Компьютерная томография в диагностике и лечении объемных образований челюстно-лицевой области

В соавторстве с Б.Дж. Шалабаевым и Г.О. Миненковым

В монографии изложен опыт обследования и лечения больных с новообразованиями челюстно-лицевой области (ЧЛО) с помощью компьютерной томографии (КТ) и магнитно-резонансной томографии (МРТ). Показана роль этих методов обследования больного для планирования клинического обследования и контроля его результатов. Предназначена для врачей оториноларингологов, челюстно-лицевых хирургов, лучевых диагностов, онкологов и студентов лечебных факультетов медицинских вузов.

Авторы выражают глубокую признательность руководству Бишкекского городского медицинского центра «МЕДИПОЛ» за спонсорскую помощь в опубликовании данной монографии. Особая благодарность врачам компьютерной томографии: Касымову Алмазу Тилегеновичу – ведущему специалисту по компьютерной томографии в Кыргызской Республике, Мусаевой Кульмире Керескуловне – специалисту по КТ органов грудной полости и средостения, Беспалову Ивану Ивановичу – специалисту по абдоминальной КТ и КТ позвоночника за помощь в наборе пациентов и интерпретации данных КТ. Отдельная признательность нашим семьям, друзьям и коллегам за посильную помощь, понимание и терпение во время написания данной монографии.

Публикуется по книге: Фейгин Г.А., Шалабаев Б.Д., Миненков Г.О. Компьютерная томография в диагностике и лечении объемных образований челюстно-лицевой области. – Бишкек: Изд-во КРСУ, 2008. – 237 с.

УДК 616.716.8-073.756.8 (035.3)
    ББК 56.6
    Ф 36
    ISBN 978-9967-05-455-4
    Ф 4108120000-08

КЫРГЫЗСКО-РОССИЙСКИЙ СЛАВЯНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
    МЕЖДУНАРОДНАЯ АКАДЕМИЯ ОТОРИНОЛАРИНГОЛОГИИ – ХИРУРГИИ ГОЛОВЫ И ШЕИ
    МЕДИЦИНСКИЙ ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР «МЕДИПОЛ»

Рекомендовано к изданию кафедрой клинических дисциплин №2 и Научно-техническим советом Кыргызско-Российского Славянского университета

Рецензенты: д-р мед. наук С.Б. Орозбеков, д-р мед. наук К.К. Жунушалиев, канд. мед. наук Т.А. Изаева

Содержание
    Список условных сокращений
    Введение
    Глава 1. История развития компьютерной томографии, ее совершенствование и диагностические возможности
    1.1. Краткая история появления и внедрения в практическую медицину компьютерной томографии
    1.2. Краткая информация об устройстве и общих принципах работы компьютерного томографа и результатах его применения
    Глава 2. Диагностическое значение и методические основы проведения КТ исследования на дохирургическом этапе обследования больных с опухолями и опухолеподобными заболеваниями челюстно-лицевой области
    2.1. Диагностическое обоснование и роль КТ обследования больных с опухолями и опухолеподобными заболеваниями челюстно-лицевой области
    2.2. Методика компьютерно-томографического исследования и основы анализа КТ челюстно-лицевой области
    2.3. Компьютерно-томографическое изображение анатомических образований ЧЛО
    2.4. Краткие сведения о КТ-изображении параназальных синусов и носоглотки при наиболее часто встречающихся заболеваниях воспалительной природы
    2.5. Объемные образования челюстно-лицевой области, отличающиеся деструктивным ростом, и их КТ-семиотика
    2.5.1. Характеристика КТ теневого изображения объемного образования
    2.5.2. Признаки границ опухолей и опухолеподобных заболеваний, отличающихся деструктивным ростом
    Глава 3. Характеристика КТ тени при злокачественных опухолях челюстно-лицевой области, ее значение для диагноза
    Глава 4. Вариации и характеристика результатов компьютерной томографии при доброкачественных опухолях и опухолеподобных заболеваниях челюстно-лицевой области
    4.1. Компьютерно-томографическая характеристика доброкачественных новообразований челюстно-лицевой области
    4.2. Компьютерно-томографическая характеристика опухолей подобных заболеваний челюстно-лицевой области
    Глава 5. Роль компьютерной томографии для выбора и планирования лечения распространенных опухолей и опухолеподобных заболеваний челюстно-лицевой области
    5.1. Значение КТ в выборе и планировании лечения злокачественных опухолей ЧЛО
    5.2. Значение КТ в выборе и планировании особенностей лечения доброкачественных опухолей и опухолеподобных заболеваний ЧЛО
    Предметный указатель описываемых в монографии заболеваний
    Литература

