Рожкова Н.И.1,2, Бурдина И.И. 1, Запирова С.Б. 1, Каприн А.Д. 1,3, Мазо М.Л. 1,2, Микушин С.Ю. 1,2, Прокопенко С. П. 1,2 , Якобс О.Э. 2
1. Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 125284 Москва, 2-й Боткинский пр-д, д.3, Российская Федерация.
2. ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов», Медицинский институт, ФНМО кафедра клинической маммологии, лучевой диагностики и лучевой терапии, 117198 Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.8, Российская Федерация
3. ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов», Медицинский институт, кафедра онкологии и рентгенорадиологии им. Академика В.П. Харченко, 117198 Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.8, Российская Федерация
Rozhkova N.I.1,2, Burdina I.I.1, Zapirova S.B.1, Kaprin A.D.1,3, Mazo M.L.1,2, Mikushin S.Yu.1,2, Prokopenko S.P.1,2
1. National Medical Radiology Research Centre, 125284 Moscow, 2-nd Botkinskiy proezd, 3, Russian Federation.
2. Peoples’ Friendship University of Russia, Chair of Clinical mammology, Radiology and Radiotherapy, 117198 Moscow, Miklukho-Maklaya str.8, Russian Federation
3. Peoples’ Friendship University of Russia, Chair of oncology and Radiology named after Kharchenko V.P., 117198 Moscow, Miklukho-Maklaya str.8, Russian Federation
Сведения об авторах.
1. Рожкова Надежда Ивановна — доктор медицинских наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, заведующая Национальным центром онкологии репродуктивных органов МНИОИ им. П.А. Герцена – филиала ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России. Профессор кафедры клинической маммологии, лучевой диагностики и лучевой терапии ФГАОУ ВО МИ РУДН,
N.I. Rozhkova, MD, Professor. Head of the National Center for Oncology of Reproductive Organs of the MNIOI named after P.A. Herzen — a branch of the National Medical Radiology Research Centre. Professor of the Chair of Clinical Mammology, Radiology and Radiotherapy of the Peoples’ Friendship University of Russia. (Moscow); orcid.org/0000-0003-0920-1549
2. Бурдина Ирина Игоревна – кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отделения комплексной диагностики и интервенционной радиологии в маммологии национального центра онкологии репродуктивных органов МНИОИ им. П.А. Герцена – филиала ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России.
I.I. Burdina, PhD, senior researcher of the National Center for Oncology of Reproductive Organs of the MNIOI named after P.A. Herzen — a branch of the National Medical Radiology Research Centre (Moscow). orcid.org/0000-002-5991-0186
3. Запирова Самира Бадрузамановна — кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отделения комплексной диагностики и интервенционной радиологии в маммологии национального центра онкологии репродуктивных органов МНИОИ им. П.А. Герцена – филиала ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России
S.B. Zapirova, PhD, senior researcher of the National Center for Oncology of Reproductive Organs of the MNIOI named after P.A. Herzen — a branch of the National Medical Radiology Research Centre (Moscow) orcid.org/0000-0001-7154-3326
4. Каприн Андрей Дмитриевич – доктор медицинских наук, профессор, академик РАН, академик РАО, заслуженный врач РФ, вице-президент Академии онкологии Центральной и Восточной Европы, Генеральный директор ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России. Заведующий кафедрой онкологии и рентгенорадиологии имени академика В П Харченко Медицинского института ФГАОУ ВО РУДН.
Andrey D. Kaprin, academician of RAS, MD, PhD, DSc, professor, Corr. member of the Russian Academy of Education; Honored Physician of the Russian Federation; General Director of National Medical Radiology Research Centre, Head of Chair of Оncology and Radiology named after Kharchenko V.P., Peoples’ Friendship University of Russia. orcid.org/0000-0001-8784-8415
5. Мазо Михаил Львович – кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отделения комплексной диагностики и интервенционной радиологии в маммологии. Доцент кафедры клинической маммологии, лучевой диагностики и лучевой терапии ФГАОУ ВО МИ РУДН.
M.L. Mazo, PhD, senior researcher of the National Center for Oncology of Reproductive Organs of the MNIOI named after P.A. Herzen — a branch of the National Medical Radiology Research Centre (Moscow). Associate professor of the Chair of Clinical Mammology Radiology and Radiotherapy of the Peoples’ Friendship University of Russia. (Moscow). orcid.org/0000-0002-1313-6240
6. Микушин Сергей Юрьевич – кандидат медицинских наук, научный сотрудник отделения комплексной диагностики и интервенционной радиологии в маммологии. Ассистент кафедры клинической маммологии, лучевой диагностики и лучевой терапии ФГАОУ ВО МИ РУДН.
