ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования

Ежегодно в мире регистрируется более 600 тысяч случаев впервые выявленного колоректального рака (Чиссов В. И., Старинский В. Г., Петрова Г. В., 2013).

В настоящее время отмечается тенденция к росту заболеваемости колоректальным раком и в частности раком прямой кишки, при этом чаще это заболевание выявляется в экономически развитых государствах, где заболеваемость достигает 40 и 30 случаев на 100 000 мужского и женского населения соответственно (Абелевич А. И., 2004). Число умерших от рака прямой кишки в мире ежегодно составляет около 400 000 случаев (Давыдов М. И., Аксель Е. М., 2010; Siegel R., Naishadham D., Jemal A., 2012).

Наиболее часто рак прямой кишки выявляется у лиц старше 50 лет; в группах населения в возрасте после 75 лет заболеваемость постепенно снижается. По данным некоторых авторов, после 50 лет риск развития колоректального рака удваивается каждую последующую декаду жизни (Siegel R., Naishadham D., Jemal A., 2012).

Составляя до 1/3 от всех случаев колоректального рака, опухоли прямой кишки характеризуются неблагоприятным прогнозом по сравнению с другими отделами толстой кишки, как в аспекте формирования отдаленных метастазов, так и по частоте послеоперационных рецидивов (Harji D., Sagar P., 2012).

Несмотря на то, что рак прямой кишки относится к опухолям визуальной локализации, более 25% новообразований выявляются на поздней стадии, что определяет высокие показатели смертности (Яицкий Н. А., Нечай И. А., 2002). Детальное описание местной распространенности опухоли имеет не только диагностическое, но и важное прогностическое значение, поскольку целесообразность, объем и эффективность лечебных мероприятий зависят главным образом от стадии опухолевого заболевания (Сидоров Д.

Степень разработанности темы

Основными методами первичного выявления рака прямой кишки являются ректальное пальцевое исследование, ректо- и сигмоидоскопия с биопсией и гистологической верификацией, однако данные методики не позволяют оценить местную распространенность опухолевого процесса и состояние регионарных лимфатических узлов (Бутенко А. В., Разбирин В. Н., 2011; Bipat S., Glas A., Slors F. et al., 2004).

Рентгенологический метод в оценке местной распространенности рака прямой кишки практически не используется (Балясникова С. С., Дронова Е. Л., Лукьянченко А. Б., 2013; Kulinna C., Eibel R., Matzek W., 2004), что объясняется крайне низкой информативностью метода в аспекте визуализации мягкотканных структур (Рубцова Н. А., Пузаков К. Б., Сидоров Д. В. и соавт., 2012). Рентгенологические исследования с введением контрастного препарата per rectum также не находят широкого применения в стадировании опухолей прямой кишки (Гордеев С. С., Барсуков Ю. А., Тамразов Р. И., 2011; Beck D., 2011).

Трансабдоминальное ультразвуковое исследование (УЗИ) также не находит широкого применения в первичном стадировании и оценке эффективности лечения опухоли прямой кишки и анального канала ввиду низкого пространственного и контрастного разрешения ультразвуковых изображений в этой зоне (Carmody B. J., Otchy D. P., 2000; Торопов, В. Ю., 2004). Нередко в просвете прямой кишки во время обследования находится некоторое количество газа, которое также затрудняет ультразвуковую визуализацию.

В отличие от трансабдоминального, эндоректальное УЗИ (ЭРУЗИ) при стадировании опухолей прямой кишки является эффективным диагностическим методом, характеризующимся высокой (от 70 до 90%) диагностической точностью (Ефремова И. Ю., 2012, Торопов В. Ю., 2004). Однако ввиду небольшого поля обзора датчика применение метода ограничено дифференциальной диагностикой опухолей, расположенных в пределах кишечной стенки (Т1- и Т2-стадии) (Сажин В. П., Жаболенко В. П., Госткин П.

Рентгеновская компьютерная томография (КТ) в 80-90-х годах XX века получила широкое распространение в качестве метода, способного проводить местное стадирование опухоли, оценивать состояние регионарных лимфатических узлов и выявлять отдаленные метастазы (Kulinna C., Eibel R., Matzek W., 2004). В то же время, ввиду низкого контрастного разрешения метода, его диагностические возможности в оценке местной распространенности рака прямой кишки остаются средними и не достигают 80% (Kwok H., Bissett I. P., Hill G. I., 2000). В оценке распространения опухоли на потенциальный край резекции и рестадировании опухоли после химиолучевой терапии возможности метода оказались еще ниже, не превышая 66% (Vliegen R., Dresen R., Beets G., 2008).

