Результат интеллектуальной деятельности: Способ диагностики клинически значимого рака предстательной железы

Изобретение относится к медицине, в частности к онкологии и урологии, и может быть использовано при диагностике клинически значимого рака предстательной железы.

Проблема рака предстательной железы приобрела на сегодняшний день особую актуальность вследствие неуклонного роста заболеваемости и смертности, в мире рак предстательной железы (РПЖ) занимает 2 место в структуре заболеваемости злокачественными новообразованиями, в 2012 году оценивается в 1,1 миллиона диагнозов во всем мире, что составляет 15% от всех выявленных онкологических заболеваний (см. Int J Cancer. 2015 Mar 1;136(5): E359-86. doi: 10.1002/ijc.29210. Epub 2014 Oct 9.). Если по стадиям распределить больных РПЖ, выявленных в 2010 г., то на долю локализованного РПЖ (I-II ст.) придется 44,8%, местно распространенного РПЖ (III ст.) - 34,9%, метастатического РПЖ (IV ст.) - 18,5%. (см. В.И. Чиссов, И.Г. Русаков, 2012 г. Национальное руководство. Онкоурология). Именно поэтому диагностика клинически значимого рака предстательной железы у пациентов со значениями простатоспецифического антигена (ПСА) в плазме крови от 0 до 10,0 нг/мл и наличием симптомов нижних мочевых путей является приоритетным направлением в современной онкологии и урологии.

Известен способ диагностики рака предстательной железы при помощи трансректального ультразвукового исследования, заключающийся в выявлении гипоэхогенных участков в паренхиме предстательной железы (см. Dahnert W.F., Hamper U.M., Walsh Р.С., Eggleston J.C., Sanders R.C. Prostatic evaluation by transrectal sonography with histopathologic correlation: The echogenic appearance of early carcinoma. Radiology 1986; см. 158:91-95, Waterhouse R.L., Resnick MI. Applications of prostate ultrasonography. Aust. N.Z.J. Surg. 1991. - May; 61 (5): 332-339).

Недостатки данного метода связаны с изоэхогенностью до 30% опухолевых очагов, трудностью диагностики рака в транзиторной и центральной зонах, а также с недостаточной специфичностью исследования в режиме «серой шкалы» в отношении очаговых изменений паренхимы предстательной железы.

Известен способ стандартной биопсии предстательной железы, состоящий в систематическом проведении пункционных вколов из 10-12 точек (см. Presti J.C. prostate biopsy: how many cores are enough? UrolOncol 2003; 21 (2): 135-40. PMID: 128566642).

Недостатком данного метода является низкая частота выявления РПЖ (от 31 до 42%) и чрезмерно высокое число ложноотрицательных результатов.

Известен способ сатурационной биопсии предстательной железы, состоящий в последовательном проведении пункционных вколов из 18-24 точек (см. Brausi М.А., Castagetti G., Giliberto G.L. et. al. Saturation vx. extended technique (10 cores) as an initial prostate biopsy strategy: results of a prospective randomized comparative study // Eur. Urol. - 2008/ - N7 (3) - Suppl. 273; см. Ploussard, G. Nicolaiew, N. Marchand C. et al. Prospective evaluation of an extended 21-core biopsy scheme as initial prostate cancer diagnostic strategy. Eur. Urol. 2014; 65 1): 154-61. DOI:10.2016/j.eururo.2012.05.049. PMID: 22698576).

Использование данной методики существенно не улучшило обнаружение клинически значимого рака.

Известен способ Fusion-УЗИ биопсии предстательной железы, состоящий из совмещения данных МРТ и УЗИ и последующего проведения пункционных вколов (см. Sunao Shoji (2016). Transperineal Targeted Biopsy with Real-Time Fusion Image of Multiparametric Magnetic Resonance Image and Transrectal Ultrasound Image for the Diagnosis of Prostate Cancer, Prostate Cancer - Leading-edge Diagnostic Procedures and Treatments, Prof. Ravinder Mohan (Ed.), InTech, DOI: 10.5772/64603).

Использование данной методики возможно только при наличии дорогостоящего оборудования для совмещения изображения МРТ и УЗИ.

Полученные Fusion изображения не отражают отношения предполагаемой опухоли к мочеиспускательному каналу, стенкам и различным отделам предстательной железы, семенным пузырькам, не показывают реального объема поражения (глубины инвазии).

После публикации результатов исследований ProtecT и PIVOT (см. Lane J.A., Hamdy F.C., Martin R.M., Turner E.L., Neal D.E., Donovan J.L. Latest results from the UK trials evaluating prostate cancer screening and treatment: the CAP and ProtecT studies. Eur J Cancer. 2010 Nov; 46(17):3095-101. doi: 10.1016/i.ejca.2010.09.016.,The Prostate Cancer Intervention Versus Observation TrialJ Clin Med Res. 2013 Aug; 5(4): 266-268. Published online 2013 Jim 21. doi: 10.4021/jocmr1395w) особую актуальность приобрело улучшение выявления именно клинически значимого РПЖ, а также ограниченной информативности изучения уровня ПСА, показатели которого не всегда отражают степень распространения опухолевого процесса.