S.YU. Mikushin, PhD, researcher of the National Center for Oncology of Reproductive Organs of the MNIOI named after P.A. Herzen — a branch of the National Medical Radiology Research Centre (Moscow). Assistant of the Chair of Clinical Mammology, Radiology and Radiotherapy of the Peoples’ Friendship University of Russia. (Moscow). orcid.org/0000-0002-3495-4895
7. Прокопенко Сергей Павлович — кандидат медицинских наук, доцент, заведующий отделением комплексной диагностики и интервенционной радиологии в маммологии национального центра онкологии репродуктивных органов МНИОИ им. П.А. Герцена – филиала ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, Заведующий кафедрой клинической маммологии, лучевой диагностики и лучевой терапии ФГАОУ ВО МИ РУДН.
S.P. Prokopenko, PhD, head of department of Complex diagnostics and interventionar radiology in mammology of the National Center for Oncology of Reproductive Organs of the MNIOI named after P.A. Herzen — a branch of the National Medical Radiology Research Centre (Moscow). The Head of the Chair of Clinical Mammology, Radiology and Radiotherapy of the Peoples’ Friendship University of Russia. (Moscow) orcid.org/0000-0002-0369-5755
8. Якобс Ольга Эдмундовна — доктор медицинских наук, доцент кафедры клинической маммологии, лучевой диагностики и лучевой терапии ФГАОУ ВО МИ РУДН.
O.E. Yakobs, PhD, Associate professor of the Chair of Clinical Mammology Radiology and Radiotherapy of the Peoples’ Friendship University of Russia. (Moscow). orcid.org/0000-0002-9252-7154
Контакты: Микушин Сергей Юрьевич (Mikushin Sergey Yu.): +7-925-887-97-75, mikushinsergey@gmail.com
Резюме. В статье представлена эволюция внедрения цифровых технологий в систему онкомаммоскрининга, мультимодальные технологии интервенционной радиологии, статистические данные о росте злокачественных новообразований молочной железы в мире и России, показаны преимущества цифровизации лучевой диагностики, междисциплинарной интеграции с технологиями системной биологии «омикс», способствующей развитию нового направления «радиогеномика», а также указано на существующие проблемы внедрения новейших технологий интервенционной радиологии, необходимость подготовки мультимодального специалиста.
Цель исследования. Показать возможности современных цифровых лучевых неинвазивных и инвазивных технологий, а также необходимость междисциплинарной интеграции и подготовки мультимодальных специалистов для раннего выявления и определения фенотипа рака молочной железы, повышающего эффективность выбора адекватной лечебной тактики, направленной на увеличение продолжительности и качества жизни пациенток.
Материалы и методы. Приведены литературные данные о развитии лучевых цифровых методов диагностики заболеваний молочной железы, включающих технологии интервенционной радиологии. Также представлены новые данные о направлении «радиогеномика», родившегося благодаря междисциплинарной интеграции радиологических цифровых систем, интервенционных технологий и высокотехнологичной системной биологии.
Результаты. В обзоре представлено развитие оборудования и лучевых методов раннего распознавания заболеваний молочной железы, основанных на техническом прогрессе, включающем активное внедрение цифровизации и информатизации в медицину. Новые модели искусственного интеллекта выступают в роли помощника врача при скрининге. Показаны преимущества различных вариантов технологий интервенционной радиологии при онкомаммоскрининге для повышения точности патоморфологической диагностики и определения фенотипа опухолей. Приведены последние данные о целесообразности междисциплинарной интеграции «компьютерного зрения» по признакам медицинской визуализации с возможностями системной биологии в определении фенотипа опухоли с достоверностью корреляции в 71%.
Заключение. Несомненные преимущества цифровизации и новые возможности интервенционной радиологии в выявлении самых ранних форм заболеваний в междисциплинарном формате открывают перспективу высокоточной диагностики и адекватный выбор органосберегающей лечебной тактики. Подготовка мультимодального специалиста – лучевого диагноста – радиолога-диагноста и интервенционного радиолога, владеющего широким спектром методов лучевой диагностики, включая проведение инвазивных вмешательств, требует коррекции организационных форм работы, новых образовательных программ не только по специальности, но и по основам цифровизации, что обеспечит рациональное и эффективное использование современных достижений науки и техники.
Ключевые слова: цифровые технологии, онкомаммоскрининг, интервенционная радиология, радиогеномика, проблемы внедрения.
Abstract. The article presents the evolution of the introduction of digital technologies into the oncomammoscreening system, multimodal technologies of interventional radiology, statistics on the growth of malignant breast neoplasms in the world and Russia, shows the advantages of digitalization of radiology, interdisciplinary integration with «omix» systems biology technologies, which contributes to the development of a new direction of «radiogenomics,» and also points out the existing problems of introducing the latest technologies of interventional radiology, the need to prepare multimodal specialists.
The purpose of the study. To show the possibilities of modern digital radiological non-invasive and invasive technologies, as well as the need for interdisciplinary integration and training of multimodal specialists for the early detection and determination of the phenotype of breast cancer, increasing the effectiveness of choosing adequate treatment tactics aimed at increasing the duration and quality of life of patients.
