Объемное образование средостения на томограммах обнаружить не так уж и сложно, гораздо сложнее установить его природу. Специфичность диагностики — это тот критерий, который позволяет предотвратить ненужные вмешательства и связанные с ними заболеваемость и сопутствующие расходы. Цель этой и последующих статей на сайте — обсуждение максимально рационального применения диагностических визуализационных метода для оптимизации их диагностической точности и клинической ценности. Отдельное внимание мы уделим патологии переднего средостения, которая всегда являлась источником сомнений, и торакальной МРТ, которая до сих пор не получила того внимания, которое она заслуживает.
Первичными диагностическими инструментами, используемыми в обследовании пациентов с патологией средостения, сегодня являются рентгенография органов грудной клетки (РОГК), контрастная эзофагография, компьютерная томография (КТ) грудной клетки, позитронно-эмиссионная томография с 18-фтордезоксиглюкозой (18ФДГ-ПЭТ) и торакальная магнитно-резонансная томография (МРТ). Эти методы при использовании всех их возможностей в ряде случаев позволяют избавить от необходимости эндоскопического исследования, эксплоративного хирургического вмешательства или биопсии.
Патологические изменения средостения нередко выявляются случайно при обследовании органов грудной клетки по каким-либо другим показаниям. Иногда на основании имеющихся у пациента симптомов и признаков возникает подозрение на наличие объемного образования средостения, которое может медленно расти или быстро увеличиваться в размере вследствие кровоизлияния в его толщу, либо разрываться, приводя к сдавлению дыхательных путей, сосудов, пищевода или нервных стволов.
Начальными симптомами и признаками могут быть одышка, дисфагия, боль в груди, охриплость голоса (вследствие вовлечения возвратного гортанного нерва), паралич купола диафрагмы (при поражении диафрагмального нерва) и, изредка, радикулопатия.
Первым шагом на пути к сужению круга дифференциальной диагностики является определение того отдела средостения, откуда исходит новообразование, что позволит очертить круг анатомических структур, расположенных в этом отделе средостения и их клеточный состав. С этой целью используются метод центра и метод смещения структур.
Метод центра предполагает, что центр наиболее крупной части образования на аксиальных изображениях определяет компартмент происхождения образования. Метод смещения структур основывается на допущении, что крупное новообразование обычно смещает анатомические структуры других компартментов средостения, расположенных рядом с компартментом происхождения.
Вторым шагом на пути к сужению круга дифференциальной диагностики является характеристика тканей. Лучше всего это позволяет сделать МРТ, менее информативна в этом отношении КТ, и наименее информативна РОГК.
Третий и последний шаг — оценка статистической вероятности и клинического контекста. Таким образом, вопросы, на которые нужно ответить при обнаружении объемного образования средостения, выглядят следующим образом:
1. Какой компартмент?
2. Какой тип тканей?
3. Какое это новообразование вероятней всего, как с точки зрения статистики, так и с клинической точки зрения?
В этой и последующей статье на сайте для определения компартмента новообразования используется трехкомпартментальное разделение средостения, недавно предложенное Carter et al. и Международной группой по изучению злокачественных опухолей тимуса и опубликованное в Journal of Thoracic Oncology. Это обновленное разделение основывается на поперечно-скани-рующих методах визуализации, а не на рентгенографии. Все три компартмента средостения прослеживаются от верхней апертуры грудной клетки до диафрагмы. Передний, или пре-васкулярный, компартмент средостения включает все структуры, расположенные позади грудины и впереди перикарда.
Среднее средостение, или висцеральный компартмент, расположено между передней границей перикарда и вертикальной линией, проведенной через границу передней и средней трети тел грудных позвонков. Заднее средостение, или паравертебральный компартмент, содержит все структуры средостения, расположенные между описанной выше линией и внутренней границей грудной стенки, которая ограничивает средостение на уровне латерального края поперечных отростков грудных позвонков.
а) Рентгенография органов грудной клетки. Первым признаком новообразования средостения на рентгенограмме может быть смещение, деформация или изменение анатомии, контуров или линий средостения, либо облитерация обычно воздушных пространств, например ретростернального прозрачного пространства. Названные здесь линии обсуждались ранее в отдельной статье на сайте - просим Вас пользоваться формой поиска по сайту выше. К примеру, расширение или утолщение передней разделительной линии при РОГК в прямой проекции может быть ранним признаком объемного процесса в переднем или преваскулярном компартменте средостения.
