УДК: 616.073.75-68

Перспективы развития методов лучевой диагностики

Аналитический обзор

С.К. Терновой, академик РАМН, профессор
В.Е. Синицын, профессор

Институт кардиологии РКНПК МЗСР РФ, Москва, 3-я Черепковская ул., д.15А, 121552

Адрес для переписки: Валентин Евгеньевич Синицын, e-mail:

Ключевые слова: лучевая диагностика, молекулярная диагностика, томография

Key-words: radiology, tomography, molecular imaging

---

Введение

В настоящее время в медицине происходит глобальная переоценка роли методов лечения и диагностики социально-значимых заболеваний. Метод диагностической медицинской визуализации применяется в 80-90% случаев. Современная медицина располагает большим набором диагностических методов и методик, основанных на различных физических принципах и технологиях [1, 2]. По этой причине становится актуальным вопрос – как будет развиваться радиология в ближайшие годы? Несмотря на различия в основах методов лучевой диагностики, можно отметить следующие общие тенденции в их развитии.

Состояние проблемы

Технический прогресс позволил внести огромные изменения в технологии получения изображений. Это связано с совершенствованием детекторов – пьезокристаллов в датчиках ультразвуковых приборов (УЗ), детекторных систем рентгеновских аппаратов и компьютерных томографов (КТ), радиочастотных каналов и катушек в магнитно-резонансной томографии (МРТ) и повсеместным использованием компьютеров и микропроцессоров. Благодаря этим инновациям значительно возросли диагностические возможности современных приборов. В области диагностической радиологии на первое место выходят неинвазивные технологии [3, 4, 8]. Это УЗ исследования (УЗИ), КТ и МРТ, радионуклидные методы – позитронно-эмиссионная томография. Самое большое число исследований выполняется с помощью УЗИ, второе и третье места занимают КТ и МРТ. Для ядерных методов исследований отмечаются самые быстрые темпы роста объема исследований по сравнению с ангиографией и рентгенографией (рис.1).

Рис. 1. Динамика объемов диагностических исследований в мире за 1999-2003 гг.
Наиболее быстрый рост числа исследований отмечается для КТ, МРТ и УЗИ.

Широкое внедрение цифровых технологий в методы лучевой диагностики качественно и информационно изменили изображения исследуемых органов. Таким образом, получили широкое распространение методы трехмерного (объемного) получения и отображения данных медицинской визуализации. КТ стала первым методом, с помощью которого удалось создавать трехмерные реконструкции внутренних органов. Но теперь трехмерная визуализация возможна с помощью УЗИ, МРТ, рентгенографии, ангиографии и радионуклидных методов – т.е. всего спектра современных методов диагностики (рис.2, рис.3, рис.4) [7, 10, 11]. В ближайшем будущем все исследования будут визуализироваться в виде трехмерного изображения, что является крайне важным для врачей.

Рис. 2. Трехмерное изображение сердца после операции аорто-коронарного шунтирования. МСКТ.

Рис. 3. Трехмерное изображение плода. УЗИ.

Рис. 4. Трехмерное изображение сердца, отражающее его геометрию, функцию и перфузию. ОФЭКТ.

С развитием цифровых технологий получили развитие системы для организации, распределения и хранения (архивирования) цифровых изображений (так называемые Picture Archiving and Communication Systems – PACS) [6]. Был создан единый международный стандарт цифровых медицинских изображений – DICOM. Передача медицинских изображений по локальным и всемирным сетям (Интернету) позволяет эффективно проводить телемедицинские (телерадиологические) консультации. Завершается переход к беспленочным технологиям получения, хранения и распространения медицинских диагностических изображений. Активное внедрение компьютеров в лучевую диагностику привело к росту программ для автоматического и полуавтоматического распознавания патологии на лучевых изображениях. Применяются программы для анализа маммограмм, рентгенограмм и компьютерных томограмм легких, разрабатывается целых ряд других программ для визуализации изображений [9]. Создаются компьютерные экспертные системы, облегчающие диагностический поиск и дифференциальную диагностику.

Вышеперечисленные инновационные внедрения существенно повысили скорость и объем получения диагностической информации. Это привело не только увеличению пропускной способности диагностического оборудования, но и повышению оперативности диагностических исследований при неотложных состояниях, тяжелых пациентов и детей.

Использование современных технологий в лучевой диагностике расширили возможности их применения для раннего выявления заболеваний на доклиническом этапе (скрининговых исследованиях). Традиционно для этих целей применялась рентгенография и флюорография (диагностика заболеваний легких, молочных желез). С появлением УЗИ и КТ эффективность скрининга качественно возросла. Эти технологии позволяют осуществлять выявление практических всех групп наиболее распространенных и социально значимых заболеваний, доля которых в смертности и потере работоспособности населения наиболее высока. К ним относятся заболевания сердечно-сосудистой системы (ИБС, мозговой инсульт) и онкологические заболевания (рак легкого, молочной железы, предстательной железы, толстой кишки, предстательной железы).

Отмечается тенденция к уменьшению использования ангиографических исследований с диагностической целью. Так, в диагностике заболеваний аорты и ее ветвей, легочной артерии, центральных вен неинвазивные методы практически полностью заменили катетеризацию. Практически единственным исключением остается коронарная ангиография, однако и в этой области развитие КТ и МРТ позволяют надеяться, что в ближайшие годы этот метод диагностики будет неинвазивным. С другой стороны, именно ангиография дала рождение такой важнейшей и высокоэффективной области медицины, как интервенционная радиология (эндоваскулярная хирургия). Развитие этой дисциплины и ее возможности превзошло самые смелые ожидания.

Таким образом, вышеперечисленные достижения обуславливают стратегический путь развития лучевой диагностики.