Materials and methods. There are given literary data on development of radiological digital methods of diagnostics of breast diseases, including technologies of interventional radiology. New data are also presented on the direction of «radiogenomics,» born due to the interdisciplinary integration of radiological digital systems, interventional technologies and high-tech systems biology.
Results. The review presents the development of equipment and radiological methods for early recognition of breast diseases, based on technical progress, including the active introduction of digitalization and informatization in medicine. New models of artificial intelligence act as a physician assistant in screening. Advantages of various versions of interventional radiology technologies in oncomammoscreening are shown to increase accuracy of pathomorphological diagnostics and determination of tumor phenotype. The latest data on feasibility of interdisciplinary integration of «computer vision» on signs of medical imaging with capabilities of systems biology in determination of tumor phenotype with correlation validity in 71% are given.
Conclusion. The undeniable advantages of digitalization and the new capabilities of interventional radiology in detecting the earliest forms of diseases in an interdisciplinary format open the prospect of high-precision diagnostics and an adequate choice of organ-saving therapeutic tactics. The training of a multimodal specialist – radiologist — radiologist-diagnostics and interventional radiologist, who has a wide range of methods of radiological diagnostics, including invasive interventions, requires correction of organizational forms of work, new educational programs not only in the specialty, but also in the basics of digitalization, which will ensure the rational and effective use of modern achievements of science and technology.
Keywords: digital technologies, oncomammoscreening, interventional radiology, radiogenomics, problems of implementation.
За последние годы большинство стран мирового сообщества обеспокоено проблемой роста ЗНО и, в частности, ранней диагностикой и профилактикой рака молочной железы. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), Международного агентства по изучению рака (МАИР) и онкологической базы данных Globocan в 2020 г. в мире выявлено ЗНО в среднем 201,0 на 100000 населения, смертность 100, 7 на 100000населения, заболеваемость в США- 362,2, смертность 86,3, в странах Западной Европы — заболеваемость 325,0, смертность 103, 3, в РФ –заболеваемость 234,3, смертность 113, 7 на 100000населения. Только за год в мире выявлено 2,1 млн. новых случаев рака молочной железы, который стал причиной смерти около 627 тыс. женщин. [Globocan,2020; 1,11, 12, 16, 18].
В России к 2020г. рак молочной железы сохраняет лидерство среди других локализаций. Прирост заболеваемости раком молочной железы за 10 лет достиг почти 38%. В 2020 г распространенность достигла 500,3 на 100000 населения, в абсолютных числах -734587 больных РМЖ [1,2, 3, 4,5]
Системная диспансеризация в РФ с внедрением маммографии в 2020 г привела к выявлению ранних форм РМЖ в 71, 6% случаев, снижению смертности за последние 20 лет на 20,2%.
С приходом маммографии в клиническую медицину началась новая эра в онкологии – выявление непальпируемых образований изменило работу онколога и хирурга. Они уже не могли полагаться на данные осмотра и пальпации при выполнении хирургических операций. Возникла необходимость в помощи рентгенологов, обеспечивающих маркировку и получение информативного тканевого материала.
Этому способствовали активные научные исследования по созданию современного цифрового оборудования, инструментария и совершенствованию методических особенностей выполнения инвазивных процедур. Точность диагностики методиками прецизионной интервенционной радиологии достигает 100% за счет получения объемного информативного клеточного и тканевого материала на дооперационном этапе. Междисциплинарный формат исследований способствовал развитию новых высокоэффективных направлений, уточняющих фенотип опухоли, в корне меняющих выбор адекватной лечебной тактики.
Направление «интервенционная радиология » зародилось более 30 лет назад в связи с необходимостью проведения рентгенохирургических манипуляций под рентгенологическим контролем при заболеваниях сосудов. Возможности медицины значительно возросли, и успехи были настолько очевидны, что это направление стало развиваться очень активно. Оно не обошло стороной и маммологию, поскольку молочная железа, хотя и орган визуальной локализации, но изменения его структуры стали выявляться лишь при внедрении рентгеновской маммографии, под контролем которой и стали осуществляться инвазивные вмешательства с высокой точностью попадания в очаг неблагополучия. Поначалу для этого использовали рентгеновские снимки, позже цифровая маммография изменила ситуацию. Точность попадания в очаг значительно повысилась, упростилась процедура проведения исследования [6 – 14]
Все это в полной мере отразилось и на необходимости формирования новой модели системы обследования молочной железы с учетом особенностей структуры работы для сокращения диагностического маршрута и более рационального применения новейших цифровых методов исследования [15-21].