Объемное образование переднего средостения также можно заподозрить в случае, когда заполненное в норме воздухом ретростернальное прозрачное пространство заполняется мягкотканным компонентом. Объемные образования среднего или висцерального компартмента можно обнаружить при появлении тени на фоне паратрахеальных полос, заполнении аортолегочного окна или искажении формы непарно-пищеводного заворота. Новообразования заднего или паравертебрального компартмента можно заподозрить при появлении тени на фоне паравертебральных линий или позвонков.
РОГК хотя и позволяет заподозрить наличие объемного процесса в средостении, она редко обладает достаточной специфичностью, что связано с низкой контрастностью мягких тканей различных структур средостения. Поэтому, если на основании РОГК появляется подозрение на наличие объемного образования средостения, следующим этапом будет назначение томографического метода визуализации, т.е. КТ или МРТ.
б) Контрастная эзофагография. Контрастная эзофагография позволяет обнаруживать объемные образования средостения либо напрямую, если назначается с этой целью, или случайно. Признаками объемного процесса могут быть внутрипросветный дефект наполнения, отклонение хода пищевода от нормального или объемное влияние на пищевод со стороны расположенного рядом новообразования (рис. 1).
Рисунок 1. Пациент 16 лет с жалобами на боль в эпигастрии. (А) При эзофагографии с йопамидолом отмечается значительное отклонение пищевода вправо и сдавление его крупным объемным образование среднего средостения. (B) На аксиальной томограмме с контрастным усилением определяется неоднородное объемное образование, оттесняющее пищевод назад и вправо. (C) На фронтальной быстрое спин-эхо Т2-ВИ томограмме видно образование, представляющее собой многокамерную кисту, вдоль правого наружного края которой следует пищевод. Образование оказалось инфицированной дупликационной кистой пищевода
Контрастная эзофагография может оказаться информативной при подозрении на фистулу или перфорацию пищевода. Безопаснее всего проводить такое исследование с использованием низкоосмолярного йодистого контраста, каким является, например йопамидол, тогда как исследование с сульфатом бария следует рассматривать как резервный метод в случаях, когда исследование с низкоосмолярным контрастом окажется неинформативным. В подобных ситуациях также могут быть информативны КТ и МРТ (рис. 2 и 3).
Рисунок 2. Пациент 64 лет, которому ранее выполнено эндоваскулярное вмешательство по поводу аневризмы грудной аорты, осложнившееся полимикробным абсцессом и формированием аортально-пищеводного свища. (А) Контрастная эзофагограмма. (B) Сагиттальная томограмма с внутривенным контрастированием. (C) Аксиальная бесконтрастная томограмма, на которой виден аортально-пищеводный свищ
Рисунок 3. Пациентка 32 лет с хроническим фиброзирующим медиастинитом, которой выполнялась эндоскопическая биопсия, приведшая к формированию трахеопищеводного свища (ТПС). (А) На аксиальной томограмме с внутривенным контрастированием и соответствующей ей аксиальной трехмерной Т1-ВИ томограмме, полученной с использованием последовательности ультрабыстрого градиентного эхо с жиронасыщением, виден ТПС. (C) На аксиальной томограмме с внутривенным контрастированием и соответствующей ей аксиальной Т2-ВИ томограмме, полученной при радиальном сканировании в условиях респираторного триггеринга с жиронасыщением, виден объемный компонент в верхней части грудной полости. Это инфильтративное новообразование располагается между левой задне-наружной стенкой трахеи и пищеводом и частично заполняет собой медиальную часть правого верхушечного экстраплеврального пространства. Выраженная гипоинтенсивность Т2-сигнала образования говорит о его фиброзной природе—КТ-картина не позволяет судить о такой природе образования. Если бы МРТ была выполнена до биопсии, интервенционист уже имел бы представление о свойствах тканей (плотные и ригидные), образец которых он планирует получить, что, возможно, изменило бы его подход и позволило бы избежать такого ятрогенного осложнения, как ТПС.
