- Эластография лимфатических узлов
- 8.2.1 Ультразвук в режиме B
- 8.2.2 Ультразвуковая допплерография
- Распределение сосудов
- Сосудистое сопротивление
- 8.3 Эластография для диагностики лимфаденопатии
- 8.3.1 Визуализация растяжения при эластографии
- Методы
- Эластограмма
- Коэффициент деформации
- Ограничения визуализации деформации
- 8.3.2 Эластография поперечной волной
- Методы
- 8.4 Перспективы на будущее
- 8.5 Заключение
Эластография лимфатических узлов
Традиционные способы диагностики лимфаденопатии
Лимфатические узлы являются стражами на контрольных точках в организме человека и посылают тревожные сигналы в ответ на многие патологические состояния. Часто это первые органы, которые становятся клинически выявляемыми из-за вторичного вовлечения в развитие таких заболеваний, как инфекции, воспалительные состояния и метастазы. Состояние поражения лимфатических узлов может быть наиболее мощным прогностическим показателем в случае определенных злокачественных новообразований, таких как рак молочной железы, и может влиять на ведение пациентов в таких случаях.2 Локализованная, или регионарная, лимфаденопатия указывает на вовлечение определенных анатомических областей. Например, затылочные лимфатические узлы часто поражаются при инфекциях кожи головы, в то время как поражение левого надключичного узла указывает на первичную злокачественную опухоль желудочно-кишечного тракта (узел Вирхова). Генерализованная лимфаденопатия может указывать на лимфому или на незлокачественные системные заболевания, такие как определенные инфекции (ВИЧ, инфекционный мононуклеоз и т.д.) и заболевания соединительной ткани.3,4 Таким образом, клиническую важность выявления и характеристики увеличенных лимфатических узлов и их возможное влияние на ведение пациента трудно переоценить.
Традиционно для выявления патологий лимфатических узлов используются ручная пальпация и ультразвуковое исследование (В-режим и допплерография). Инвазивные методы (такие как тонкоигольная аспирационная цитология под ультразвуковым контролем и пункционная биопсия), хотя и являются чувствительными и специфичными для выявления макрометастазов, имеют серьезные ограничения в случае микрометастазов.5
Пальпация вручную дает информацию о размере, температуре, болезненности и консистенции узлов. Хотя это хороший фундаментальный метод, он не позволяет оценить внутреннюю структуру узлов и имеет практические ограничения при оценке узлов, расположенных глубоко под кожей. Чувствительность и специфичность ручной пальпации для выявления злокачественных образований низки (64% и 85% соответственно).6.
Ультразвуковое исследование лимфатических узлов (В-режим и допплерография) позволяет оценить внутреннюю структуру узлов и их сосудистость. Это помогает охарактеризовать клинически подозрительные узлы и выявить скрытые узлы.7 Здесь кратко описаны эти ультразвуковые методы и их ограничения.
8.2.1 Ультразвук в режиме B
С появлением ультразвуковых аппаратов с лучшим разрешением и высокочастотных зондов с меньшими размерами отпечатков чувствительность ультразвука для обнаружения лимфатических узлов многократно возросла. Эти достижения также сделали возможным детальное изучение размера, формы и внутренней структуры (в отношении общей эхогенности, наличия центрального эхогенного бугорка, кальцификации, четкости и регулярности краев, интранодального некроза и фокальной гипертрофии коры головного мозга) лимфатических узлов, что в значительной степени способствует их характеристике.
Размер лимфатического узла, представленный диаметром его короткой оси, рассматривался как один из критериев для дифференциации злокачественных лимфатических узлов от доброкачественных ( рис. 8.1). Были описаны различные срезы размером от 5 до 30 мм. Однако этот критерий, являясь абсолютной величиной, зависит от местоположения лимфатического узла и имеет либо низкую чувствительность, либо низкую специфичность.8,9,10 Отношение диаметров короткой и длинной оси, равное 0,5, является более полезным параметром с умеренной чувствительностью, специфичностью и общей точностью 75%, 81% и 79% соответственно.11 Отсутствие гиперэхогенной рубочки ( рис. 8.2) характерно для метастатических лимфатических узлов со специфичностью и чувствительностью 88% и 90% соответственно для выявления метастазов папиллярной карциномы щитовидной железы.12 Однако, в целом, это не является определенным критерием для дифференциации злокачественных и доброкачественных лимфатических узлов.8,11 Кальцификации в лимфатических узлах возникают почти исключительно из-за метастазов медуллярной и папиллярной карциномы щитовидной железы, помимо тех, которые наблюдаются при доброкачественных заболеваниях, таких как туберкулез.8 Этот метод обладает высокой специфичностью в отношении метастазирования, но низкой чувствительностью.11 Эксцентрическая гипертрофия коры головного мозга вследствие очаговой опухолевой инфильтрации является полезным признаком для выявления метастатических узлов. Метастатические лимфатические узлы преимущественно гипоэхогенны по отношению к прилегающей мускулатуре, так же как реактивные, лимфоматозные или туберкулезные узлы. Однако метастатические узлы папиллярной или медуллярной карциномы щитовидной железы обычно гиперэхогенны.8 Интранодальный некроз может быть обнаружен при туберкулезе и абсцедирующей лимфаденопатии, наряду с метастатическими узлами.8
Рис. 8.1 Ультразвуковое изображение шеи в режиме B, показывающее лимфатический узел размером менее 1 см (стрелки). Узел с эхогенной бугоркой (звездочкой), которая является одной из характеристик доброкачественного лимфатического узла, имеет размеры около 0,8 × 0,5 см.