Первые шаги освоения маммографии показали необходимость совершенствования, в первую очередь, диагностического оборудования. Оно шло от попытки использовать универсальные рентгеновские штативы, снабженные рентгеновской трубкой с вольфрамовым анодом, генерирующим жесткое излучение, неадекватное для исследования такого мягкотканного органа, как молочная железа, применения флюоромаммографии до разработки специальных рентгеновских маммографов, среди которых специализированный маммограф МД-РА с рентгеновской трубкой с молибденовым анодом, генерирующим мягкое характеристическое излучение – первый русифицированный вариант, выполненный в рамках межгосударственного контракта с Германией, располагающий специальной стереотаксической установкой для выполнения прицельной биопсии системой пистолет-игла, обеспечивающей получение информативного материала до 95% случаев [1, 22].
К настоящему времени в России более 3000 маммографических кабинетов. С целью снижения дозовых нагрузок без потери качества изображения совершенствовались приемники излучения – от безэкранной пленки, специальных вакуумных кассет с низким поглощением рентгеновского излучения, специальных усиливающих экранов из редкоземельных металлов, позволяющих снизить дозовую нагрузку в 50-100 раз. Совершенствовалась и рентгеновская пленка – от двустороннего покрытия РМ-1 до высокочувствительной с односторонним нанесением серебра (Mamorey HT, HDR, HDR Plus фирмы AGFA, Min RL, Min RG фирмы Kodak, JM – MAHC фирмы Fudjifilm). Менялись и условия фотолабораторного процесса от ручной обработки пленки до автоматических проявочных машин со специальными режимами работы для маммографии, что обеспечивало высокое качество и отсутствие брака. Для повышения контрастности снимка разработаны специальные отсеивающие растры [22].
Одной из важных тенденций настоящего времени является более широкое использование цифровых технологий, создания электронных систем для формирования, передачи и архивирования многочисленных лучевых изображений, эффективность которых превосходит обычную пленочную маммографию. Широкий динамический диапазон и высокая контрастная чувствительность, возможность компьютерной обработки изображений позволяют надежно выявлять даже незначительные изменения в биологических тканях различной плотности, что существенно уменьшает вероятность пропуска патологических изменений, значительно снижает дозовую нагрузку на пациенток, позволяет использовать цифровые аппараты не только для решения диагностических задач, но и в профилактических целях.
В целом, проведенная работа по совершенствованию рентгенологических методик для обследования молочной железы позволила получать высококонтрастное изображение, что значительно повысило точность дооперационной диагностики непальпируемых заболеваний при низкой дозе облучения и позволило использовать метод для осуществления скрининга, уточненной диагностики, а также для проведения высокоинформативных инвазивных вмешательств.
Одним из ограничений маммографии является суперпозиция тканей, которая может привести к пропуску развивающегося рака. К снижению чувствительности метода на 30-40% может приводить и высокая маммографическая плотность, что повышает риск пропустить рентгенонегативный рак в 6-13% случаев [1, 49]. В этой связи активно развиваются рентгенологические технологии послойного изучения структуры молочной железы — томосинтез. В большинстве работ показано, что цифровой томосинтез молочной железы является более чувствительным методом выявления рака молочной железы, чем обзорная цифровая маммография у женщин со средним риском развития рака молочной железы. Томосинтез повышает на 40% распознавание мельчайших деталей на снимке и не требует дополнительной обзорной маммографии [14, 23-27].
Инвазивные процедуры под контролем уточненной топической диагностики под контролем томосинтеза более прецизионны и позволяют получать материал из патологических очагов чрезвычайно малого размера.
Эффекта суперпозиции тканей лишены современные опции еще одной технологии цифровой маммографии — контрастная двуэнергетическая спектральная маммография (CESM). Среди несомненных ее преимуществ выделяются ситуации при сложной визуальной картине, соответствующей — BIRADS 4-5, при плотном фоне для визуализации перестройки структуры и истинных размеров опухоли, при подозрении на мультицентрический рост, при рентгенонегативном раке, для уточнения формы роста, при ограниченно растущем и инфильтративном раке, который на обзорной маммограмме выглядит как участок узловой мастопатии, для снижения количества интервенционных вмешательств за счет улучшения визуализации очаговой патологии при выраженных формах мастопатии. К недостаткам следует отнести: инвазивность технологии, токсичность, необходимость предварительного анализа крови на креатинин, некоторое повышение дозы, удлинение времени исследования, удлинение времени врача для интерпретации полученного изображения, возможность получения артефактов [13]. При этом необходима безупречная работа оборудования. В целом, технология CESM дает дополнительную информацию, благодаря чему постепенно внедряется в клиническую практику, особенно с учетом ряда ограничений МРТ-исследования молочных желез [36-38].
Наряду с широким использованием рентгенологических методик параллельно развиваются технологии ультразвукового исследования (УЗИ). Помимо радиационной безопасности, оно обладает целым рядом преимуществ при исследовании структуры тканей плотной молочной железы молодых женщин, при выраженных проявлениях мастопатии с высокой маммографической плотностью [28-29].