В 2015 г. американская урологическая ассоциация опубликовала результаты многолетних рандомизированных исследований и предложила концепцию клинически значимого рака предстательной железы, обязательно требующего применения радикальных методов лечения. Клинически значимый рак предстательной железы включает следующие критерии: сумма баллов Глисон ≥ 7 (включая, 3+4), объем опухоли более 0,5 см³; экстрапростатическая инвазия; инфильтрация семенных пузырьков.

В основу изобретения положена задача создания способа выбора отделов предстательной железы для пункции при диагностике клинически значимого рака предстательной железы с повышенной точностью диагностики при одновременном снижении числа инвазивных вмешательств (прежде всего, повторных биопсий).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение диагностики клинически значимого рака предстательной железы.

Технический результат достигается тем, что пациенту перед биопсией предстательной железы выполняют магнитно-резонансную томографию органов малого таза, которую дополняют трехмерной импульсной последовательностью - 3D-Cube, полученные MP-данные обрабатывают на рабочей станции GEAW 4.7 VolumeShare7 в программах reformat и readyview, послойно выделяют предстательную железу, уретру, семенные пузырьки и очаги, подозрительные на наличие клинически значимого рака, каждый из которых выделяют в отдельную фигуру и сохраняют, как 3D-модель в формате STL, далее полученные модели в реальном объеме объединяют на персональном компьютере в программе Meshlab 2016 в единую 3D-модель, в окончательной 3D-модели предстательную железу маркируют прозрачной, мочеиспускательный канал и семенные пузырьки - белым цветом, очаги в зависимости от баллов по PiRads v2.0 маркируют следующим образом: 3 балла - зеленого цвета, 4 балла - желтого и 5 баллов - красного цветов, данную модель сохраняют и используют как наглядное трехмерное изображение объема, размера и локализации очагов предстательной железы, измеряют расстояние от любого отдела - уретры, капсулы, верхушки, основания, переднего отдела предстательной железы до очага, на основе визуального анализа пространственной 3D-модели производят, кроме стандартной 12-точечной биопсии по 2 дополнительных вкола в каждый очаг предстательной железы, градуированный по шкале PiRads≥ 3.

Новизна изобретения заключается в том, что дополнительно к проведенной мультипараметрической магнитно-резонансной томографии (МРТ) простаты выполняют трехмерную импульсную последовательность - 3D-Cube, используют компьютерное моделирование, полученные МР-данные обрабатывают на рабочей станции GEAW 4.7 VolumeShare7, получаемую пространственную 3D-модель предстательной железы используют как наглядное трехмерное изображение объема, размера и локализации очага предстательной железы. На основе визуального анализа пространственной 3D-модели кроме стандартной 12-точечной биопсии производят по 2 дополнительных вкола в каждый очаг предстательной железы, подозрительный на наличие клинически значимого рака.

Способ осуществляется следующим образом.

Пациенту со значением простатоспецифического антигена в плазме крови от 0 до 10 нг/мл и наличием симптомов нижних мочевых путей проводят мультипараметрическую магнитно-резонансную томографию на аппарате GE Signa HDxt 1.5 Т с использованием многоканальной 8-элементной приемной катушки для «тела». Мультипараметрическая МРТ предстательной железы включает в себя получение Т2-взвешенных изображений (ВИ), диффузионно-взвешенных изображений с вычислением карты измеряемого коэффициента диффузии, трехмерной импульсной последовательности 3D-Cube и серии динамических Т1-ВИ с использованием внутривенного гадолинийсодержащего контрастного агента с временным разрешением < 9 сек. Протокол сканирования полностью соответствует требованиям к техническим параметрам, рекомендованным Европейским обществом урогенитальной радиологии (ESUR), главными из которых являются: соблюдение парной геометрии срезов, одинаковая толщина срезов и отсутствие расстояний между срезами. Характеристика и стратификация выявленных очагов оцениваются согласно системе отчетности PiRadsv2.0. Полученные MP-данные обрабатываются на рабочей станции GEAW 4.7 VolumeShare7 в программах reformat и readyview; послойно выделяются: предстательная железа, уретра, семенные пузырьки и очаги, подозрительные на наличие клинически значимого рака, каждый из которых выделяется в отдельную фигуру и сохраняется, как 3D-модель в формате STL. Полученные модели в реальном объеме далее объединяются на персональном компьютере в программе Meshlab 2016 в единую 3D-модель. В окончательной 3D-модели предстательная железа маркируется прозрачной, мочеиспускательный канал и семенные пузырьки имеют белый цвет, очаги в зависимости от баллов по PiRadsv2.0 маркируют следующим образом: 3 балла - зеленого цвета, 4 балла - желтого и 5 баллов - красного цветов. Данная модель сохраняется и может быть использована как наглядное трехмерное изображение, дающее полное представление об объеме, размерах и локализации очагов предстательной железы. В данной модели измеряют расстояние от любого отдела (уретры, капсулы, верхушки, основания, переднего отдела) предстательной железы до очага. При проведении стандартной 12-точечной биопсии предстательной железы под УЗИ-контролем на основе визуального анализа пространственной 3D-модели производится по 2 дополнительных вкола в каждый очаг предстательной железы, градуированный по шкале PiRads≥ 3.