Список условных сокращений:
    в/челюсть – верхняя челюсть
    в/челюстная пазуха – верхнечелюстная пазуха
    ЧЛО – челюстно-лицевая область
    КТ – компьютерная томография
    КТ-исследование – компьютерно-томографическое исследование
    MIP – область максимальной интенсивности
    MPR – многоплоскостное реформатирование (изображения в коронарной и сагиттальной плоскостях формируются из серии поперечных, аксиальных срезов)
    SSD – визуализация поверхности объекта с затенением
    VR – область объемного рендеринга (визуализации)
    МРТ – магнитно-резонансная томография
    ТМО – твердая мозговая оболочка
    PVR – перспективный объемный рендеринг (визуализация)
    VE – виртуальная эндоскопия
    ПЭТ – позитронно-эмиссионная томография
    ПЭТ-КТ – совмещенная позитронно-эмиссионная и компьютерная томография
    КА – коэффициент абсорбции
    PEPRI – двойной комбинированный электронный и протонный магнитный резонанс
    ЮАФ – юношеская ангиофиброма носоглотки

Посвящается памяти президента Международной академии оториноларингологии – хирургии головы и шеи профессора Мариуса Стефановича Плужникова – человека большого таланта и потрясающей доброты, высоко эрудированного оториноларинголога, педагога и лектора, достойно представлявшего оториноларингологию стран СНГ в ближнем и дальнем зарубежье.

Введение

В последние годы отмечается увеличение количества больных с новообразованиями, в том числе с опухолями головы и шеи. По отношению к новообразованиям других локализаций их доля составляет 4–21% [26, 30, 34, 41, 58, 62, 63, 104].

Опухоли полости носа и околоносовых пазух, отличающиеся злокачественным ростом, регистрируют в 3–11% по отношению ко всем злокачественным новообразованиям области головы и шеи. Чаще всего они поражают верхнечелюстную пазуху (63–80%), далее – полость носа (27–35%) и клетки решетчатого лабиринта (9–11%). В лобной и основной пазухах они обнаруживаются в 1–2% случаев. Из общего числа этих больных, 80% страдают различными формами рака, 10–15% – неэпителиальными неоплазмами и около 5% – редкими опухолями [7, 14, 18, 26, 30, 34, 100].

Доброкачественные опухоли, отличающиеся многообразием гистологических форм и клинических проявлений, а также кисты челюстно-лицевой области (ЧЛО), отличающиеся деструктивным ростом, по частоте уступают злокачественным новообразованиям. Тем не менее, и им следует уделять должное внимание [6, 7, 16, 31, 39, 104].

Учитывая эти данные, становится понятным значение обследования больных с названной патологией, для которой характерны не только разнообразие, тяжесть и распространение, но и особенности их проявлений. Именно выявление таковых и позволяет провести дифференциальную доверификационную диагностику, а следовательно, решить первоначальную, чрезвычайно важную задачу ведения больного. В этом, разумеется, комплексном обследовании сегодня особое значение придается КТ и МРТ.