Существует мнение, что следующим шагом в лучевой диагностике будет развитие так называемой молекулярной диагностики (molecular imaging), когда становится возможным очень раннее выявление болезней на основе обнаружения «больных» клеток или молекул. На сегодняшний день эта цель может быть реализована с помощью радионуклидных методов, таких как однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), однако возможно использование и новейших методик МРТ (рис.5). Нет сомнений, что молекулярная диагностика – это ближайшее будущее радиологии. В то же время не следует забывать, что ожидаемый в ближайшие годы переход молекулярной диагностики из лабораторий в клиническую практику не отменит необходимости диагностики «традиционных» заболеваний, например, переломов или пневмоний – с помощью традиционных методов лучевой диагностики.

В медицинской литературе имеется множество публикаций, описывающих диагностические возможности новых клинических методов исследования. К ним относятся оптическая томография, электрическая импедансная томография, магнитокардиография и магнитоэнцефалография, методики получения изображений с использованием излучений в терагерцовой и микроволновой частях электромагнитного спектра. Например, получены многообещающие результаты в диагностике рака молочной железы [6] и изучении структуры атеросклеротических бляшек с помощью лазерной оптической томографии.

Заключение

Многие эксперты высказывают мнение, что, как в случае Х-лучей или МРТ, мы должны со дня на день ожидать очередного «прорыва» в лучевой диагностике, к которому приведет появление метода визуализации, основанного на принципиально новом физическом принципе. Однако высочайший уровень развития современных методов лучевой диагностики и продолжающееся их совершенствование говорят о том, что в ближайшие 10-15 лет именно лучевая диагностика по-прежнему будет обеспечивать получение основного объема диагностической информации. Опыт показывает (можно привести пример развития мультиспиральной КТ) что новый виток в развитии радиологии может произойти и в результате совершенствования «старой» диагностической технологии, что чаще всего и происходит. Планы производителей медицинской аппаратуры свидетельствуют о том, что основной упор по-прежнему будет делаться на производство рентгеновской, ультразвуковой, радионуклидной и магнитно-резонансной аппаратуры.

Важную роль стали играть комбинированные системы. Так, ПЭТ системы постепенно вытесняются комбинацией ПЭТ/КТ (рис.6). Разрабатываются модели ОФЭКТ/КТ, ПЭТ/МРТ. Подобные устройства сочетают в себе все достоинства современных томографических методов.

В связи с совершенствованием технической базы лучевой диагностики меняется и роль специалиста по лучевой диагностике. Для того чтобы радиология сохранилась как единая дисциплина, специалисты по лучевой диагностике должны играть роль экспертов по рациональному использованию методов диагностики и выбору оптимальной стратегии обследования пациента. Современные методы диагностики (в первую очередь это относится к КТ, МРТ и УЗИ) позволяют получать великолепные диагностические изображения, практически идентичные реальной анатомии органа. Появились термины «виртуальная анатомия», «виртуальная хирургия». Однако основная цель современной лучевой диагностики – не просто создание «красивых изображений», а использование всего потенциала нового поколения медицинской техники для быстрой и точной диагностики с целью снижения заболеваемости и смертности населения.

Распространенное мнение о том, что современные методы лучевой диагностики являются «эффективными, но слишком дорогими» глубоко ошибочно. Благодаря техническим усовершенствованиям, радикально изменились подходы к последовательности применения методов диагностики. Все реже используется многоступенчатая схема «от простого – к сложному». Наиболее целесообразным оказывается применение одного-двух наиболее эффективных диагностических методов. С этой точки зрения существенные затраты системы здравоохранения на лучевую диагностику не выглядят избыточными, скорее наоборот. В западных странах они достигают 12-16% от бюджета здравоохранения, в России эти цифры гораздо ниже.

Таким образом, подходы к использованию различных методов лучевой диагностики должны основываться с одной стороны, на клинической и диагностической целесообразности, а с другой – на анализе взаимоотношения «эффективность-затраты». Развитие службы лучевой диагностики должно учитывать не только современные тенденции в применении новых методов, но и структуру заболеваемости населения и реальные потребности лучевой службы в здравоохранении.

Литература

1. Календер В. Основы рентгеновской компьютерной и магнитно-резонансной томографии. М., Техносфера, 2006.
2. Ринк П.А. Магнитный резонанс в медицине // М., Геотар-Мед, 2003.
3. Синицын В.Е., Терновой С.К. // Магнитно-резонансная томография в новом столетии. Радиология-практика 2005; 4: 17-22.
4. Терновой С.К., Синицын В.Е. Развитие компьютерной томографии и прогресс лучевой диагностики // Радиология-практика 2005; 4: 23-29.
5. Blackmore CC. Radiology and information technology: a health services research perspective. // Acad Radiol 2005;12:397–398.
6. Choe R, Corlu A, Lee K, et al. Diffuse optical tomography of breast cancer during neoadjuvant chemotherapy: a case study with comparison to MRI. // Med Phys 2005;32:1128–1139.
7. Flohr TG, Schaller S, Stierstorfer K, Bruder H, Ohnesorge BM, Schoepf UJ. Multi–detector row CT systems and image-reconstruction techniques. // Radiology 2005; 235(3):756–773.
8. Thrall JH. Reinventing radiology in the digital age. I. The all-digital department. // Radiology 2005;236(2):382–385
9. Wagner RF, Beiden SV, Campbell G, et al. Assessment of medical imaging and computer-assist systems: lessons from recent experience. // Acad Radiol 2002;9: 1264–1277.
10. Wang XF, Deng YB, Nanda NC, et al. Live three-dimensional echocardiography: imaging principles and clinical application. // Echocardiography 2003;20: 593–604.
11. Wernick M, Aarsvold J. Emission tomography: the fundamentals of PET and SPECT. Boston, Mass: Academic Press, 2004