Волюметрия печени стала важным инструментом в современной гепатобилиарной хирургии, которая необходима всем пациентам с планируемой обширной резекцией печени, эмболизацией воротной вены и двухэтапной резекцией печени (ALPPS).
Резекция печени по-прежнему остается единственным радикальным методом лечения пациентов с первичным и метастатическим опухолевым поражением печени, позволяющая достичь наилучших отдаленных результатов, однако ее выполнение затруднено из-за высокого риска возникновения послеоперационной печеночной недостаточности (ППН). ППН развивается в результате недостаточного объема и/или функционального резерва остаточного объема печени и является самым грозным осложнением в хирургии печени, приводящим к высокой летальности, показатели которой составляют от 1,2 до 32% [1—4].
Ошибочная оценка объема и функции будущего остатка печени может привести к неадекватному выбору лечебной стратегии (например, отказ от выполнения резекции) или превышению объема хирургического лечения. При отборе пациентов, которым показано хирургическое вмешательство на печени, требуется детальная предоперационная диагностика для обеспечения адекватного остаточного объема паренхимы печени и снижения риска возникновения ППН.
Золотым стандартом оценки объема печени в рутинной практике является КТ-волюметрия, которая характеризуется высокой доступностью, коротким временем сбора данных и возможностью оценки вариантной анатомии сосудов печени [5—7]. Для предотвращения развития ППН общепринятые пороговые значения остаточного объема печени составляют не менее 25% для пациентов с нормальной функцией печени, 30% для получавших химиотерапию в течение 12 мес и не менее 40% для пациентов с циррозом печени [8, 9].
Менее распространенным методом расчета объема печени является МРТ с внеклеточным контрастным средством (КС), информативность которой, согласно опубликованным за последние 10 лет исследованиям, сопоставима с результатами КТ-волюметрии [10—14]. Однако на электронных платформах PubMed, e-Library, Medscape найдены единичные публикации, посвященные волюметрии печени с применением МРТ с гепатотропным контрастным средством (ГКС) в гепатоспецифическую фазу (ГСФ), в то время как данный метод является ведущим в оценке опухолевой патологии печени и обладает рядом преимуществ в сопоставлении с внеклеточным КС [15, 16].
МРТ с ГКС обладает высокими показателями информативности в выявлении и дифференциальной диагностике очаговых поражений печени и оценке билиарной анатомии и в отличие от КТ характеризуется отсутствием ионизирующего излучения [17].
Помимо высокой разрешающей способности МРТ с ГКС преимуществом метода является минимизация риска нефротоксичности КС по сравнению с йодсодержащими КС [17]. КС на основе гадолиния этоксибензила диэтилентриамина пентауксусной кислоты (Gd-EOB-DTPA; также называемая гадоксетиновая кислота, гадоксетат динатрия) является высокорастворимым в воде парамагнитным контрастным веществом, в котором липофильная группа EOB присоединена к гадолиниевому (Gd) —DTPA. Из-за присутствия липофильной группы EOB, Gd-EOB-DTPA активно транспортируется из синусоидального пространства в гепатоциты через полипептиды, транспортирующие органические анионы (OATP) [18]. В течение 10—20 мин после введения контрастного средства нормальные печеночные паренхиматозные клетки достигают максимального усиления. За счет этого механизма действия увеличивается контрастность между неизмененной и пораженной паренхимой печени и сосудистыми структурами по сравнению с обычными контрастными агентами и другими методами визуализации [19—21].
Поскольку степень контрастного усиления печени при КТ с йодсодержащим КС и МРТ с внеклеточным КС сходна с контрастированием близлежащих органов, это приводит к ложным включениям таких анатомических структур, как мышцы, диафрагма, селезенка, желудок и т.д., в автоматически сегментированные результаты. В таких случаях применяется ручное редактирование границ печени, требующее дополнительных временных затрат. Высокая интенсивность паренхимы печени в ГСФ по сравнению с соседними структурами обеспечивает более четкую визуализацию контуров, что позволяет получать точные результаты сегментации.