В связи с вышеизложенным целью данной монографии явилось обобщить наш опыт КТ обследования больных с новообразованиями челюстно-лицевой области. Оно было выполнено у большой группы больных с опухолями и опухолеподобными заболеваниями верхней челюсти, околоносовых пазух и носоглотки.

К настоящему времени описана общая КТ характеристика наиболее часто встречающихся объемных заболеваний ЧЛО, отличающихся деструктивным ростом [7, 15, 37, 44, 45, 48–50, 55, 56, 73, 80–83, 92, 95, 98, 99, 102 и мн. др.]. Детальный анализ представленных результатов в сочетании с клинико-инструментальным обследованием свидетельствует, что довольно часто изучение КТ картины позволяет с относительной точностью отличить злокачественную опухоль от доброкачественной, а также некоторые опухоли внутри каждой из этих групп [3, 7, 22, 25, 31, 33, 46, 62, 66].

Тем не менее, к сожалению, в этих и многих других сообщениях используются не все возможности КТ обследования. Поэтому не удивительно, что клинический диагноз возможен только после патоморфологической верификации процесса. С такой установкой, когда речь идет об окончательном решении диагностической задачи, нельзя не согласиться. Вместе с тем подобного рода оценка доверификационной диагностики объемного процесса ЧЛО, осуществляемая с помощью КТ, оказывается в какой-то степени приниженной. Именно поэтому мы сочли целесообразным остановиться на детальной характеристике КТ изображения опухолей и опухолеподобных заболеваний ЧЛО. Она, согласно результатам нашего анализа, позволяет не только отличить доброкачественные неоплазмы от злокачественных, но и в части случаев дать относительно надежное диагностическое заключение до ее патоморфологического исследования. С практической точки зрения, это имеет весьма существенное значение, поскольку позволяет планировать клиническое обследование и осуществлять контроль его результатов. Кроме того, такое отношение к ценности КТ челюстно-лицевой области при названных заболеваниях, характеризующихся деструктивным ростом, еще более возрастает из-за возможности использовать ее для определения распространенности опухолей и опухолеподобных заболеваний, что крайне необходимо для планирования объема хирургического вмешательства и определения его масштаба [1, 2, 9, 10, 11, 63, 64, 85].

Глава 1. История развития компьютерной томографии, ее совершенствование и диагностические возможности

1.1. Краткая история появления и внедрения в практическую медицину компьютерной томографии

Научно-технический прогресс, особенно рельефно проявившейся в течение второй половины XX столетия, способствовал разработке и внедрению в медицинскую практику новых высокоинформативных методов исследования. На стыке наук, суммирующем результаты достижений математики, электроники и техники, были созданы установки для компьютерной, магнитно-резонансной томографий, совмещенной позитронно-эмиссионной и компьютерной томографий (ПЭТ-КТ) и др.

Компьютерная томография (КТ) впервые дала возможность получать послойные изображения анатомических и патологических структур. Это существенным образом повысило диагностические возможности рентгенологического обследования. В свою очередь, это послужило стимулом широкого внедрения КТ-обследования в практическую медицину. Сегодня это один из основных методов, завоевавших всеобщее признание клиницистов. КТ не только пришла на смену классической рентгенографии, разумеется, в тех случаях, когда это необходимо, но и существенным образом обогатила метод лучевой диагностики. С появлением конкурирующей магнитно-резонансной томографии (МРТ) в конце 70-х годов было отмечено некоторое снижение использования КТ. Тем не менее, это не остановило ее развития. На сегодняшний день этот метод переживает период стремительного развития. Это связано с разработкой спиральной томографии и переходом от послойного изображения к получению его в двух— и трехмерном воспроизведении. Результатом этих разработок стало появление мультиспиральной, субсекундной томографии (МСКТ). Этот метод сократил время получения каждого среза до долей секунды, что позволяет получать КТ картину, отличающуюся многоплоскостным изображением, существенным образом повышающим разрешающую способность обследования.