Рис. 8.2 Ультразвуковое изображение шеи в режиме В, показывающее лимфатический узел (стрелки) с потерей центральной рубчика и наличием внутренних гипоэхогенных узлов (звездочки). Размер узла составляет около 2,5 × 1,5 см. Эти данные указывают на злокачественное образование.
8.2.2 Ультразвуковая допплерография
Ультразвуковая допплерография лимфатических узлов включает оценку распределения сосудов, а также сосудистого сопротивления внутри лимфатического узла.
Распределение сосудов
Оценка сосудистого рисунка шейных лимфатических узлов показывает смешанный тип кровотока ( рис. 8.3) или отсутствие сосудистости в случае нормальных и реактивных узлов. Периферическая или смешанная васкуляризация часто встречается в метастатических узлах ( рис. 8.4). Этот критерий имеет от умеренной до высокой специфичности (76% -99%), но низкую чувствительность (47%).11,13
Рис. 8.3 Ультразвуковое изображение доброкачественного лимфатического узла с усиленной допплерографией, показывающее нормальный разветвленный внутригрудный кровоток.
Рис. 8.4 Цветное ультразвуковое допплерографическое изображение, показывающее смешанный периферический и центральный кровоток в лимфатическом узле, признак, свидетельствующий о злокачественности. Также обратите внимание на круглую форму узла (стрелки).
Сосудистое сопротивление
Высокое узловое сосудистое сопротивление (индекс пульсации [PI] > 1,6 и индекс резистивности [RI] > 0,8) обычно указывает на метастатические поражения, в то время как нормальные и реактивные узлы, как правило, имеют PI <1,6 и RI <0,8.13 Ввиду низкой чувствительности (47% и 55% соответственно) этих показателей и технических трудностей, связанных с получением подходящих и / или воспроизводимых значений, их роль в обычной клинической практике ограничена………….).14
Учитывая ограничения вышеуказанных методов, существует необходимость дальнейшего повышения точности диагностики. Ультразвуковая эластография является потенциальным инструментом для заполнения этого пробела.
8.3 Эластография для диагностики лимфаденопатии
Различные исследования показали полезность эластографии для дифференциации доброкачественных и злокачественных лимфатических узлов шейки матки.11,15 Одновременное использование ультразвука в режиме В, ультразвуковой допплерографии и эластографии в различных комбинациях потенциально может улучшить диагностические показатели лимфаденопатии.1 Существуют два основных метода эластографии — визуализация деформации и визуализация сдвиговой волной, — которые широко используются для оценки подозрительных лимфатических узлов.
8.3.1 Визуализация растяжения при эластографии
Тензоэластография является наиболее часто используемым методом эластографии для исследования лимфатических узлов. Она также известна под названиями соноэластография, тканевая эластография в реальном времени (RTE), визуализация типа ткани (TTI) и соноэластография в реальном времени (RTSE).16 Методика была подробно описана в главе 2. Здесь обсуждается ее использование при исследовании лимфатических узлов.
Методы
Визуализация деформации обычно используется для оценки лимфатических узлов шейки матки. Анатомия шейных узлов показана на рис. 8.5 для справки. Согласно классификации Американского объединенного комитета по борьбе с раком (AJCC) 2009 года, шейные лимфатические узлы подразделяются на семь анатомических уровней.17 Эластография полезна для исследования узлов всех уровней, за исключением VII уровня, поскольку узлы VII уровня недоступны для ультразвуковой оценки. Техника выполнения эластографии шейного узла при деформации обсуждается ниже. Практические советы включают:
- Расположите пациента аналогично обычному ультразвуковому исследованию шеи, вытянув шею над подушкой.
- Держите зонд перпендикулярно коже и равномерно сжимайте в направлении ультразвукового луча с последующим медленным отпусканием (декомпрессией).
- Применяйте адекватную компрессию, руководствуясь компрессионной планкой. Она должна составлять не менее трех четвертей от ее максимальной высоты.
- Выберите поле зрения (FOV) таким образом, чтобы охватывать целевой лимфатический узел и окружающие ткани примерно в равных пропорциях.
- Выберите изображение с оптимальным разрешением и сжатием для дальнейшего анализа.
- Для расчета коэффициента деформации (SR) выберите небольшую область интереса (ROI), которая включает самую твердую область узла.
- Используйте методику свободной руки для всех уровней лимфатических узлов шеи, кроме VII уровня.
- Примените аналогичную методику для исследования различных поверхностных лимфатических узлов с соответствующим изменением положения пациента во время обследования.
Рис. 8.5 Анатомические уровни шейных лимфатических узлов (воспроизведено с разрешения Руководства AJACC по стадированию рака, 7-е издание).17 Уровень I: субментальный (IA) и подчелюстной (IB); уровни IIA и IIB: верхний яремный отдел; уровень III: средний яремный отдел; уровень IV: нижний яремный отдел; уровни VA и VB: группа заднего треугольника; уровень VI: группа переднего отдела; и уровень VII: группа верхнего средостения.