С появлением в 1990-х годах магнитно-резонансных томографов с индукцией магнитного поля в 1,5 Тл стали очевидны преимущества этого метода над КТ в аспекте непосредственной визуализации опухоли и паратуморозных тканей (Mathur P., Smith J. J., Ramsey C., 2003). Тем не менее до сих пор среди авторов нет единого мнения по многим вопросам, касающимся методики проведения исследования и диагностических возможностей метода. Так, нерешенным остается вопрос о применении контрастного препарата в стадировании опухолей прямой кишки.

Также есть расхождения касательно методики подготовки и проведения исследования. В частности, имеются разногласия в вопросе необходимости освобождения кишки от каловых масс и контрастирования ее просвета перед исследованием. Целесообразность применения при МРТ таза эндоректальной радиочастотной катушки с целью стадирования опухолей прямой кишки и анального канала большинством авторов подвергается сомнению.

Вопрос о применении МР-диффузии находит разностороннее освещение в литературе. Отдельными исследователями были предприняты попытки изучить возможности анализа диффузионно-взвешенных изображений (ДВИ) и измеряемого коэффициента диффузии (ИКД) в прогнозировании ответа опухоли на неоадъювантную химиолучевую терапию (Sasaki T., Shinya S., Nakagawa Y. et al., 2007; Cai G., Xu Y., Zhu J. et al., 2013), в результате которых авторы приходят к возможности подобного прогнозирования, однако пороговый критерий значения ИКД в этих исследованиях существенно разнится. Помимо прогнозирования ответа на ХЛТ, не до конца исследованы возможности МР-диффузии в оценке степени ответа опухоли на неоадъювантное лечение.

Таким образом, на сегодняшний день в литературе нет единого мнения о методике выполнения МРТ таза при опухолях прямой кишки и анального канала, а сведения о диагностической ценности МРТ в стадировании и оценке эффективности лечения опухолей этой локализации также разнятся.

Цель исследования — повысить эффективность диагностики рака прямой кишки и анального канала в аспекте оценки локальной распространенности опухолей и оценки эффективности их лечения.

Задачи исследования:

1. Оптимизировать методику магнитно-резонансного исследования

больных раком прямой кишки и анального канала.

2. Обобщить и систематизировать магнитно-резонансную семиотику

рака прямой кишки и анального канала.

3. Определить диагностическую информативность магнитно

резонансной томографии в оценке локальной распространенности рака прямой кишки и анального канала.

4. Определить диагностическую информативность магнитно

резонансной томографии в оценке эффективности лечения рака прямой кишки после неоадъювантной химиолучевой терапии.

5. Определить диагностическую информативность магнитнорезонансной томографии в выявлении рецидивов опухолей прямой кишки после хирургического или комбинированного лечения.

Научная новизна исследования. На достаточном объеме клинического материала систематизирована МР-семиотика злокачественных опухолей прямой кишки и анального канала, установлено пограничное значение ИКД для дифференциальной диагностики злокачественных и доброкачественных опухолей прямой кишки.

По результатам статистического анализа установлена высокая диагностическая ценность МРТ в определении экстрамуральной инвазии опухоли и анального канала, выявлена значимость анализа ДВИ и ИКД для установления факта распространения опухоли за пределы кишечной стенки.

Установлена высокая точность МРТ в определении расстояния от края опухоли до мезоректальной фасции - отклонение от патоморфологических данных не превышает 2 мм.

Выявлена высокая точность МРТ в диагностике экстрамуральной инвазии опухолей прямой кишки - чувствительность составила 93,7%, специфичность 87,3%.

Рассчитан пороговый показатель ИКД опухолей 0,68х10^- мм /с,

превышение которого позволяет прогнозировать отсутствие ответа опухоли на химиолучевую терапию (ХЛТ).

Проанализированы паттерны изменений в опухоли и параректальной клетчатке, возникающие на фоне ХЛТ, и определена диагностическая ценность каждого из них.

Раздельно рассчитаны диагностические возможности МРТ и МРТ с анализом ДВИ в диагностике резидуального вовлечения мезоректальной фасции после ХЛТ, в результате чего показано увеличение чувствительности метода на 16% (до 92,3%), специфичности на 25% (до 75%) и точности на 19% (до 85,7%) при применении методики ДВИ. Установлены диагностические возможности МРТ в определении регресса стадии опухоли прямой кишки на фоне неоадъювантной ХЛТ, которые составили для опухолей ТЗ-стадии: чувствительность 84,6%, специфичность 86,4%, точность 85,7%, при этом вклад анализа ДВИ в эти показатели составил 4,6%, 10,4% и 8,6% соответственно.