Приводим примеры из клинической практики.

Пример №1. Больной В., 65 лет, госпитализирован в плановом порядке с подозрением на аденокарциному предстательной железы в связи с выявленным повышением уровня ПСА в плазме крови до 8,8 нг/мл. По данным трансректального УЗИ (ТРУЗИ) выявлена доброкачественная гиперплазия предстательной железы; PHI 25%. Пациенту проведена мультипараметрическая МРТ органов малого таза, по результатам которой обнаружен очаг, подозрительный на наличие клинически значимого рака предстательной железы, в периферической зоне на центральном уровне слева до 10 мм, с активным ранним накоплением контрастного препарата (PiRads 4). Исследование было дополнено импульсной последовательностью 3D-Cube, на основе которой в рабочей станции GEAW 4.7 Volume Share 7 в программах reformat и readyview были послойно выделены предстательная железа, уретра, семенные пузырьки и очаг, подозрительный на наличие клинически значимого рака. Каждую из зон выделили в отдельную фигуру и сохранили как 3D-модели в формате STL. Полученные модели объединили на персональном компьютере в программе Meshlab 2016 в единую 3D-модель. В окончательной 3D-модели простата была маркирована прозрачным, уретра и семенные пузырьки - белым, очаг - желтым цветами. Пространственная модель была изучена врачом урологом (планирующим выполнять биопсию предстательной железы), рассчитаны расстояния от основания простаты до очага. Была выполнена стандартная 12-точечная биопсия предстательной железы, дополненная 2 вколами под УЗИ-контролем на основе визуального анализа пространственной 3D-модели в очаг предстательной железы, градуированный по шкале PiRads=4. В результате при стандартной биопсии предстательной железы (12-ти точечной) выявлена аденоматозно-мышечная гиперплазия, PIN высокой и низкой степени; а в одном из двух биоптатах, полученных при дополнительных вколах, выявлена аденокарцинома, индекс Глисона 8 (3+5).

Пример №2. Больной Г., 58 лет, госпитализирован в плановом порядке с подозрением на аденокарциному предстательной железы в связи с выявленным повышением уровня ПСА в плазме крови до 7,6 нг/мл. По данным трансректального УЗИ (ТРУЗИ) выявлена доброкачественная гиперплазия предстательной железы; очаговое поражение левой доли с признаками локального усиления кровотока. Пациенту проведена мультипараметрическая МРТ, по результатам которой обнаружен очаг, подозрительный на наличие клинически значимого рака, в периферической зоне на базальном и центральном уровнях справа, размерами до 12x16 мм, с активным ранним накоплением контрастного препарата и инвазией сосудисто-нервного пучка (PiRads 5). Исследование было дополнено импульсной последовательностью 3D-Cube, на основе которой в рабочей станции GEAW 4.7 Volume Share 7 в программах reformat и readyview были послойно выделены предстательная железа, уретра, семенные пузырьки и очаг, подозрительный на наличие клинически значимого рака. Каждую из выделенных зон выделили в отдельную фигуру и сохранили как 3D-модель в формате STL. Полученные модели объединили на персональном компьютере в программе Meshlab 2016 в единую 3D-модель. В окончательной модели простата была маркирована прозрачным, уретра и семенные пузырьки белым, очаг красным цветами. Модель была изучена врачом урологом (планирующим выполнять биопсию предстательной железы), рассчитаны расстояния от основания простаты до очага. Была выполнена стандартная 12-ти точечная биопсия предстательной железы, дополненная 2 вколами под УЗИ-контролем на основе визуального анализа пространственной 3D-модели в очаг предстательной железы, градуированный по шкале PiRads=5. В результате в 4 биоптатах из 12 (при стандартной биопсии предстательной железы) выявлена аденокарцинома, индекс Глисона 7 (4+3), а в двух дополнительных биоптатах выявлена аденокарцинома, индекс Глисона 8 (3+5) с признаками периневральной инвазии.

Изобретение имеет изобретательский уровень, так как для специалиста оно явным образом не следует из уровня современных знаний в области онкологии. Заявляемый способ не очевиден, не известен в медицинской литературе и клинической практике ни в России, ни в СНГ, ни за рубежом.