Допплерсонография, дуплексное сканирование, позволяющие определять качественные и количественные параметры кровотока сосудистой системы, трехмерная реконструкция изображения дает возможность получения наглядного виртуального представления топографо-анатомических взаимоотношений между структурами. Соноэластография позволяет по эластичным свойствам тканей оценить плотность, снизить частоту биопсий с диагностической целью [30-35].
Новые возможности 3D автоматизированного ультразвукового панорамного сканирования дали возможность совместного планирования хода инвазивных вмешательств на основе компьютерного анализа сохраненных трехмерных изображений, а также облегчения проведения хирургических процедур.
Среди методов ядерной медицины особое место занимает позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ). А также современные гибридные варианты объединения с КТ – ПЭТ/КТ. В отличие от традиционных радиологических процедур эти технологии дают возможность проводить количественный анализ и визуализировать функцию органа на метаболическом уровне, что позволяет определить причину болезни до проявления соматических симптомов.
Таким образом, сочетание высокоинформативных неинвазивных цифровых методов исследования позволяет значительно улучшить результаты диагностики на дооперационном этапе.
Однако для более точной дифференциальной диагностики и выбора оптимального эффективного щадящего лечения необходимо получение клеточного и тканевого материала из опухоли, который может быть получен лишь при инвазивных вмешательствах, занимающих особое место среди научных и практических направлений радиологии.
В настоящее время в службе лучевой диагностики ежегодно выполняется несколько сотен миллионов исследований. Среди них в 30% случаев есть необходимость в инвазивных вмешательствах, в том числе и на молочной железе.
Интервенционная радиология — многоаспектное мультимодальное направление является ярким примером комплексирования и интеграции, казалось бы, несовместимых специальностей – лучевой диагностики и хирургии. Тем не менее, многолетний опыт работы смежных специалистов в той или иной области показал его преимущества в возможности выполнять одновременно щадящую экономичную диагностику и лечение под объективным визуальным контролем лучевых методов исследования [1,39-43].
Внедрение интервенционной радиологии принесло тысячи спасенных жизней, сотни тысяч сэкономленных средств, снижение инвалидизации и повышение качества жизни.
В широкий спектр инвазивных технологий входят методики с искусственным контрастированием и без него. Поскольку обзорная рентгенография и ультразвуковое исследование молочной железы в силу ее малой плотности и низкой контрастности имеют ряд ограничений, возникла необходимость в развитии интервенционных методик с использованием контрастных веществ. Сюда относится дуктография – методика искусственного контрастирования млечных протоков при синдроме патологической секреции из соска для поиска начальных признаков рака и других изменений в протоке. Дуктография (ДГ) является золотым стандартом в выявлении внутрипротоковой патологии [48-53].
К методам верификации непальпируемых образований молочной железы относятся различные варианты биопсий без искусственного контрастирования. К ним относятся прицельная тонкоигольная аспирационная биопсия (ТАБ) непальпируемых образований, толстоигольная биопсия – трепан-биопсия на стереотаксических установках с точностью попадания до 1 мм с помощью системы пистолет-игла и вакуумная аспирационная биопсия, которые позволяют получать материал не только для цитологического, но и гистологического исследования, а также получать тканевые факторы прогноза до начала лечения – индекс плоидности, показатели клеточного цикла, уровни и соотношение пролиферации и апоптоза, рецепторы гормонов и прочее с целью определения фенотипа опухоли и выбора оптимальной комбинации лечебных мероприятий для благоприятного прогноза.
Вакуумная аспирационная биопсия является альтернативой секторальной резекции и позволяет в амбулаторных условиях удалять доброкачественные непальпируемые образования. Внутритканевая маркировка непальпируемых образований специальными мандренами в виде гарпуна обеспечивает точное удаление интересующего участка молочной железы и облегчает патоморфологу поиск непальпируемого участка ткани молочной железы. Последующая рентгенография удаленного сектора молочной железы подтверждает полноту хирургического вмешательства [1,44-47].
По результатам методов визуализации для получения клеточного материала из солидных образований малых размеров или аспирата кистозных полостей производят тонкоигольную аспирационную биопсию (ТАБ) под УЗ-наведением в режиме реального времени Содержимое из кистозных полостей аспирируют полностью. Пневмокистография и склерозирование кисты заменяют секторальную резекцию в большинстве случаев [1].
Но технология ТАБ не позволяет получить объемный клеточный материал из образования малых размеров и/или низкой плотности, поэтому при неоднозначном заключении цитологического исследования для уточнения диагноза путем гистологического исследования, а также для ИГХ-исследования применяют трепан-биопсию под контролем лучевых методов после предварительной местной инфильтрационной анестезии.
Для выполнения трепан-биопсии под рентгенологическим контролем используют аналоговый или цифровой рентгеновский маммографический аппарат со стереотаксической приставкой, набор биопсийных игл калибром 12G, 14G, 16G, биопсийный пистолет.
Для трепан-биопсии образований под УЗ-наведением в режиме реального времени используют УЗ-сканнеры, иглы и пистолет.