Выявлены высокие диагностические возможности МРТ в выявлении рецидивов опухолей прямой кишки после оперативного лечения, в т.ч. установлен существенный вклад анализа ДВИ в дифференциальную диагностику рецидивной опухоли и доброкачественных послеоперационных изменений.

Теоретическая и практическая значимость. Количественный анализ измеряемого коэффициента диффузии опухолевой ткани позволяет с большой степенью достоверности высказываться о ее доброкачественном или злокачественном характере и таким образом облегчает дифференциальную диагностику эпителиальных новообразований прямой кишки.

Проанализированная диагностическая ценность различных видов изменений параректальной клетчатки на Т2-взвешенных изображений (Т2-ВИ) и ДВИ позволяет точнее проводить дифференциальную диагностику злокачественных и доброкачественных изменений и снизить частоту диагностических ошибок при первичном стадировании опухолей прямой кишки.

Сведения о диагностической ценности различных видов изменений, возникающих в параректальных тканях после неоадъювантной химиолучевой терапии, позволяют снизить субъективность при повторном стадировании опухоли и более точно формулировать показания к разным видам оперативного лечения.

Анализ ДВИ и ИКД позволяет существенно снизить субъективность в оценке традиционных Т1 - и Т2-ВИ, тем самым повысить точность оценки ответа опухоли на неоадъювантное лечение, а также увеличить вероятность выявления рецидивов опухолей прямой кишки после оперативного лечения.

Методология и методы исследования. Диссертационное исследование выполнялось в несколько этапов. На первом этапе изучалась отечественная и зарубежная литература, посвященная данной проблеме. Всего проанализировано 194 источника, из них отечественных - 37, зарубежных - 157.

На втором этапе научной работы были обследованы 325 пациентов с опухолями прямой кишки и анального канала на этапе первичного стадирования, на разных этапах лечения и после лечения при подозрении на рецидив, а также проанализированы результаты МРТ 134 пациентов без патологии прямой кишки, проходивших обследование по поводу заболеваний других тазовых органов.

На третьем этапе диссертационного исследования был произведен комплексный статистический анализ МР-семиотики злокачественных опухолей, а также возможностей МРТ в оценке местной распространенности опухолей прямой кишки и анального канала на разных этапах лечения.

Клиническая характеристика пациентов. Всего было обследовано 325 пациентов с опухолями прямой кишки и анального канала. Подтверждение злокачественной природы и стадии местной распространенности опухоли было основано на данных патоморфологических исследований, клинико-лучевых симптомах и совокупности данных анамнеза, инструментальных и лабораторных тестов, а также динамического наблюдения пациентов. Дополнительно проанализированы данные МРТ 134 пациентов без патологии прямой кишки, проходивших обследование по поводу заболеваний других тазовых органов.

МРТ таза выполняли в СПб ГБУЗ «Городская больница №40» в период с 2009 по 2013 год. Среди обследованных пациентов с доброкачественных опухолями (n=28) преобладали мужчины (71,4%), средний возраст в группе составил 46,1 года. Новообразования в группе были представлены аденомами различных типов: тубулярного (n=6, 21,4%), тубулярно-ворсинчатого (n=9, 32,1%) и ворсинчатого (n=13, 46,5%).

В группе пациентов с опухолями прямой кишки и анального канала до начала лечения распределение мужчин и женщин было примерно одинаковым (50,3% и 49,7% соответственно), средний возраст в группе составил 63,8 лет. Из 179 опухолей 74,3% (n=133) составляли немуцинозные аденокарциномы прямой кишки, 14,5% (n=26) - муцинозные аденокарциномы прямой кишки, 6,2% (n=11) - плоскоклеточные карциномы анального канала и 5,0% (n=9) - базалиомы анального канала.

В группе пациентов, исследованных с целью оценки эффективности проведения лечения (n=118), преобладали мужчины (54,3%), средний возраст в группе составил 68,2 года. Распределение гистологических типов опухолей в группе было следующим: 69,5% (n=82) немуцинозных аденокарцином, 17,8% (n=21) муцинозных аденокарцином, 6,8% (n=8) плоскоклеточного рака и 5,9% (n=7) базалиом.