Первые эксперименты по применению томографии с реконструкцией анатомического и патологического объекта были выполнены физиком A. Cormak в 1963 г. Однако его чрезвычайно важные теоретические исследования не нашли практического применения. Последнее впервые удалось английскому инженеру G.N. Hounsfield в 1972 г. В 1974 г. компания Siemens впервые выпустила компьютерный томограф для исследования черепа и головного мозга. В 1979 г. A. Cormak и G.N. Hounsfield получили Нобелевскую премию по медицине за создание КТ.
В 1989 г. появились первые спиральные КТ, предназначенные для обследования больных. Клиническое испытание этих КТ осуществили W.A. Kalender и P.В. Vock. С этого момента начался мощный виток развития КТ.

В 1998 г. была создана первая комбинированная позитронно-эмиссионная и компьютерная томография (ПЭТ-КТ). Ее создателями являются D.W. Townsend и R. Nat. КТ позволяет с высоким пространственным разрешением предоставить информацию об анатомии и морфологии, а ПЭТ – информацию о физиологических параметрах и особенностях метаболизма.
В настоящее время производством компьютерных томографов занимаются многие фирмы США (“Picker”, “General Electric”), Франции (CZR), Англии (“EMI”), Германии (“Siemens”), Японии (“Hitachi”, “Philips”) и др. Они выпускают различные компьютерные томографы II, III, IV, V поколений.

В книге В. Календера (2006 г.) подробно представлена история развития КТ, которая с кратким перечислением ее этапов и некоторым дополнением приведена в табл. 1.

Таблица 1. История развития компьютерной томографии

Год                      Основные открытия
    1895                    V. Roentgen открывает новый вид излучения
    1908                    Рентгенография в/челюсти, проведенная G. Scheier 
    1917                    J.H. Radon дает математическое обоснование реконструкции изображения поперечного сечения объекта по результатам измерений пропускаемого излучения
    1934                    В.И. Феоктистов создал первый рентгеновский томограф
    1935                    Н.О. Руссо создал первый флюорограф
    Конец 40-х гг.   Томографическое исследование околоносовых пазух и черепа, выполненное Г.А. Авдеевым и Н.А. Рабухиной
    1951                    R. Renn. делает первое сообщение о появлении ПЭТ-визуализации
    1953                    S. Brawn и М. Swit получили первое ПЭТ-изображение
    1963                    A.M. Cormack описывает методику расчета распределения коэффициентов поглощения лучей рентгена в теле человека
    1972                    J.H. Hounsfield и А. Ambrose проводят первое медицинское исследование с применением КТ
    1974                    В мире насчитывается 60 КТ-систем для исследования головного мозга
    1975                    Вводится в эксплуатацию первый компьютерный томограф для исследования всего тела
    1979                    J.H. Hounsfield и A.M. Cormack получают Нобелевскую премию по медицине
    1989                    W.A. Calender и P. Vok проводят первое клиническое исследование с применением спирального компьютерного томографа
    1998                    Появляются первые 4-спиральные компьютерные томографы
    1998                    Выпускается первая комбинированная система ПЭТ-КТ, создателями которой являются D.W. Towunsend и P. Nat
    2000                    Появляются комбинированные системы ПЭТ-КТ в клинической практике
    2001                    Появляются 16-спиральные компьютерные томографы
    2004                    Появляются 64-спиральные компьютерные томографы
    2004                    В мире насчитывается более 40 000 компьютерных томографов для медицинских исследований
    2005                    Появляются мультиспиральные компьютерные томографы с 2 трубками

1.2. Краткая информация об устройстве и общих принципах работы компьютерного томографа и результатах его применения

Современные КТ, производства различных фирм, по принципу действия мало отличаются друг от друга. Они состоят из четырех частей: сканирующей и рентгеновской систем, пульта управления и электронно-вычислительной машины (ЭВМ). Сканирующая часть КТ (“Гентри”) включает в себя рентгеновскую трубку и систему, состоящую из ксеноновых детекторов. Количество детекторов может колебаться от 256 (в аппаратах III-го поколения) до 4800 (в компьютерных томографах IV-го поколения).