Вакуумную аспирационную биопсию (ВАБ) производят при помощи вакуумного биопсийного устройства под рентгенологическим контролем – на цифровом рентгеномаммографическом аппарате со стереотаксической приставкой или под УЗ-контролем в зависимости от визуализации объекта. По окончании биопсии в зону извлеченного биоптата устанавливают рентгеноконтрастный маркер-скобку.
Для внутритканевой предоперационной маркировки непальпируемых образований под рентгенологическим или сонографическим контролем используют локализационные иглы и аксессуары для предоперационной маркировки.
Наиболее эффективны эти методики при работе специально подготовленного мультимодального специалиста, владеющего широким спектром инвазивных и неизвазивных лучевых технологий, когда один и тот же врач проводит клинический осмотр, оценку рентгеномаммограмм, все виды УЗ-исследований, осуществляет необходимые инвазивные процедуры. Это исключает ограничения методов, сокращает время обследования и обеспечивает выдачу заключения в течение одного дня, повышает точность диагностики с 75 до 98%.
Эффективность инвазивных технологий зависит от множества причин, включающих не только высокую маммографическую плотность, но и локализацию образования, вариант проявления рака – в виде узла или кальцинатов, правильный выбор калибра иглы, метод визуализации –рентгенологический или УЗ, МРТ, и, конечно, опыт врача.
В среднем, чувствительность трепан-биопсии на рентгеновской стереоустановке при непальпируемом раке молочной железы (НРМЖ) в виде локального скопления микрокальцинатов составляет – 96,4%, 95% ДИ (90,0%-98,8%), специфичность – 100,0%, 95% ДИ (96,8% — 100,0%), точность – 98,5%, 95% ДИ (95,6% — 99,5%), PPV – 100,0, 95% ДИ (95,5%-100,0%), NPV – 97,5%, 95% ДИ (92,8%-99,1%) [79].
При трепан-биопсии под сонографическим контролем чувствительность составляет – 97,5%, 95% ДИ (87,1%-99,6%), специфичность – 100,0%, 95% ДИ (93,0%-100,0%), точность – 98,9%, 95% ИД (93,9%-99,8%), PPV — 100,0%, 95% ДИ (91,0%-100,0%), NPV – 98,0%, 95% ДИ (89,9%-99,7%) [79].
Лучевое обследование с применением инвазивных процедур повышает информативность комплексного обследования при НРМЖ и составляет: чувствительность – 96,8%, 95% ДИ (92,0%-98,4%), специфичность – 100%, 95% ДИ (97,7%-100,0%), точность – 98,6%, 95% ДИ (96,5%-99,5%), PPV – 100,0%, 95% ДИ (96,9%-100,0%), NPV – 97,7%, 95% ДИ (94,1%-99,1%) [79].
Патоморфологическое исследование включает цитологическое исследование выделений из соска, материала пунктата, отпечатков биоптата, гистологическое исследование, проводимое с целью определения особенностей тканевого субстрата, иммуногистохимическое исследование (ИГХ) при РМЖ оценивает биологическую характеристику опухоли и определяет тканевые факторы прогноза.
Полноценное получение тканевого материала в настоящее время играет особую роль, поскольку параллельно с цифровыми технологиями бурно развивается системная биология, благодаря которой последние научные разработки в области молекулярной генетики в корне изменили представления о механизме канцерогенеза, отчасти объясняющие сложности диагностики, связанные с многоликостью непальпируемого рака молочной железы, который, в свою очередь, определяется фенотипом опухоли.
В работе авторов Рожковой Н.И., Бурдиной И.И., Запировой С.Б., Лабазановой П.Г., Мазо М.Л., Микушина С.Ю., Прокопенко С.П., Якобс О.Э. (2020) [54], показано многообразие проявлений непальпируемого рака молочной железы, создающее сложности диагностики и выбора лечебной тактики. Авторами представлена многоликость проявлений непальпируемого рака молочной железы по результатам анализа комплексного клинико-рентгено-соно-патоморфологического и молекулярно-генетического обследования 1212 больных без клинических проявлений заболевания молочной железы, в том числе 708 больных непальпируемым раком разных молекулярных подтипов, проявляющимися многообразием вариантов — узловой формой роста (40,1%), скоплением микрокальцинатов (17,5%), участком локальной тяжистой перестройки структуры (31,2%), раком, сопровождающимся патологической секрецией (6,6%), рентгенонегативным раком (4,6%). При распределении по стадиям — 70,3% были T1N0M0, в 25% — TisN0M0 и микроинвазивный рак. Для дифференциальной диагностики использовались высокотехнологичные радиологические методики — 3D рентгенологический и ультразвуковой томосинтез, технологии интервенционной радиологии. Эффективная дооперационная диагностика позволяла осуществлять адекватное органосберегающее лечение, включая онкопластическую хирургию, высокомощностную лучевую терапию и современное таргетное лекарственное лечение, своевременную реабилитацию и профилактику.