Позиционирование пациента и первичный осмотр
Пациента укладывают удобно в положение лежа на спине, аналогичное тому, которое принято для стандартного ультразвукового исследования шеи, при этом шея слегка вытягивается над подушкой. Обследование начинается с ультразвукового исследования шеи в режиме B с использованием линейного матричного зонда с широким диапазоном частот ультразвука (5-18 МГц). После систематической оценки положения, размера и характеристик B-режима каждого лимфатического узла включается режим эластографии и с помощью того же зонда получают эластограмму. Отображается изображение с двух панелей, позволяющее видеть изображение в режиме B рядом с эластограммой.1,11,18,19
Получение эластограмм
Методика получения эластограмм от руки описана на рис. 8.6. Зонд помещают перпендикулярно поверхности кожи, покрывающей исследуемый лимфатический узел. Пациента просят не глотать и задерживать дыхание, чтобы предотвратить движение лимфатического узла. Небольшое усилие предварительного сжатия прикладывается для стабилизации узла и, следовательно, минимизации его бокового перемещения. В отличие от эластографии щитовидной железы, использование внутренней компрессии из-за пульсации сонной артерии невозможно для лимфатических узлов на всех уровнях. Кроме того, из-за их подвижности лимфатические узлы имеют тенденцию смещаться вбок из-за пульсации артерий. Таким образом, к зонду прикладывается постоянное сжимающее усилие от руки с последующим равномерным отпусканием. Изображения получаются в виде кинематографической петли во время нескольких циклов сжатия–отпускания. Шкала сжатия, отображаемая сбоку изображения, помогает оптимизировать силу сжатия. Разные производители используют разные системы оценки силы сжатия, но в целом оптимальным считается увеличение полосы отображения на 75% или добротность на 3 или 4. Для дальнейшей оценки выбирается изображение с оптимальной компрессией.11,18,19,20
Рис. 8.6 Метод получения данных для эластограммы от руки. Линейный ультразвуковой зонд проводится перпендикулярно плоскости, параллельной коже, покрывающей шейный лимфатический узел (синий многоугольник). Применяется постоянная предварительная компрессия для фиксации узла относительно нижележащих структур и контролируемое сжатие в направлении распространения ультразвуковых волн (синяя стрелка) с последующей декомпрессией. Во время нескольких таких циклов сжатия–расслабления регистрируется кинематографическая петля эластограмм. На рисунке узлы уровня IV, прилегающие к головке грудино-ключично-сосцевидной мышцы, исследуются в поперечном направлении.
Поле зрения (FOV) эластографической карты (эластограммы) выбирается таким образом, чтобы оно включало целевой лимфатический узел и окружающую эталонную ткань в одной плоскости почти в равных пропорциях. В идеале должно быть включено не менее 5 мм окружающей контрольной ткани за пределами краев лимфатических узлов. Верхний край поля зрения должен располагаться как можно ближе к зонду. Окружающие ткани, которые могут мешать или изменять расчеты коэффициента деформации, такие как кости и сосуды, исключены из поля зрения.1,18,20
Эластограмма
Для оценки используются два типа эластограмм: в оттенках серого и цветные, из которых предпочтительнее последнее. На эластограмме в оттенках серого твердые и мягкие участки выглядят темными и светлыми соответственно. На цветной эластограмме красным обозначены самые мягкие, а синим — самые твердые участки, в то время как промежуточная жесткость обозначена зеленым. Эти цвета представляют относительную жесткость тканей на эластограмме. Многие производители предлагают вариант цветовой шкалы, обратной вышеупомянутой; то есть, где синим обозначены самые твердые участки, а красным — самые мягкие ( рис. 8.7).21
Рис. 8.7 Цветная эластограмма лимфатического узла (стрелки) с перевернутой цветовой шкалой, в которой красным обозначены жесткие участки, а синим — мягкие. (a) ультразвуковое изображение в режиме B и (b) соответствующая цветная эластограмма. Видны красные (жесткие) участки, почти полностью заполняющие этот узел. Обратите внимание, что форма и соотношение малой и большой осей узла типичны для доброкачественного узла.
Интерпретация эластограмм может быть выполнена двумя способами: качественным и количественным. Для качественного анализа эластограммам присваиваются различные оценки (балл эластичности [ES]) в зависимости от их внешнего вида. Для количественного анализа рассчитывается коэффициент деформации (SR), или индекс деформации (SI). SR представляет собой отношение напряжения эталонной ткани к напряжению интересующего лимфатического узла в ROI.20 Чаще всего в качестве эталонной ткани используются мышцы шейки матки. Были предложены различные варианты определения SR.
В следующих разделах описаны два типа эластограмм и различные системы оценки , используемые при их оценке .
Эластограммы в оттенках серого
При использовании эластограмм в оттенках серого важно отключить фоновое изображение в оттенках серого в режиме B, чтобы отображалась только эластограмма в оттенках серого.
Один из методов, принятых Lyshchik et al. для оценки эластограмм на предмет видимости лимфатических узлов, относительной яркости, регулярности границ и определения границ, использует 4-балльную рейтинговую шкалу ( таблица 8.1).
Таблица 8.1 Четырехбалльная система оценки эластограмм в оттенках серого, согласно Lyshchik et al.11 | |||||
---|---|---|---|---|---|
Критерий | Оценка | 1 | 2 | 3 | 4 |
Визуализация узлов | Не виден | Едва заметный | Частично видимые | Интенсивно видимый | |
Индекс яркости | Очень темный | Значительно темнее | Немного темнее | Такой же или более яркий | |
Регулярность границ | Регулярная | Слегка неровная | Умеренно нерегулярная | Очень нерегулярно | |
Определение границ | Отчетливо, > 50% | Нечеткий, < 50% |
Было обнаружено, что большинство доброкачественных узлов едва заметны (оценка визуализации < 3) и имеют ту же яркость, что и окружающие структуры (индекс яркости > 2) ( рис. 8.8), в то время как метастатические лимфатические узлы частично или очень заметны (оценка визуализации > 2) и кажутся существенно темнее по сравнению с окружающей мышцей (индекс яркости ≤ 2) ( рис. 8.9). Это связано с тем, что, хотя метастатические лимфатические узлы относительно более жесткие, чем окружающие мышцы, нет большой разницы между жесткостью доброкачественных лимфатических узлов и мышц. Из-за одинаковых различий в относительной жесткости края метастатических лимфатических узлов выглядят более правильными и отчетливыми (оценка регулярности и определения 1 или 2 балла), чем края доброкачественных лимфатических узлов. Это также может быть связано с десмопластической реакцией, окружающей метастазы. Эти качественные критерии имеют низкую диагностическую точность.11
Рис. 8.8 Эластограмма доброкачественного лимфатического узла в оттенках серого. (a) Ультразвуковое изображение в режиме B, показывающее шейный лимфатический узел (стрелки) с диаметром по короткой оси 5 мм и отношением диаметров по короткой и длинной осям менее 0,5. (b) На соответствующей эластограмме в оттенках серого узел выглядит таким же ярким, как окружающая мышца.