в) КТ органов грудной клетки. КТ позволяет не только точно и быстро установить отдел средостения, из которого исходит образование, но и получить определенную информацию о его природе, в т.ч. в лучшей по сравнению с РОГК степени позволяет оценить морфологию образования, выявить его кистозную или солидную природу, оценить характер контрастного усиления, однородную или неоднородную плотность, наличие или отсутствие жирового компонента и кальцинатов и степень инвазивности.
Двухэнергетическая КТ с внутривенным контрастированием может обладать некоторым преимуществом по сравнению со стандартной моноэнергетической КТ при дифференциальной диагностике кистозных и солидных образований благодаря возможности получения материал-декомпозиционных изображений. Однако при таком варианте исследования оценка ослабления в области интереса (ОИ) проводится не в абсолютных значениях. Такие изображения получаются путем субтракции двух базовых материалов (например воды, кальция, йода).
Водные изображения, называемые также виртуальными бесконтрастными изображениями, генерируются путем цифровой субтракции йода (внутривенного контраста) на изображениях, что помогает отличить контрастирование от неконтрастирующихся образований и позволяет количественно (в мг/мл) оценить содержание воды.
Водные изображения также упрощают дифференциацию кальция и йода на постконтрастных изображениях. Йодные изображения также помогают дифференцировать обладающие высокой плотностью кровоизлияния и другие неконтрастирующиеся ткани от тканей, накапливающих контраст. Двухэнергетическая КТ обеспечивает возможность снижения дозы вводимого контраста за счет реконструкции изображений на нескольких различных виртуальных моно-энергетических уровнях в пределах 40-190 кэВ. Низкие значения кэВ обеспечивают лучшую визуализацию йодистого контраста, а высокие значения кэВ характеризуются менее выраженными шумами и артефактами.
г) ФДГ-ПЭТ. Помимо своего основного использования в качестве метода стадирования злокачественных опухолей 18ФДГ-ПЭТ ограниченно применяется при обследовании пациентов с заболеваниями средостения. Диагностическая ценность метода заключается в его возможностях выявления метаболической активности образования и обнаружения клинически значимых образований, которые сложно обнаружить при КТ ввиду их небольшого размера или одинаковой с окружающими тканями плотности.
Многие образования несмотря на свою злокачественную природу могут быть слишком маленькими и недостаточно метаболически активными, чтобы их можно было обнаружить с использованием 18ФДГ-ПЭТ. Кроме того, многие доброкачественные процессы средостения, например гиперплазия тимуса и воспалительные медиастинальные кисты, также проявляют метаболическую активность и становятся видимыми на 18ФДГ-ПЭТ (рис. 4), вследствие чего могут быть ошибочно расценены как злокачественные или, как минимум, потребовать резекции для исключения злокачественного характера процесса. Метаболическую активность на 18ФДГ-ПЭТ может проявлять даже нормальный тимус.
Рисунок 4. 18ФДГ-ПЭТ-позитивная гиперплазия тимуса и поражение лимфоузлов при саркоидозе у пациентки 42 лет. (А) 18ФДГ-ПЭТ-активные ткань тимуса и срединные медиастинальные лимфоузлы при саркоидозе. (B) На бесконтрастной томограмме отмечается избыточный по сравнению с возрастной нормой объем мягких тканей в ложе тимуса. На фазовой (C) и противофазовой (D) MP-томограммах химического сдвига, полученных с использованием последовательности ультрабыстрого градиентного эхо, отмечается выраженное подавление сигнала ткани тимуса на противофазовом изображении (отношение химического сдвига =0,4), что подтверждает наличие в ткани тимуса микроскопического или интравоксельного жира и то, что наблюдаемые изменения представляют собой гиперплазию тимуса
При обнаружении на КТ медиастинального образования неопределенного характера нередко сначала лучше будет назначить МРТ с тем, чтобы уточнить возможную доброкачественную природу образования, а не направлять пациента сразу на ПЭТ. МРТ в определенных случаях позволяет избежать ненужных хирургических вмешательств, снизить дозы излучения и затраты со стороны системы здравоохранения. ПЭТ — это более дорогое и продолжительное по сравнению с МРТ исследование, связанное со значительным облучением пациента (эффективная доза облучения варьирует от 8 до 26 мЗв).