Другими факторами, влияющими на точность сегментации печени, являются артефакты движения и пульсации, визуализирующиеся при МРТ преимущественно в артериальную и венозную фазы сканирования. В ГСФ данные артефакты встречаются крайне редко, что позволяет корректно определить границы паренхимы печени и тем самым повысить достоверность расчетов остаточного объема печени.
МРТ с ГКС обладает потенциалом в планировании хирургического лечения у пациентов с опухолевой патологией печени, но не применяется для проведения волюметрии в клинической практике и требует дальнейшего изучения.
Цель настоящего исследования — изучение возможностей предоперационной МР-волюметрии с использованием ГКС в сравнении с КТ-волюметрией у пациентов с первичным и вторичным опухолевым поражением печени.
Материал и методы
В исследование включено 46 пациентов со злокачественными новообразованиями (ЗНО) печени в возрасте от 23 до 84 лет (средний возраст 60,7±12,3 года), проходивших обследование и лечение в клиниках МНИОИ им. П.А. Герцена и МРНЦ им. А.Ф. Цыба — филиалах ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России. Критериями включения являлись наличие гистологически верифицированных ЗНО печени и планируемое лечение в объеме обширной резекции печени, критериями исключения — общие противопоказания к МРТ (клаустрофобия, наличие кардиостимулятора, ферромагнитных имплантов и др.), беременность, возраст младше 18 лет.
Всем пациентам на дооперационном этапе была выполнена МРТ с ГКС на томографах Toshiba Vantage titan 1,5 Т, GE Signa Voyager 1,5 Т и КТ с контрастным усилением на 64-срезовом томографе GE Optima CT660. Стандартную дозу ГКС (0,025 ммоль/кг; Primovist, Bayer) вводили внутривенно со скоростью 1 мл/с, с последующим введением 20 мл физиологического раствора с той же скоростью. Протокол сканирования включал серии динамического контрастного усиления, выполненные с применением трехмерных последовательностей T1-ВИ (Fatsat/Dixon) с задержкой дыхания или на свободном дыхании до и через 20 мин после инъекции КС, толщина среза 4 мм. Подготовка системы и пациента к исследованию была аналогична таковой при проведении рутинной МРТ печени с внутривенным введением ГКС.
Оценка остаточного объема печени
Планируемый остаточный объем печени у всех пациентов рассчитывали на основании КТ с мультифазным контрастированием и МРТ с ГКС на рабочей станции Myrian 64 1.18.0 компании Intrasense с применением специализированного программного обеспечения XP-Liver (рис. 1).
Рис. 1. КТ-изображения органов брюшной полости в аксиальной проекции с опухолью печени (а), 3D-реконструкция печени на инициальном этапе расчета объема печени в приложении Myrian (б).
Постпроцессинговая обработка изображений и количественный расчет анализируемых данных выполнялись в несколько этапов.
На первом этапе загружались изображения пациента в указанный программный пакет, определялись и настраивались целевые области интереса 3D.
На втором этапе послойно в ГСФ при МРТ и КТ в венозную фазу проводилось обозначение границ паренхимы печени и опухолевого поражения с дальнейшей ручной корректировкой контуров и автоматической математической суммацией паренхимы по алгоритмам усредненных показателей плотности (рис. 2).
Рис. 2. МР-томограммы пациента с холангиоцеллюлярным раком печени.
Постконтрастные Т1-ВИ с жироподавлением в аксиальной плоскости в ГСФ, иллюстрирующие выделение опухолевого образования левой доли печени (границы оконтурены желтой линией) при расчете объема опухоли (опухоль выделена фиолетовым цветом) и неизмененной паренхимы печени (обозначена розовым цветом).
На третьем этапе из общего объема печени исключались опухолевые образования, крупные сосуды, такие как нижняя полая и воротная вены. Полученный многослойный массив паренхимы печени разделялся по линии предполагаемой резекции с отграничением FRL-V и части печени, подлежащей удалению (рис. 3).
Рис. 3. МР-томограммы (а) и 3D-модель (б) у пациента холангиоцеллюлярным раком печени.
Постконтрастные Т1-ВИ с жироподавлением в аксиальной плоскости в ГСФ, иллюстрирующие процесс виртуального разделения паренхимы печени по линии предполагаемой резекции (обозначена красной стрелкой) с отграничением и расчетом FRL-V (зеленый цвет) и части печени с опухолевым образованием (выделена фиолетовым цветом), подлежащие удалению.