Рис. 8.9 Эластограмма метастатического лимфатического узла в оттенках серого. (a) Ультразвуковое изображение в режиме B, показывающее шейный лимфатический узел (стрелки) с диаметром короткой оси 8 мм и отношением диаметров короткой и длинной осей более 0,5. (b) Соответствующая эластограмма в оттенках серого. Большая часть лимфатического узла темнее, чем окружающая мышца.
Цветные эластограммы
Цветные эластограммы часто позволяют лучше различать нормальные и патологические участки. Для интерпретации цветных эластограмм были описаны различные системы подсчета очков и градаций.1,15,20,21,22,23,24,25 Система, предложенная Аламом и др., представляется наиболее точной (чувствительность 83%, специфичность 100%).1 Здесь подробно описано. Далее кратко описаны другие заслуживающие внимания системы оценки.
Для анализа цветной эластограммы сначала выбирается изображение с оптимальной силой сжатия. Цветовая шкала, обычно используемая для цветных эластограмм, показана на рис. 8.10.
Рис. 8.10 Схема, показывающая цветовой рисунок эластограммы, предложенный Аламом и др.1 Рисунок 1: отсутствует или очень маленькая синяя область. Схема 2: небольшие рассеянные синие области, общая площадь синего <45%. Схема 3: большая синяя область (области), общая площадь синего ≥ 45%. Рисунок 4: периферическая синяя область и центральная зеленая область, предполагающая центральный некроз. Рисунок 5: синяя область с зеленым ободком или без него.
Процент области с высокой жесткостью (т.е. Синяя область) на эластограмме может быть оценен в автономном режиме с помощью определенного программного обеспечения для анализа изображений (например, Image J, разработанного Национальными институтами здравоохранения26) или может быть определен субъективно (менее точно). На основе распределения и процентного соотношения синей области эластограммы разделены на пять паттернов ( рис. 8.11, рис. 8.12, рис. 8.13, рис. 8.14, рис. 8.15, таблица 8.2).
Рис. 8.11 Ультразвуковое изображение с разделенным экраном (a) В режиме B и (b) соответствующая эластограмма деформации доброкачественного лимфатического узла (стрелки). Эластограмма показывает, что почти весь лимфатический узел заполнен оттенками зеленого и красного (рисунок 1).
Рис. 8.12 Ультразвуковое изображение с разделенным экраном В режиме B (a) и соответствующая эластограмма деформации (b) доброкачественного лимфатического узла (стрелки). На эластограмме видны синие области, примерно представляющие <45% площади лимфатического узла (рисунок 2).
Рис. 8.13 Ультразвуковое изображение с разделенным экраном (a) В режиме B и (b) соответствующая эластограмма деформации метастатического лимфатического узла (стрелки). На эластограмме видны синие участки, занимающие более 45% площади лимфатического узла (рисунок 3).
Рис. 8.14 Ультразвуковое изображение с разделенным экраном (a) В режиме B и (b) соответствующая эластограмма деформации метастатического лимфатического узла (стрелки). На эластограмме виден ободок из синих (жестких) участков по периферии лимфатического узла с центральными красными и зелеными (мягкими) оттенками, указывающими на разжижающий некроз (рисунок 4).
Рис. 8.15 Ультразвуковое изображение с разделенным экраном (a) В режиме B и (b) соответствующая эластограмма деформации метастатического лимфатического узла (стрелки). На эластограмме узел выглядит почти полностью синим, то есть твердым (рисунок 5).
Таблица 8.2 Шаблоны и система подсчета очков для цветных эластограмм, согласно Alam et al.1 | |||
---|---|---|---|
Схема | Оценка | Описание | Эластографическая диагностика |
1 | 2 | Отсутствует или очень маленькая синяя область (области) | Реактивная |
2 | 4 | Небольшие рассеянные синие области, общая синяя область < 45% | Реактивная |
3 | 6 | Большая синяя область (области), общая синяя область ≥ 45% | Злокачественные |
4 | 8 | Периферическая синяя область и центральная зеленая область, предполагающий центральный некроз | Злокачественные |
5 | 10 | Синяя область с зеленым ободком или без него | Злокачественные |
Примечание: Синий цвет обозначает твердые (ригидные), а красный (мягкие). |
Каждая эластограмма идентифицируется с одним из пяти паттернов в зависимости от распределения синей области в лимфатическом узле. Граница между реактивными и метастатическими лимфатическими узлами проходит между схемами 2 и 3. Схемы с 3 по 5 считаются метастатическими. Можно отметить, что чувствительность, специфичность и точность комбинации ультразвукового исследования в режиме B и эластографии для выявления метастатических узлов, как сообщалось, составляют 92%, 94% и 93% соответственно. Следовательно, комбинация потенциально превосходит каждый отдельный метод диагностики метастатических лимфатических узлов.1
Фурукава и соавторы оценили полезность эластографии для выявления метастазов в шейные лимфатические узлы у пациентов с раком головы и шеи. Система их классификации описана в таблице 8.3. Рисунок 1 и 2 обычно наблюдается при доброкачественных или реактивных узлах, в то время как при метастатических узлах видны рисунки 3 и 4.15,27