д) Торакальная МРТ. Обеспечиваемое МРТ великолепное контрастирование тканей и связанные с этим возможности визуализации различных особенностей этих тканей дает МРТ следующие по сравнению с КТ преимущества: (1) подтверждающая диагностика кистозных и солидных образований (рис. 5); (2) выявление простых и сложных кистозных образований; (3) обнаружение продуктов деградации крови (рис. 6 и 7); (4) возможность распознавания гладкомышечной ткани, коллагеновых волокон и фиброзной ткани на основании относительной или истинной гипоинтенсивности Т2-сигнала (рис. 8 и 9, см. рис. 3); (5) определение характера контрастного усиления образования с использованием алгоритма динамического контрастного усиления (DCE; рис. 10) и (6) оценка степени ограничения диффузии на основании картирования измеряемого коэффициента диффузии (ИКД, см. рис. 8).
Рисунок 5. Тимическая киста у пациента 52 лет. (А) На аксиальной томограмме с внутривенным контрастированием определяется солитарный узел в ложе тимуса плотностью 46 HU. На основании КТ-картины неясно, является ли это образование кистозным или солидным. (B—D) На следующих аксиальных MP-томограммах, полученных при задержке дыхания в условиях ЭКГ-гейтинга с использованием последовательностей Т1 двойной инверсии-восстановления, Т2 и трехмерной ультрабыстрое градиентное эхо Т1 с контрастным усилением, жиронасыщением и постпроцессинговой субтракцией, виден Т1- и Т2-гиперинтенсивный неконтрастирующийся тимический узел с тонкой ровной стенкой. Такая картина соответствует диагнозу тимической кисты
Рисунок 6. Крупная геморрагическая недифференцированная мелкокруглоклеточная саркома среднего средостения у пациента 24 лет с жалобами на одышку и сердцебиение в течение последних трех недель. (А) На аксиальной и фронтальной томограммах с внутривенным контрастированием обнаружено крупное неоднородное новообразование среднего средостения и сопутствующий ему выпот в правой плевральной полости. Такая картина не позволяет судить, какое строение имеет образование — геморрагическое или солидное, как и то, где именно располагаются солидные компоненты опухоли. (B-E) Фронтальные MP-томограммы полученные с задержкой дыхания в течение одного цикла сканирования с использованием последовательностей Т2 быстрое спин-эхо, бесконтрастной Т1 ультрабыстрое градиентное эхо (GRE) с жиронасыщением, ультрабыстрое GRE Т1 с КУ и жиронасыщением, и постконтрастное изображение с постпроцессинговой субтракцией. Определяется неоднородное в Т1/T2 объемное образование, состоящее из геморрагического, некротического и солидного компонентов. Постпроцессинговая субтракция четко демонстрирует наличие накапливающих контраст солидных компонентов и дает важную информацию для эндоскописта — субкаринальная бронхоскопическая биопсия позволит получить образец ткани для гистологического исследования
Рисунок 7. Эндометриома размером 4 мм вдоль задне-латеральной поверхности правого купола диафрагмы у пациентки 24 лет, предъявляющей жалобы на боль плевритического характера во время менструации в течение последних двух лет. На аксиальной (А), фронтальной (B) и сагиттальном (C) MP-томограммах, полученных с использованием последовательности Т1 ультрабыстрое трехмерное градиентное эхо с жиронасыщением определяется мелкое, Т1-гиперинтенсивное, округлое, с четкими границами образование, появляющееся во время менструации одновременно с жалобами пациентки. При предыдущей МРТ, выполненной между менструациями, это образование не визуализировалось
Рисунок 8. Лейомиома пищевода у пациентки 63 лет. (А) На аксиальной томограмме видно параэзофагеальное образование мягкотканной плотности справа на уровне средней трети пищевода. КТ-картина не позволяет оценить характеристики ткани образования и понять, кистозное оно или солидное. (B и C) На следующих аксиальных фазовой Т1-взвешенной MP-томограмме, полученной при задержке дыхания, и Т2-взвешенной МР-томограмме, полученной с использованием ЭКГ-гейтинга и последовательности двойной инверсии-восстановления, соответственно, видно, что образование имеет низкую/промежуточную интенсивностьТ1/Т2 сигнала, что говорите пользу наличия здесь гладкомышечной ткани, коллагеновых волокон и/или фиброзного компонента. На аксиальных бесконтрастных (D) и постконтрастных (E-F) Т1-взвешенных MP-томограммах, полученных с задержкой дыхания и с использованием последовательности трехмерного ультрабыстрого градиентного эхо с жиронасыщением через 20 секунд, одну минуту и пять минут после введения контраста, отмечается очень легкое, постепенное контрастное усиление сигнала образования, имеющего солидное строение. MP-характеристики и локализация образования наиболее соответствуют диагнозу лейомиомы пищевода, что и было подтверждено последующей эндоскопической тонкоигольной биопсией