Исследование таза выполняли на МР-томографе Magnetom Espree (Siemens Medical Systems, Эрланген, Германия) с индукцией магнитного поля 1,5 Тл. Исследование проводили в положении пациента лежа на спине с использованием 6-канальной поверхностной катушки для туловища и встроенных в стол поверхностных катушек. Протокол сканирования предполагал выполнение обязательной группы последовательностей на свободном дыхании, позволяющих оценить распространенность опухоли прямой кишки или анального канала в полости таза, выявить изменения других органов таза и тазовых лимфатических узлов. Особенностью протокола было получение как минимум трех серий Т2-ВИ без жироподавления, с небольшой толщиной среза (3-4 мм) и хорошим пространственным разрешением в пределах среза, что достигалось комбинацией высокой матрицы (320х280) и небольшого поля обзора (220-250 мм). Важное значение придавалось ориентации одной из серий строго перпендикулярно пораженному участку кишки (косоаксиальная плоскость), а другой - строго параллельно ему (косокорональная плоскость). Другим обязательным этапом сбора данных было получение аксиальных ДВИ с диффузионными факторами

л

b=50 и 900 c/мм . Помимо этих последовательностей протокол сканирования включал также Т1-ВИ и при необходимости дополнительные серии Т2-ВИ с жироподавлением или без.

Для измерения ИКД на косоаксиальной серии Т2-ВИ выбирали три среза с максимальной площадью опухоли, на них вручную обводили контуры опухоли с помощью инструмента Freehand ROI, которые затем копировали на автоматически синхронизированную карту ИКД, генерируемую МР-системой. При дальнейшем статистическом анализе учитывалось среднее значение ИКД, измеренное на трех срезах.

Измерение расстояний между опухолью и структурами таза осуществлялось на Т2-ВИ в наиболее подходящей для этого плоскости.

Положения, выносимые на защиту:

1. Оптимальной методикой высокопольной МРТ таза при первичной оценке распространенности и исследовании эффективности лечения рака прямой кишки и анального канала является: 1) использование поверхностных радиочастотных катушек, 2) получение Т2-ВИ в трех плоскостях, ориентированных ортогонально пораженному участку кишки, 3) получение ДВИ в аксиальной плоскости.

2. Высокопольная МРТ, дополненная применением ДВИ, является точным диагностическим инструментом, применение которого позволяет выявлять инвазию опухоли прямой кишки и анального канала за пределы кишечной стенки, распространение опухоли на тазовые органы, а также с высокой точностью оценивать выраженность ответа опухоли прямой кишки и анального канала на неоадъювантную ХЛТ.

3. Высокопольная МРТ с получением ДВИ обладает высокими диагностическими возможностями в выявлении рецидивов опухолей прямой кишки и анального канала.

Степень достоверности и апробация результатов. Степень достоверности результатов проведенного исследования определяется значительным и репрезентативным объемом выборки обследованных пациентов (n=459), применением современного метода исследования (высокопольная МРТ), а также обработкой полученных данных современными статистическими методами.

Результаты диссертационного исследования используются в практической работе отделений МРТ ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова», отделений лучевой диагностики, хирургии и онкологии СПб ГБУЗ «Г ородская больница №40», хирургического отделения абдоминальной онкологии ФГБУ «НИИ онкологии им. Н.Н. Петрова» Минздрава России, отделе МРТ СПб ГБУЗ «Городской консультативно-диагностический центр №1».

Основные результаты работы доложены и обсуждены на отечественных и международных конференциях: Европейских конгрессах радиологов (EСR) (Вена, 2012, 2013); конференции «Лучевая диагностика в онкологии» (Санкт-Петербург, 2012); V Всероссийском национальном конгрессе лучевых диагностов и терапевтов «Радиология» (Москва, 2011).

Апробация диссертационной работы проведена на расширенном межкафедральном совещании: кафедры рентгенологии и радиологии (с курсом ультразвуковой диагностики), кафедры общей хирургии ФГБВОУ ВПО «Военномедицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ, а также СПб ГБУЗ «Городская больница №40) (протокол №12 от 26.12.2013).

Личный вклад. Тема и план диссертации, ее основные идеи и содержание разработаны совместно с научным руководителем на основании многолетних целенаправленных исследований.

Автор самостоятельно обосновал актуальность темы диссертации, цель, задачи и этапы научного исследования. Разработана формализованная карта, и на ее основании создана электронная база данных.

Диссертант лично провел МР-исследования 459 пациентам, самостоятельно проводил обработку полученных данных.

Личный вклад автора в изучение литературы, сбор, обобщение, анализ, статистическую обработку клинических материалов и написание диссертации - 100%.

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 10 печатных работ, из них 3 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка сокращений и списка используемой литературы. Работа содержит 32 рисунка, 37 таблиц, 14 диаграмм. Список литературы включает 194 источника (37 отечественных и 157 зарубежных).

Текст диссертации изложен на 178 листах машинописного текста.

Методы статистической обработки результатов исследования. Данные о пациентах, результаты морфометрических измерений и значения ИКД заносили в специально разработанную электронную базу данных.

Статистический анализ результатов исследования выполняли с помощью пакетов прикладных программ: MedCalc 11.5 - для статистического анализа, Microsoft Office 2007 - для организации и формирования матрицы данных.