Именно такая особенность устройства сканирующей части может обеспечивать высокую разрешающую способность современных компьютерных томографов. Отметим, что такие аппараты способны охватить 4096 оттенков серой шкалы, которыми представлены различные уровни плотности в единицах Hounsfield (HU). Правда, экран монитора может отображать далеко не все количество оттенков серого цвета, а человеческий глаз способен различить только 20. Спектр плотностей тканей человека в норме и при патологии значительно шире, чем эти узкие рамки, присущие человеческому зрению. Однако следует иметь в виду, что можно выбрать и отрегулировать окно изображения таким образом, чтобы были видны только ткани требуемого диапазона плотности. Поэтому средний уровень окна необходимо установить как можно ближе к уровню плотности исследуемых тканей. Следовательно, при исследовании костных структур, в том числе и ЧЛО, уровень окна необходимо значительно повысить. Немаловажен и тот факт, что от ширины окна напрямую зависит и контрастность изображения. При суженном окне удается получить более контрастное изображение анатомических и патологических образований.

Стол томографа состоит из основания и подвижной части, на которой крепится ложе-транспортер для укладки пациента и его горизонтального перемещения в сторону устройства для непосредственного выполнения топограмм и сканирования (“Гентри”) (рис. 1). Рентгеновская система состоит из трубки и генератора. Рентгеновская трубка мощностью 30–50 кW работает в импульсном режиме (частота 50 Гц) при напряжении 100–130 кV и силе тока 150–200 мА. Она имеет двойное охлаждение. Высоковольтный генератор, то есть источник питания, работает в импульсном режиме и обеспечивает рентгеновскую трубку напряжением до 100–140 кV и силой тока до 150–200 мА. Пульт управления непосредственно связан со сканирующей системой и ЭВМ. В его состав входят два видеомонитора и клавиатура. ЭВМ позволяет обрабатывать предварительную информацию, поступившую из детекторов, реконструировать ее и оценивать с помощью специальных программ.

   
    Рис. 1. Вид компьютерного томографа: слева cканирующая часть “Гентри”, справа пульт управления.

КТ имеет существенные преимущества по сравнению с традиционной рентгенографией (табл. 2).

Последняя, на основании исходных данных, делает возможным сформировать двух— и трехмерное объемное изображение патологического объекта и просмотреть их в 4D режиме, то есть в трехмерном изображении на момент исследования. Для получения изображения в аксиальной, коронарной и сагиттальной плоскостях, а также в любой произвольно выбранной плоскости в настоящее время используются многоплоскостные реформации (multi-planar reformation – MPR). Это соответствует 2D или двухмерному изображению объекта. Такой способ позволяет получить дополнительную информацию об объекте. Следующим этапом анализа изображений являются различные способы получения трехмерных данных. Они позволяют представить весь исследуемый объем на одном изображении. Эти методы позволяют визуализировать либо поверхности объектов с затенением (shaded surface display – SSD), либо области, характеризующиеся максимальной интенсивностью (maximum intensity projection – MIP). Метод объемного рендеринга (volume rendering – VR) и перспективной объемной визуализации, моделирующей виртуальную эндоскопию и обеспечивающей близкие по реальности изображения внутренних анатомических структур (perspective volume rendering – PVR или virtual endoscopy – VE). При этом двухмерные изображения показывают реальные КТ-данные, а трехмерные обеспечивают хорошее объемное изображение, но после его получения могут отсутствовать некоторые анатомические структуры, либо появляться искусственно сформированные детали.

(ВНИМАНИЕ! Выше приведено начало книги)

Открыть полный текст в формате PDF, 5663 Kb

© Фейгин Г.А., 2008
    © Шалабаев Б.Д., 2008 
    © Миненков Г.О., 2008
    © КРСУ, 2008