Рисунок 9. Симптом темного лимфоузла при саркоидозе. На соответствующих друг другу аксиальных томограммах с КУ (А, B) и Т2-взвешенных MP-томограммах, полученных с использованием ЭКГ-гейтинга и последовательности двойной инверсии-восстановления (C, D), выявлена некальцифицирующая лимфаденопатия на двух разных уровнях (КТ) и низкая интенсивность Т2-сигнала (МРТ), что соответствует фиброзным изменениям, наблюдаемым при хронических гранулемах. В данном случае это саркоидоз
Рисунок 10. Гемангиома среднего средостения у пациента 57 лет. (А) На аксиальной томограмме определяется округлое, четко ограниченное образование плотностью 30 HU, сдавливающее верхнюю полую вену, с плотным периферическим участком, представляющим собой кальцификацию или контрастное усиление. (B) На аксиальном фазовом Т1-взвешенном ультрабыстрое градиентное эхо (GRE) MP-изображении и Т2-ВИ, полученном с использованием ЭКГ-гейтинга (C), визуализируется гомогенное образование, несколько гиперинтенсивное в Т1 и Т2. (D-G) На следующих бесконтрастном и постконтрастных Т1-взвешенных MP-изображениях, полученных с использованием последовательности трехмерного ультрабыстрого GRE с жиронасыщением через 20 секунд, одну минуту и пять минут после введения контраста, образование демонстрирует периферическое узелковое контрастное усиление и частично заполняется контрастом со временем. Характеристики сигнала и динамический характер контрастного усиления говорит в пользу гемангиомы. Этот диагноз подтвержден во время операции. Показанием к операции в данном случае стали сомнения относительно возможного прогрессирования синдрома верхней полой вены
Все эти исследования помимо прочего не связаны с воздействием ионизирующего излучения. За счет высокой контрастности мягких тканей МРТ более информативна в отношении оценки инвазии опухолей в грудную стенку и сосудисто-нервные структуры. МР-по-следовательность свободной прецессии в устойчивом состоянии (SSFP) без задержки дыхания и с маркировкой сердца еще более информативна в отношении оценки инвазии образований средостения в смежные структуры. МРТ лучше позволяет оценить, из какого отдела средостения исходит образование, что напрямую влияет на выбор круга заболеваний для дифференциальной диагностики.
К примеру, зачастую ни рентгенография, ни КТ не позволяют предположить медиастинальное или парамедиастинальное происхождение опухоли. В таких случаях информативной может оказаться МРТ, которая лучше визуализирует и разделяет различные мягкотканные плоскости (рис. 11).
Рисунок 11. Интраплевральная бронхогенная киста у пациентки 59 лет. На аксиальной (А) и фронтальной (Б) томограммах с КУ визуализируется сложное правостороннее паравертебральное кистозное образование (стрелки). КТ-картина не позволяет однозначно определить расположение этого образования: паравертебральное и представляющее собой кистозную опухоль оболочки нерва (кистозную шванному) или находящееся в плевральном пространстве, и представляющее собой экстраплевральную секвестрацию или сложную интраплевральную бронхогенную кисту. (B) На аксиальной фазовой Т1-взвешенной и фронтальной быстрое спин-эхо Т2-взвешенной MP-томограммах определяется разделенное перегородками кистозное образование, содержащее Т1/T2-гиперинтенсивную жидкость (белковую или геморрагическую). На аксиальной Т1-ВИ томограмме хорошо видно сохранение правой паравертебральной жировой полосы (стрелка), что говорит о расположении образования вне заднего средостения. Закругленные углы с границами легкого свидетельствуют в пользу плевральной локализации. (C) На аксиальных бесконтрастной и постпроцессинговой субтракционной постконтрастной Т1-ВИ томограммах с жиронасыщением отмечается неравномерное утолщение и контрастное усиление стенок и перегородок образования. Отсутствие системного артериального кровоснабжения вкупе с данными МРТ свидетельствует в пользу комплексной интраплевральной бронхогенной кисты, что и было подтверждено по время операции
Однако МРТ хуже визуализирует кальцинаты, которые обычно являются гипоинтенсивными в Т2-режиме. Описанные возможности МРТ нередко делают этот метод более специфичным в отношении диагностики объемных образований средостения и ценным дополнительным источником информации, необходимой для определения дальнейшей тактики ведения пациента, будь то консервативное или хирургическое лечение.