В заключении авторы подтвердили многоликость проявлений непальпируемого рака молочной железы и показали необходимость знания его вариантов для применения эффективных инвазивных методов, способствующих определению фенотипа опухоли, влияющего на адекватный выбор своевременного органосберегающего лечения, сохраняющего пациенткам жизнь и ее качество [14, 54].
Подобные исследования невольно ставят вопрос — почему рак проявляется у разных людей по-разному? Почему формируются те или иные структуры, почему у разных индивидуумов формируются разные варианты опухолевого узла, а у других – микрокальцинаты в виде оксалатов кальция, характерных для доброкачественных заболеваний, или фосфатов кальция, характерных для злокачественных заболеваний, и что за этим стоит [55-59]?
На многие из этих вопросов может ответить «радиогеномика» — активно развивающееся научное мультидисциплинарное направление системной биологии, «компьютерное зрение», объединяющее возможности цифровой радиологии, лучевой диагностики и молекулярной генетики.
Технологии радиогеномики осуществляют интеллектуальный анализ множества параметров абсолютно индивидуальной генетической информации об опухоли или метастазе, визуальной и инвазивной информации, создающей модель интегративного портрета рака молочной железы для повышения точности диагностики, оценки степени риска, прогнозирования ответа на терапию и оптимизации интервалов мониторинга [60-62].
Радиогеномика по комплексу признаков медицинской визуализации и экспрессии генов, характерных для каждого фенотипа рака молочной железы, составляет радиогеномную карту, где с большой долей вероятности по визуальным признакам различных цифровых лучевых методов можно предположить фенотип опухоли [63-64].
Целью радиогеномики является разработка визуальных биомаркеров, включающих как фенотипические, так и генотипические параметры, которые могут предсказывать риск и результаты лечения пациентов и тем самым лучше стратифицировать пациентов для более адекватной терапевтической помощи [63,65].
Первая статья опубликована японскими авторами в 2012 году (66). Yamamoto S, Maki DD, Korn RL, Kuo MD. Впервые в рамках пилотного многоцентрового проекта по онкологии в 2012г. Yamamoto S, Maki DD, Korn RL, Kuo MD (126) провели радиогеномный анализ у 10 больных раком молочной железы, которым проведена предоперационная МР DCE визуализация, и продемонстрировали жизнеспособность подхода радиогеномики для корреляции экспрессии генов с фенотипами изображений. Используя высокоуровневый анализ, авторы установили связь признаков визуализации и экспрессии генов, где показано, что 21 из 26 предварительно выбранных признаков визуализации достоверно коррелировали в 71% из 52 231 высоко вариабельных экспрессируемых генов. (129,130). При анализе корреляции МРТ визуальных признаков рака молочной железы и прогностических молекулярных показателей 12 МРТ–специфических черт рака достоверно коррелировали (ложное обнаружение норма <0.25) с прогностическими молекулярными показателями.
Позже рядом исследователей (более 180 публикаций) на основе разработанной радиогеномной карты, связывающей разные признаки медицинской визуализации РМЖ — размеры опухоли, форма, очертания и пр. с экспрессией генов, отражающих молекулярные подтипы — люминального А, B, HER2+ и -, TN рака, а также показатели рецидива РМЖ, в 71% случаев показана достоверная их корреляция [67-68].
Эти исследования будут продолжены при повышении информативности радиологических технологий. Их цель — понимание механизмов формирования тех или иных визуальных структур, выяснение причин формирования разных проявлений рака — тяжистая перестройка структуры, опухолевый узел, кальцинаты — у разных индивидуумов. Автоматизированная обработка как можно большего числа признаков приблизит к пониманию процесса, который отражается на мониторе. И благодаря полученным данным и технологиям интервенционной радиологии, мы уже на этапе диагностики сможем предсказать степень риска рецидива и степень агрессивности опухоли, провести необходимое более полное обследование на долечебном этапе. Только глубокие знания дают понимание механизмов развития злокачественных новообразований, а зная цепочку канцерогенеза, можно прервать ее и предотвратить развитие рака.
Последние данные о возможности различия фенотипов первичного очага в молочной железе и вторичного метастаза в аксиллярной области изменили привычный стереотип выполнения ТАБ для получения клеточного материала из метастаза на необходимость выполнять толстоигольную биопсию с целью изучения тканевого материла, проведения ИГХ или ОТ- ПЦР исследования для уточнения фенотипа. Выявление более злокачественного фенотипа меняет выбор лечебной тактики на более агрессивную, что в корне меняет показатели прогноза выживаемости [61,62].
Современные возможности алгоритмов компьютерного зрения и автоматизированные подходы для извлечения данных визуализации из комплекса различных лучевых методов диагностики, их интеллектуального анализа помогают оценить множество качественных и количественных особенностей, которые находятся за пределами человеческого восприятия и позволяют увеличить пропускную способность больших объемов данных изображений. Однако на сегодняшний день результаты этих алгоритмов компьютерного зрения еще несовершенны, недостаточно воспроизводимы из-за отсутствия единого унифицированного протокола изображения и стандартизации критериев полученной информации [69-74], ограниченности генетических исследований из-за их дороговизны [75].