Таблица 8.3 Шаблоны для цветных эластограмм, предложенные Фурукавой и др.15,27 | |
---|---|
Схема | Описание |
1 | 80% или более площади поперечного сечения лимфатического узла красного или зеленого цвета, т.е. мягкие |
2 | От 50% до <80% площади поперечного сечения лимфатического узла красного или зеленого цвета |
3 | От 50% до <80% площади поперечного сечения лимфатического узла окрашены в синий цвет |
4 | ≥ 80% площади поперечного сечения лимфатического узла синее, т.е. твердое |
Примечание: Синий цвет обозначает твердые (ригидные), а красный (мягкие). |
Другая система оценки, предложенная Ленгелем и соавторами ( таблица 8.4), пытается включить корреляцию между результатами эластографии и результатами В-режима (эхогенность) и интранодальными структурными изменениями, такими как разжижение и очаговые метастатические отложения, в существующие системы. Используя паттерн 3 (доброкачественный) и паттерн 4 (злокачественный) в качестве линии отсечения для различения доброкачественных и злокачественных лимфатических узлов, эта система сообщает о высокой специфичности (96,67%), но более низкой чувствительности (66,67%). Также замечено, что лимфоматозные узлы с большей вероятностью будут иметь доброкачественный вид при эластографии из-за их низкой жесткости.23
Таблица 8.4 Система оценки цветной эластограммы, предложенная Ленгелем и соавторами23 | |
---|---|
Схема | Описание |
1 | Синяя область отсутствует или минимальна (указывает на мягкую консистенцию, схожую с окружающими тканями). |
2 | Синяя область <50%, отдельных гипоэхогенных узлов нет. |
3 | Синяя область <50%, присутствуют индивидуальные мягкие гипоэхогенные узлы |
4 | <50% синей области, присутствуют отдельные твердые гипоэхогенные узлы |
5 | 50%-100% синяя зона, отдельных гипоэхогенных узлов нет. |
6 | 50%-100% синяя область, присутствуют отдельные твердые гипоэхогенные узлы |
7 | Синяя область покрывает все узлы целиком и распространяется на мягкие ткани |
8 | Синие (твердые) узелки, содержащие участки жидкости (указывают на разжижающий некроз) |
Примечание: Синий цвет обозначает твердые (ригидные), а красный (мягкие). |
Коэффициент деформации
Количественный показатель, который может быть рассчитан для интерпретации эластограмм, известен как коэффициент деформации (SR), или индекс деформации (SI) (описан в главе 2). Это полуколичественный метод оценки жесткости лимфатических узлов относительно окружающих тканей. Это отношение абсолютного напряжения в контрольной ткани к абсолютному напряжению в исследуемом лимфатическом узле. В области шейки матки в качестве эталонной ткани берутся скелетные мышцы вблизи узла. Для расчета SR два ROI помещаются в эластограмму, полученную с оптимальным усилием сжатия; один над контрольной мышцей, а другой над лимфатическим узлом ( рис. 8.16). Стандартный размер этих ROI составляет от 5 до 10 мм в квадрате. Необходимо соблюдать осторожность при размещении обоих ROI на расстоянии 10 мм друг от друга, чтобы избежать снижения напряжения, связанного с глубиной.11
Рис. 8.16 Расчет коэффициента деформации (SR). (a) Ультразвуковое изображение доброкачественного лимфатического узла в режиме B и (b) соответствующая эластограмма деформации, показывающая цветной рисунок 1. SR рассчитывается путем размещения ROI размером 5 × 5 мм над соседней мышцей (звездочка), при этом другой ROI остается внутри узла (стрелки). В этом случае был рассчитан SR, равный 0,89.
Зная эластографию деформации, можно понять, что более мягкий узел обычно показывает низкий SR ( рис. 8.17), в то время как твердый узел будет иметь более высокий SR ( рис. 8.18, рис. 8.19). На основании этого были предложены различные предельные значения SR для дифференциации доброкачественных и злокачественных поражений лимфатических узлов ( Таблица 8.5). Исходя из значений чувствительности и специфичности, пороговое значение 1,5 представляется разумным. Однако дальнейшие крупномасштабные исследования, безусловно, помогли бы подтвердить эти результаты и установить более точное пороговое значение.
Рис. 8.17 Ультразвуковое изображение с разделенным экраном (a) В режиме B и (b) соответствующая эластограмма деформации туберкулезного лимфатического узла (стрелки), показывающие рисунок 2 на эластограмме. Коэффициент деформации (SR) 1,21 был получен путем сравнения деформации узла с деформацией окружающей мышцы (звездочка).
Рис. 8.18 Ультразвуковое изображение с разделенным экраном (a) В режиме B и (b) эластограмма деформации метастатического лимфатического узла, показывающая рисунок 5 на эластограмме. Был рассчитан коэффициент деформации 3,82.
Рис. 8.19 Ультразвуковое изображение с разделенным экраном (a) В режиме B и (b) эластограмма деформации метастатического лимфатического узла, показывающая рисунок 3 на эластограмме. Был рассчитан коэффициент деформации 6,2.