На четвертом этапе по результатам постпроцессинговой обработки выполнялось цветовое картирование областей интереса с возможностью построения трехмерной модели печени и получением цифровых показателей объемов различных сегментов/секторов/долей печени.
Для достоверного анализа расчетов объема печени МР-волюметрия проводилась двумя независимыми врачами-рентгенологами с последующим сопоставлением результатов с применением критерия суммы рангов Уилкоксона, а также коэффициента корреляции Пирсона.
Выполнялась оценка возможных различий между результатами исследователей с использованием статистического анализа расхождений и диаграммы Бланта—Альтмана.
Результаты
Планируемые остаточные объемы печени рассчитывали с помощью КТ с мультифазовым контрастированием и МРТ с ГКС. Время, затраченное на постпроцессинговую обработку при МРТ составило от 10 до 15 мин (среднее значение 12 мин), при КТ — от 40 до 60 мин (в среднем 43 мин).
В исследовании были произведены расчеты показателей общего, остаточного объема печени и процента от общего объема печени при КТ и МРТ (табл. 1).
Таблица 1. Показатели КТ- и МР-волюметрии печени у пациентов с опухолевым поражением, n=46
| Показатель | Общий объем печени, см3 | Остаточный объем печени, см3 | % от общего объема печени | |||
| Метод | КТ | МРТ | КТ | МРТ | КТ | МРТ |
| Среднее | 1349,96 | 1270,11 | 619,20 | 577,22 | 46,13 | 44,05 |
| Медиана | 1317,50 | 1256,50 | 541,50 | 488,50 | 41,75 | 40,50 |
| Минимум | 604 | 552 | 213 | 181 | 17 | 0,75 |
| Максимум | 2158 | 1997 | 1345 | 1349 | 85 | 82 |
| 25-й процентиль | 1136 | 1009 | 441 | 401 | 31 | 30 |
| 75-й процентиль | 1467 | 1398 | 722 | 660 | 65 | 62 |
| Стандартное отклонение | 304,30 | 311,13 | 293,77 | 284,66 | 19,48 | 20,22 |
Примечание. Здесь и в табл. 3 и 4: n — число больных.
При попарном сопоставлении количественных показателей объемов печени между анализируемыми группами с применением критерия Манна—Уитни (табл. 2) статистически значимой разницы выявлено не было.
Таблица 2. Сравнение показателей объемов печени с использованием критерия Манна—Уитни
| Показатель | Общий объем печени | Остаточный объем печени | % от общего объема печени | |||
| Метод | КТ | МРТ | КТ | МРТ | КТ | МРТ |
| Межгрупповые различия (U-критерий Манна—Уитни) | 0,147463 | 0,401212 | 0,644995 | |||
По результатам анализа статистически значимой разницы в количественных значениях остаточного объема печени, рассчитанного с помощью КТ- и МР-волюметрии, выявлено не было (p>0,05) (рис. 4). Для показателей остаточного объема печени (p>0,05) и процента от общего объема печени (p>0,05) полученные значения статистически также не отличались.
Рис. 4. Диаграммы размаха и рассеивания для КТ- и МР-волюметрии остаточного объема печени.
При сопоставлении расчетов объема печени с помощью МРТ-волюметрии, выполненной двумя независимыми врачами-рентгенологами, полученные значения считались статистически незначимыми (p<0,05) (табл. 3).