Благодаря отсутствию воздействия ионизирующего излучения МРТ может применяться для скрининга или динамического наблюдения при лимфаденопатии у молодых пациентов, беременных женщин и/или пациентов, у которых нежелательно облучение, например пациентов с лимфомами и хроническим лимфолейкозом, метастазами меланомы у беременных (без внутривенного контрастирования гадолинием), пациентов с эндометриомами, параганглиомами и тератомами у пациентов с предрасполагающими генетическими мутациями (например, мутация комплекса сукцинатдегидрогеназы, гена субъединицы D интегрального мембранного протеина [SDHD]), и тератомами у пациентов с антителами к рецептору N-метил-D-аспартата, соответственно.
Примеры протоколов МРТ для исследования средостения и тимуса приведены в таблице 1 и блоке 1.
е) Проблемы и их решения. Некоторые наиболее распространенные проблемы, возникающие при интерпретации изменений средостения, а также способы их решения, перечислены в таблице 4.
1. Выбор оптимального метода диагностической визуализации. Оптимальный метод диагностики должен выбираться исходя из природы имеющегося образования и особенностей конкретного пациента. Если такое образование обнаруживается при рентгенографии, следующим этапом диагностики будет тот или иной вид томографии, за исключением случаев, когда возникает подозрение на ахалазию или перфорацию пищевода, при которых предпочтение может быть отдано контрастной эзофагографии.
Выбор же в пользу КТ или МРТ определяется возрастом пациента, вопросами, связанными с лучевой нагрузкой, и тем, является ли выявленное на рентгенограмме образование солитарным и не связано ли оно с каким-либо другим первичным злокачественным новообразованием.
Первичное назначение МРТ при случайном выявлении на рентгенограмме объемного образования не является рутинной практикой, однако нужно понимать, что МРТ в таких случаях позволит более полно охарактеризовать подобное образование и даже поставить окончательный диагноз.
Если речь идет о молодых, здоровых во всех остальных отношениях пациентах, вероятность обнаружения у которых метастазов, микроузелковых изменений легочной паренхимы и первичного рака легкого очень невысока, есть все основания сразу после рентгенографии переходить к МРТ.
Ниже мы вкратце останавливаемся на сильных и слабых сторонах каждого из методов лучевой диагностики.
2. Сильные и слабые стороны методов лучевой диагностики. В таблице 5 представлены сильные и слабые стороны каждого из методов лучевой диагностики заболеваний средостения. Эти особенности следует рассматривать вкупе с эффектами облучения и стоимостью лечения у конкретного пациента в целом, а не с точки зрения стоимости конкретного исследования. К примеру, если МРТ позволяет пациенту избежать ненужной операции, она в итоге позволяет сэкономить гораздо больше.
ж) Резюме. Специфические особенности новообразований средостения требуют уточнения их локализации в пределах одного из трех отделов средостения, что наряду со статистическими и клиническими аспектами, позволяет ответить на вопрос, что же именно это за образование. Если КТ картина образования неопределенна, назначается МРТ, диагностическая специфичность которой может быть выше.
Знание возможностей современных методик визуализации, их сильных и слабых сторон в еще большей степени увеличивает диагностическую специфичность исследований и может в свою очередь даже избавить пациента от ненужной операции, снизив тем самым стоимость лечения в целом.
Видео признаки опухоли, кисты средостения на рентгенограмме, КТ