Таблица 8.5 Различные предлагаемые предельные значения коэффициента деформации (SR) и их диагностическая полезность | ||||
---|---|---|---|---|
Отсечение SR | Область лимфатических узлов | Чувствительность (%) | Специфичность (%) | Исследование |
1.5 | Шейка матки | 85 | 98 | Лыщик и др.11 |
2.45 | Шейка матки | 93.8 | 89.5 | Arda et al38 |
1.5 | Шейка матки | 92.8 | 53.4 | Тан и др.39 |
1.78 | Шейка матки | 98.1 | 64.9 | Тен и др.40 |
2.395 | Шейный, надключичный, подмышечный, паховый | 78.41 | 98.51 | Чжан и др.41 |
2.3 | Подмышечные | 82.8 | 56.3 | Чой и др.28 |
1.54* | Подмышечные | 100 | 48 | Тейлор и др.42 |
* В оригинальной статье упоминается значение 0,65, которое представляет собой отношение деформации узла к деформации ткани. Величина, обратная 0,65, эквивалентна SR, упомянутому в тексте, то есть 1,54.. |
Подкожный жир может быть использован в качестве эталонной ткани для оценки подмышечных лимфатических узлов. Поскольку жировая ткань мягче скелетных мышц, она будет испытывать большее напряжение по сравнению с мышцами при том же давлении. Следовательно, для выявления злокачественных лимфатических узлов может использоваться более высокое значение SR, равное 2,3.28 Однако это значение, безусловно, требует дальнейшего изучения и подтверждения клиническими исследованиями.
Ограничения визуализации деформации
Визуализация деформации представляется многообещающим методом определения характеристик лимфатических узлов, особенно для диагностики метастазов. Однако ограничения этой новой технологии следует тщательно оценить, прежде чем она получит широкое распространение.
- Шейные, подмышечные и паховые лимфатические узлы легко оценить с помощью ультразвуковой эластографии. Однако лимфатические узлы средостения и брюшной полости труднодоступны. Эндоскопическая ультразвуковая эластография доказала свою полезность для оценки состояния средостенных и перигастральных узлов.
- Неосевое и внеплоскостное движение лимфатического узла во время получения изображения может привести к отклонениям в расчетах деформации.
- Оптимальное усилие сжатия является важным фактором при эластографии от руки. Из-за своей крайне субъективной природы оно может приводить к межнаблюдательной и интранаблюдательной вариабельности и отрицательно влиять на воспроизводимость.
- Размер блока (ROI), форма и расстояние от датчика могут вызывать отклонения в расчете SR. У разных производителей могут быть различия в применении метода.11,20
- Эластографические паттерны, а также коэффициенты деформации соответствуют эластографическим свойствам окружающих тканей, которые считаются нормальными. Следовательно, ранее существовавшие тканевые нарушения и постэксцизионный фиброз в этих тканях могут препятствовать эластографическому анализу.
- Наличие крупных кровеносных сосудов усложняет эластографическую оценку, вызывая потерю однородности давления и искажая эластограмму.
- Доброкачественные реактивные лимфатические узлы имеют жесткость, аналогичную жесткости окружающих мягких тканей, в то время как злокачественные лимфатические узлы, как правило, более твердые. Однако некоторые незлокачественные патологии, такие как туберкулез, могут иметь перекрывающийся вид. Туберкулезный лимфатический узел с некрозом и разжижением будет казаться более мягким, в то время как при фиброзе, рубцевании или кальцификации могут быть более твердые участки ( рис. 8.20).20
- Эластографический вид при рецидивирующем или хроническом лимфадените и при редких доброкачественных заболеваниях, таких как болезнь Кикути или Кимура, изучен недостаточно. Влияние различных методов лечения на эластографический вид лимфатических узлов также нуждается в дальнейшей оценке.20
- Большинство злокачественных лимфатических узлов тверже, чем окружающие нормальные ткани. Однако лимфоматозные узлы, как правило, мягче ( рис. 8.21).23
- Определение процентного содержания твердой зоны в значительной степени субъективно и зависит от различных факторов, таких как опыт оператора и используемая система подсчета очков. Они могут вызывать значительную вариабельность внутри- и межнаблюдательских данных. Использование специального программного обеспечения для обработки изображений для измерения процентного содержания твердых тканей, вероятно, уменьшает этот источник погрешности измерения. Коэффициенты деформации являются полуколичественными и имеют лучшую точность, чем системы подсчета очков.
- Небольшие очаговые отложения в лимфатическом узле либо не замечаются, либо лимфатическому узлу присваивается оценка, аналогичная доброкачественным узлам. Некротические мягкие участки в некоторых метастатических узлах изменяют свою оценку. Эти недостатки можно устранить, внедрив систему подсчета очков, которая учитывает очаговые отложения и некротические области.23
Рис. 8.20 Ультразвуковое изображение с разделенным экраном (a) в режиме B и (b) соответствующая эластограмма деформации известного туберкулезного лимфатического узла с фиброзом и кальцификатами (стрелки). Изображение в режиме B показывает потерю центральной эхогенной рубца и наличие кальцифицирующих очагов, в то время как эластограмма показывает цветовой рисунок 3. Был рассчитан коэффициент деформации 3,1. Таким образом, как В-режим, так и результаты эластограммы ложно указывают на область метастазирования.
Рис. 8.21 Ультразвуковое изображение с разделенным экраном (a) В режиме B и (b) соответствующая эластограмма деформации известного лимфоматозного лимфатического узла (стрелки). Изображение в режиме В показывает потерю жировой складки и неоднородность коры, в то время как эластограмма показывает цветовой рисунок 3. Был рассчитан коэффициент деформации 1,36, что меньше порогового значения 1,50 для злокачественных лимфатических узлов (ложноотрицательный результат).
Некоторые из вышеперечисленных ограничений потенциально могут быть преодолены с помощью визуализации сдвиговой волной.
8.3.2 Эластография поперечной волной
Эластография лимфатических узлов поперечной волной — это новый метод, который позволяет в режиме реального времени оценивать жесткость лимфатических узлов в абсолютных количественных показателях. Таким образом, она преодолевает внутренние ограничения, связанные с эластографией деформации, которая предоставляет только качественные и полуколичественные данные (в виде эластограммы и коэффициента деформации соответственно). В отличие от тензоэластографии, которая предполагает применение ручного сжатия от руки, эластография поперечной волной предполагает приложение силы излучения зондом, а не оператором, что обеспечивает большую воспроизводимость.29 Это подробно обсуждалось в главе 3. Здесь обсуждаются только важные части.