Таблица 3. Показатели МР-волюметрии печени, рассчитанные двумя исследователями, n=46
| Показатель | МР общий | МР остаточный | МР % | |||
| Рентгенолог | 1-й | 2-й | 1-й | 2-й | 1-й | 2-й |
| Среднее | 1270,11 | 1280,52 | 577,22 | 577,11 | 44,05 | 43,76 |
| Медиана | 1256,50 | 1293,50 | 488,50 | 500,00 | 40,50 | 40,00 |
| Минимум | 552 | 502 | 181 | 189 | 0,75 | 0,76 |
| Максимум | 1997 | 2290 | 1349 | 1264 | 82 | 83 |
| 25-й процентиль | 1009 | 1070 | 401 | 391 | 30 | 31 |
| 75-й процентиль | 1398 | 1390 | 660 | 668 | 62 | 62 |
| Стандартное отклонение | 311,13 | 327,89 | 284,66 | 280,05 | 20,22 | 20,06 |
| Критерий суммы рангов Уилкоксона (уровень значимости p<0,05) | 0,8105 | 0,2257 | 0,3779 | |||
| Коэффициент корреляции Пирсона | 0,9757 | 0,9808 | 0,9948 | |||
По результатам проведенного анализа МРТ статистически значимых различий для показателей общего, остаточного объемов и процента от общего объема печени между двумя исследователями получено не было (критерий Уилкоксона, p>0,05), коэффициент корреляции Пирсона был выше 0,95 для всех показателей.
Рассчитанные параметры расхождений показателей у разных исследователей приведены в табл. 4. Из анализа расхождений МР-показателей между исследователями было получено, что для общего объема печени смещение составляло (смещение ± СД) 10,41±72,45, для остаточного объема — –0,11±55,50, для процента остаточного объема — –0,27±2,00.
Таблица 4. Параметры расхождений показателей у разных исследователей, n=46
| Показатель | МР общий | МР остаточный | МР% |
| Смещение | 10,41 | –0,11 | –0,27 |
| –95% ДИ | –11,10 | –16,59 | –0,87 |
| 95%ДИ | 31,93 | 16,37 | 0,32 |
| Стандартное отклонение | 72,45 | 55,50 | 2,00 |
| Стандартная ошибка среднего | 10,68 | 8,18 | 0,29 |
| Нижний предел согласия | –131,59 | –108,88 | –4,19 |
| Верхний предел согласия | 152,41 | 108,67 | 3,65 |
Обсуждение
У больных с первичными и метастатическими ЗНО печени методы лучевой диагностики (КТ, МРТ) позволяют достоверно оценить не только общий и остаточный объемы паренхимы печени, но и объемы каждого сегмента в отдельности, объем опухолевой ткани, минимизируя риски возникновения ППН.
Несмотря на новые программные решения, сегментация объема печени по-прежнему является трудоемкой процедурой, ассоциирована с большими временными затратами для определения контуров органа опытным врачом. Благодаря высокой интенсивности сигнала паренхимы печени при МРТ с ГКС сегментация объема печени может быть улучшена. В статье представлен собственный опыт применения МРТ с ГКС для оценки остаточного объема печени у пациентов с опухолевым поражением в рамках планирования хирургического лечения.
Ошибка сегментации при КТ и МРТ может возникать в областях неоднородной плотности и на низкоконтрастных границах печени. За счет максимального контрастного усиления паренхимы печени в ГСФ исследования представленный метод существенно облегчает работу рентгенолога, значительно сократив время постпроцессинговой обработки. Недостатком исследования является отсутствие в обследуемой группе пациентов с жировым гепатозом и циррозом печени, у которых интенсивность МР-сигнала паренхимы снижена в ГСФ.
Для клинического применения измерения объема печени важны точность и скорость. Наше исследование по сравнению возможностей КТ и МРТ с ГКС в определении остаточного объема печени не выявило статистически значимой разницы, следовательно, свидетельствует о равноценных возможностях двух методов.
Заключение
Применение МРТ с ГКС позволяет не только с высокой точностью оценить опухолевую патологию печени, но и выполнить волюметрию в рамках единого исследования, тем самым сократив излишнюю лучевую нагрузку на пациента и сэкономив ресурсы в клинической практике, минуя проведение дополнительной КТ-волюметрии. Таким образом, метод может использоваться в повседневной клинической практике как надежный, простой и быстрый способ для измерения объема печени у пациентов при планировании хирургического лечения опухолей печени.
Участие авторов:
Концепция и дизайн исследования — Н.А. Рубцова, М.К. Мнацаканян
Сбор и обработка материала — М.К. Мнацаканян
Статистическая обработка — Д.О. Кабанов
Написание текста — М.К. Мнацаканян, Д.Х. Хамидов
Редактирование — Н.А. Рубцова, М.К. Мнацаканян
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.