно делятся. В тех же MGH и клинике CWRU эта система работает с 2016 года. Они регулярно публикуют данные исследований, благодаря своим преимуществам технология спектральной КТ с двухслойным детектором фактически заменила традиционную КТ в ряде различных протоколов.
Для врача достоинством данной технологии будет и то, что перед исследованием не нужно настраивать оборудование, выбирать какие-то особые, специализированные протоколы. Новый способ позволяет любое исследование проанализировать в спектральном режиме. Это очень важно, так как иногда необходимость в дополнительном анализе определяется уже после сканирования. Любая томография, проведенная при его помощи, изначально является спектральной. Другими словами, за один раз мы получаем и стандартное, и спектральное изображение. Безусловно, это упрощает нашу работу. К слову, специалистам не нужно отдельно изучать этот метод. Программа , которая используется для работы с изображениями, позволяет просматривать и сравнивать до 5 различных спектральных результатов (моноэнергетические серии, виртуально бесконтрастные изображения, йодные карты, водные карты и карты эффективного атомного веса). Но при этом она очень понятна и проста, я освоил ее буквально за полчаса.
— Англоязычный портал TechValidate. сom, проведя опрос среди пользователей спектрального КТ Philips, выяснил, что 74% из них приобрели аппарат из-за клинического значения спектральных результатов. И еще: во всех опрошенных организациях с начала использования этого томографа наблюдалось среднее снижение на 20% повторных обследований с использованием других методов визуализации. А упомянутый вами MD D.V. Sahani сказал: «По мере совершенствования технологии и накопления опыта мы увидели огромный потенциал спектральной визуализации. Сегодня у нас есть уже несколько таких томографов, и они стали почти стандартом обслуживания». Андрей Владимирович, насколько отечественное здравоохранение заинтересовано в подобном оснащении?
— Действительно, эксперты очень высоко оценили обсуждаемую нами технологию. Она быстро развивается в клинической практике, открывая все новые и новые возможности ее использования. Перспективы — огромны. Но уже и сегодня очевидно, что спектральная КТ с двухслойным детектором помогает врачам быстрее прийти к верному диагнозу и помогает принять более взвешенное решение о дальнейшей терапии в сложных случаях. Получение дополнительной информации особенно важно в онкологии.
От своевременной постановки точного диагноза выиграют не только пациенты, но и больницы, которым не нужно будет направлять пациентов на дополнительное диагностическое обследование. Когда медицинская организация берет на вооружение более современную технологию, она приобретает возможность оказывать высококачественную, безопасную и удобную медпомощь, повышая тем самым свою репутацию. К слову, у этого оборудования высокая производительность — 100 человек в смену (16 часов). К числу достоинств можно отнести и меньший износ рентгеновской трубки — преобразование происходит в детекторе. Не требуется затрат и на интеграцию этого нового томографа в сложившийся клинический процесс.
Моя основная задача как практикующего радиолога состоит в том, чтобы обеспечить точность диагнозов и найти способы, как быстрее и эффективнее реализовать себя в новых условиях. И спектральная КТ с применением двухслойного детектора может предоставить дополнительные возможности для профессионального роста, для решения проблем способами, которые ставят заботу о пациенте на первое место и которые, без сомнения, будут определять ближайшее будущее диагностической визуализации и здравоохранения.