Методы
Варианты визуализации сдвиговой волной, которые используются для оценки лимфатических узлов, включают, среди прочего, импульсное акустическое излучение (ARFI) и сверхзвуковое Imagine (SSI). Здесь кратко описана методика получения изображений с помощью визуализации сдвиговой волной.:
- Расположите пациента аналогично обычному ультразвуковому исследованию шеи, вытянув шею над подушкой.
- Держите зонд неподвижно, перпендикулярно коже, с достаточным сжатием, чтобы установить полный контакт с подлежащим узлом, используя обильное количество связующего геля.
- В случае визуализации ARFI (точечной визуализации сдвиговой волны), направьте ROI вслепую на предполагаемое поражение в лимфатическом узле, чтобы получить значения скорости сдвиговой волны в метрах в секунду.
- С другой стороны, при SSI-визуализации и двумерной визуализации поперечными волнами, преимущество которых заключается в отображении цветной карты жесткости тканей, ROI помещают в наиболее трудноразличимую область узла для расчета SR.
- Используйте этот метод для всех уровней лимфатических узлов шеи, кроме VII уровня.
Силовая импульсная визуализация акустическим излучением
При визуализации методом силового импульсного акустического излучения (ARFI) используются поперечные волны, генерируемые толкающим пучком ультразвуковой энергии. Метод может использоваться двумя способами: точечная визуализация сдвиговой волной (p-SWE) и двумерная визуализация сдвиговой волной (2D-SWE). В p-SWE небольшое поле ROI помещается в том месте, где требуется значение жесткости. После инициирования импульса отображается значение жесткости тканей в ROI. В 2D-SWE устанавливается большое поле зрения (FOV) и используются множественные импульсы ARFI для обеспечения отображения значений жесткости всех тканей в FOV с цветовой кодировкой. Затем в поле зрения можно поместить меньший ROI (-ы) для получения значений жесткости в определенных местах. Положение пациента во время обследования такое же, как при обычном ультразвуковом исследовании шеи. Зонд вводится с минимальным давлением, чтобы обеспечить полный контакт с шейными лимфатическими узлами без существенного изменения жесткости тканей. ROI, обычно представляющий собой прямоугольник размером 5 × 5 мм, помещается над очагом поражения и определяется количественная скорость сдвиговой волны (в метрах в секунду) ( рис. 8.22).30 Эластограмм в реальном времени для этого метода в настоящее время недоступны. Различные исследования показали различные отклонения в анализе.31,32,33 Это требует дальнейших крупномасштабных исследований для разработки широко приемлемого и точного ограничения.
Рис. 8.22 Получение изображения для p-SWE известного метастатического лимфатического узла. Поле ROI размером 5 × 6 мм (звездочка) помещается в подозрительную область внутри шейного узла (стрелки). Скорость поперечной волны (Vс) 5,05 м/с указывает на злокачественность.
Сверхзвуковая визуализация Imagine
SSI (SuperSonic Imagine) визуализация — это метод 2D-SWE, который обеспечивает количественное отображение модуля сдвига органа в реальном времени менее чем за 30 мс. Она генерирует сверхзвуковые импульсы, которые вызывают сдвиговые волны, которые затем отслеживаются по всему окну (FOV) с помощью сверхбыстрого сканера и сложного программного обеспечения для постобработки. Эта система отображает эластограммы в режиме реального времени с цветовой кодировкой либо в виде скорости поперечной волны (в метрах в секунду [м/с]), либо в виде модуля сдвига (или упругости) (в килопаскалях [кПа]). Количественные измерения модуля упругости при сдвиге (SM) могут быть получены с помощью статических эластограмм.2,34,35
Как и тензоэластография, SSI-визуализация шейных лимфатических узлов также выполняется в положении, аналогичном положению при обычном ультразвуковом исследовании, а именно, когда пациент лежит на спине со слегка вытянутой шеей. После получения изображения в режиме B (с использованием обильного связующего геля) с помощью линейного зонда (4-15 МГц) выбирается режим поперечной волны. После наложения датчика его удерживают неподвижно и в нормальном состоянии над исследуемым лимфатическим узлом с минимальным давлением, чтобы изображение со сдвиговой волной закрепилось, что обычно занимает 2-3 секунды. Любое значительное давление с помощью зонда может увеличить жесткость тканей и, следовательно, давать ложноположительные высокие значения. Пациента могут попросить задержать дыхание, чтобы свести к минимуму неоднородность, связанную с движением. При получении эластографических изображений можно использовать настройки эластичности по умолчанию для интенсивности акустического импульса, шкалы отображения в килопаскалях (от 0 до 180 кПа), сглаживания и стойкости. В этом режиме изображения эластичности в режиме B и поперечной волны отображаются на экране в двух смежных панелях. Цветовую шкалу можно настроить на меньший максимум в килопаскалях для лучшей цветовой дифференциации тканей на изображении эластичности. При желании система позволяет отображать значения жесткости в метрах в секунду (м /с). Цветовая карта эластографии, где твердые (ригидные) области обозначены красным, а мягкие — синим, накладывается на изображение в режиме B в оттенках серого. Блок ROI (Qbox в SSI ) помещается на область без артефактов, которая кажется самой жесткой в узле. Размер ROI может варьироваться; однако предписан минимальный размер 2 мм x 2 мм.2,35
После размещения ROI строится количественная карта эластичности ( рис. 8.23), отображающая модуль сдвига каждого пикселя изображения в килопаскалях (кПа) путем измерения скорости распространения поперечной волны в этой точке. Программное обеспечение генерирует список количественных параметров (минимальный SM [кПа], максимальный SM [кПа], средний SM [кПа], стандартное отклонение SM [кПа] и диаметр ROI), из которых для анализа учитывается максимальное значение SM, поскольку оно помогает лучше выявлять очаговые метастазы в кору головного мозга.5,35 Более высокие значения модуля сдвига для узлов указывают на злокачественность ( рис. 8.24), в то время как доброкачественные узлы имеют более низкие значения модуля сдвига ( рис. 8.23) .