До сих пор большинство доступных исследований в области радиогеномики являются ретроспективными и включают небольшие группы пациентов (<100), и поэтому выводы, которые сделаны, ограничены [76].
В этой связи более крупные проспективные исследования оправданы для оценки эффективности реализации этих возможностей в клинической практике. И этим занимаются Центр развития трансляционной науки при Национальных институтах здравоохранения (NIH, 2011) и программа стратифицированной медицины Cancer Research UK (Cancer Research UK, 2013), российские исследователи, которые вносят серьезный вклад в развитие биологических системы «omics» [77].
Таким образом, цифровые неинвазивные и инвазивные лучевые технологии, междисциплинарная интеграция привели к возможности решать вопросы более тонкой диагностики по результату комплексной медицинской визуализации и генетических исследований.
Однако, несмотря на бесспорные преимущества, темпы внедрения цифровых технологий и интервенционной радиологии невысокие в связи с тем, что ею занимаются врачи различных специальностей – рентгенологи, хирурги, гинекологи, онкологи, специалисты по УЗ диагностике, не имеющие соответствующей подготовки, в помещениях, не соответствующих санитарным нормам и нормам радиационной безопасности. Эта многопрофильность затрудняет анализ дел на местах, поскольку существуют разные формы отчетности и разные ведомства, которым подчиняются разные специалисты.
Кроме того, технологии интервенционной радиологии довольно сложные и трудоемкие, требуют приобретения специальных практических навыков, что ставит вопрос о необходимости знаний в области лучевой диагностики и хирургии.
Также сдерживает внедрение, порой, неосведомленность врачей о преимуществах и перспективах развития этих новейших направлений, слабая материально-техническая база, разный уровень развития здравоохранения в отдаленных регионах России, отсутствие нормативных документов, регламентирующих ее деятельность, осуществляющих анализ состояния службы.
Несомненные преимущества и новые возможности требуют особого уровня организации рабочих мест, функционирования кабинетов, подготовки мультимодального специалиста – лучевого диагноста – радиолога-диагноста и интервенционного радиолога, владеющего широким спектром методов лучевой диагностики, включая проведение инвазивных вмешательств, что обеспечивает максимальный лечебно-диагностический и экономический эффект.
Многообразие бурно развивающихся новых технологий, включающих цифровые и информационные системы, заставляет постоянно перестраивать и корректировать систему непрерывного образования и подготовки кадров, создавать новые программы обучения на основе междисиплинарной интеграции, проводить школы для специалистов разного профиля с целью исключения разобщенности между ними, приобретения знаний и практических навыков не только в своей узкой области, но и смежных областях. В помощь практикующим специалистам и в целях обучения разрабатываются и внедряются современные информационные системы с технологиями искусственного интеллекта, основанные на сверточных нейросетях, облегчающие работу врача и процессы обучения, позволяющие осуществлять дистанционное консультирование, уточняя «вторым мнением» диагноз, сокращающие диагностический маршрут для своевременного лечения [78].
Таким образом, несмотря на объективные трудности, благодаря бурному развитию цифровых технологий совершенствуются методы интервенционной радиологии в маммологии. Решение большинства вопросов должно исходить из тенденций современного развития цифрового мира молочной железы, в которой заложена принципиально новая методология, основанная на необходимости разумной кооперации со смежными дисциплинами, в том числе и при подготовке мультимодальных врачей нового типа. Появившиеся новые возможности по оптимизации онкомаммоскрининга позволяют ставить вопрос о патогенетической профилактике заболеваний молочной железы, что определит более высокий уровень качества жизни женщины.
Для цитирования: Рожкова Н. И., Бурдина И. И., Запирова С. Б., Каприн А. Д.,
Мазо М. Л., Микушин С. Ю., Прокопенко С. П., Якобс О. Э. Возможности и пробле-
мы цифрового мира мультимодальной интервенционной радиологии молочной
железы (обзор). Медицинский алфавит. 2022; (31): 15–22. https://doi.org/10.3366
7/2078‑5631‑2022‑31‑15‑22.
For citation: Rozhkova N. I., Burdina I. I., Zapirova S. B., Kaprin A. D., Mazo M. L., Mikushin
S. Yu., Prokopenko S. P. Opportunities and challenges of digital world of multimodal
interventional breast radiology (review). Medical alphabet. 2022; (31):15–22. https://doi.
org/10.33667/2078‑5631‑2022‑31‑15‑22.
Статья поступила: 18.09.22
Получена после рецензирования: 07.11.22
Принята в печать: 11.11.22
Статья из журнала «Медицинский алфавит» серия «Диагностика и онкотерапия» (4), 2022