Рис. 8.23 (a) эластограмма в формате 2D-сдвиговой волны и (b) соответствующее ультразвуковое изображение доброкачественного лимфатического узла в режиме B (стрелки). Эластограмма показывает однородный синий (мягкий) оттенок. Размещение Qbox (ROI box, звездочка) в самой твердой области дает значения различных параметров модуля упругости при сдвиге. Здесь может наблюдаться низкий модуль сдвига (эластичности) (максимальный модуль сдвига [СМ] 12,0 кПа).
Рис. 8.24 (a) эластограмма в формате 2D-сдвиговой волны и (b) соответствующее ультразвуковое изображение метастатического лимфатического узла в режиме B. Изображение в режиме B показывает потерю жировой складки и неоднородность коры, в то время как эластограмма выявляет неоднородные участки высокой жесткости (красные). Максимальное значение модуля сдвига (max SM), равное 130,8 кПа, указывает на метастатическую область.
Для оценки лимфатических узлов шейки матки с целью дифференциации доброкачественных и злокачественных лимфатических узлов средний SM с ограничением 30,2 кПа имеет чувствительность 41,9% и 100% специфичность, в то время как максимальный SM с ограничением 45 кПа имеет чувствительность 48,4% и специфичность 91,8%.35 Исследование выявило лучшую чувствительность (91%) и сопоставимую специфичность (97%) max SM при значении порога отсечения 19,44 кПа.29 При оценке подмышечных лимфатических узлов одни и те же показатели демонстрируют схожую чувствительность и специфичность с несколько отличающимися значениями порога.5 Универсальная стандартизация этих порогов нуждается в дальнейшей проверке в крупномасштабных исследованиях.
Ограничения визуализации сдвиговой волной
Визуализация сдвиговой волной имеет явные преимущества перед визуализацией деформации в силу того, что она количественна и не зависит от пользователя. Тем не менее, она имеет определенные ограничения.
- Значения max SM могут варьироваться в зависимости от гистологии злокачественного образования. Лимфоматозные лимфатические узлы могут казаться более мягкими (до 23 кПа) и, следовательно, способствовать ложноотрицательным результатам. Ложноотрицательные результаты также могут быть получены из-за того, что очаги метастазирования в кору головного мозга слишком малы, чтобы их можно было обнаружить с помощью SWE.
- Измерения поперечной волны точны только на глубине до 3 см от кожи, поскольку сигнал поперечной волны имеет тенденцию быстро ослабевать за пределами этой глубины.5
8.4 Перспективы на будущее
Эндоскопическая ультразвуковая эластография (ЭУС) устраняет основное ограничение, заключающееся в недоступности висцеральных лимфатических узлов для эластографической оценки ( рис. 8.25). Это новый, неинвазивный метод с минимальными дополнительными затратами и без дополнительных осложнений. Он использовался для исследования средостенных, перигастральных и перипанкреатических лимфатических узлов. Во время обследования внешняя компрессия не требуется (и также может быть невыполнима), поскольку для получения эластограммы может быть использована внутренняя компрессия за счет дыхательных движений и пульсаций сосудов. Это ограничивает использование визуализации деформации при ЭУС. Для повышения точности и воспроизводимости УЗИ может быть применен анализ с программным обеспечением.36 ЭУС может оказаться более эффективным, чем ЭУС В режиме B, для дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных лимфатических узлов.36,37 Он предоставляет ценную дополнительную информацию для тонкоигольной аспирационной цитологии под руководством ЭУС (FNAC), а также может служить многообещающим инструментом для руководства отбором образцов. Это может увеличить вероятность метастазирования с участками некроза или частичной инвазией.
Рис. 8.25 Эндоскопическое ультразвуковое исследование (ЭУС) перигастрального лимфатического узла (стрелки): (а). Эластограмма деформации и (b) соответствующее изображение в режиме B. На эластограмме показаны твердые участки (синие), покрывающие примерно > 45% узла. На изображении в режиме B показан округлый узел с потерей эхо-сигналов. Полученные данные свидетельствуют о злокачественности. (Изображение любезно предоставлено доктором Панкаджем Дхаваном, Мумбаи, Индия.)
Другие потенциальные применения эластографии для оценки лимфатических узлов включают FNAC или биопсию под контролем эластографии, включение других ультразвуковых технологий, таких как объемное ультразвуковое исследование (трехмерное [3D] УЗИ) в эластографию, и объединение других методов визуализации с эластографией.
8.5 Заключение
Эластография представляется более перспективным инструментом для определения характеристик лимфатических узлов по сравнению с обычными неинвазивными методами визуализации. Клиническая полезность эластографии будет еще больше возрастать по мере дальнейшего совершенствования алгоритмов получения изображений и реконструкции. Она может предоставить неинвазивную прогностическую информацию для более точной предоперационной оценки. Она также может быть ценным руководством при выполнении чрескожных процедур для взятия образцов лимфатических узлов. В частности, эластография поперечной волной является поддающимся количественной оценке, независимым от пользователя и воспроизводимым методом. Однако его полезность нуждается в дальнейшей оценке в крупных, проспективных, многоцентровых исследованиях. Кроме того, еще предстоит выяснить, устранит ли эластография в конечном итоге необходимость в биопсии определенных лимфатических узлов. EUS — это перспективный метод оценки анатомически сложных узлов.