Значение метода трехмерной эхографии в оценке объема щитовидной железы

Актуальность проблемы:

В последние годы, на фоне общего роста эндокринной патологии обращает на себя внимание неуклонное повышение частоты заболеваний щитовидной железы. Более трети населения мира страдает различными формами тиреоидной патологии. 2,2 миллиарда человек проживает в районах йодной недостаточности, эндемичных по зобу (ВОЗ, 2001) [55, 182]. Зоб на сегодняшний день остается наиболее распространенной патологией щитовидной железы. По данным ВОЗ на 2001 год зобом на Земле страдает более одного миллиарда человек. Около 100 миллионов из них являются нетрудоспособными. Ежегодно отмечается неуклонный рост заболеваемости зобом — так в 1998 году зобом страдало 844 миллиона человек. Зоб занимает третье место в ряду ведущих причин заболеваемости в мире (после железодефицитной анемии, болезней шеи и спины) и четвертое место среди причин нетрудоспособности [55, 182].

Эта проблема приобрела еще большую остроту в связи с произошедшей в 1986 году аварией на Чернобыльской АЭС, после которой стал отмечаться прирост заболеваемости аутоиммунным зобом и раком щитовидной железы. Так, по данным ВОЗ, заболеваемость раком щитовидной железы за последние 10 лет возросла в 2 раза. Ежегодно только в США регистрируется более 30 000 впервые выявленных случаев рака, проводится более 60 000 тиреоидэктомий, 1100 больных погибает от этого заболевания [4, 72].

В связи с этим, в настоящее время, по-прежнему привлекает внимание проблема диагностики и лечения заболеваний щитовидной железы, в особенности, зоба, занимающего по частоте ведущее место среди тиреопатологий. Оценка истинных размеров щитовидной железы играет существенную роль, поскольку она позволяет не только установить диагноз зоба, классифицировать степень увеличения железы, но и контролировать объем щитовидной железы при гормональном лечении эндемического зоба и тиреоидита, при динамическом наблюдении за объемом остаточной ткани' щитовидной железы в послеоперационном периоде [20, 24, 35, 74, 84, 85, 92, 95, 158, 160, 175]. Знание объема и массы щитовидной железы необходимо и при расчете дозьь радиоактивного йода при лечении больных тиреотоксикозом при диффузно-токсическом зобе, смешанном токсическом зобе, токсической аденоме, при? послеоперационных рецидивах, а также при лечении рака щитовидной железы [20, 24, 40, 72, 76, 84, 85, 34, 95, 146,158, 160, 162, 165, 175].

С тех пор, как Howray и соавторы (1955) впервые продемонстрировали возможность применения ультразвука в исследовании щитовидной железы, а почти через 10 лет Yamakawa К., Naito S. и Fujimoto Y. впервые опубликовали ультразвуковые сканограммы щитовидной железы (1966;1967гг.), накоплен значительный опыт применения этого метода в эндокринологии [20, 84, 165]. С помощью ультразвука можно производить детальную оценку структурных органных изменений щитовидной железы, тиреоидного объема без использования инвазивных процедурвнешнего ионизирующего излучения и введения радионуклидных препаратов. Высокая информативность, простота и неинвазивность, абсолютная безвредность позволяет использовать метод у детей и беременных. Это делает его незаменимым и практически обязательным в диагностике заболеваний щитовидной железы [4, 20, 24, 39, 50, 84, 85, 84, 175].

Однако остается фактом, что традиционная ультразвуковая технология может обеспечить только получение двухмерного изображения, использование которого имеет ряд существенных недостатков, ограничивающих получение важной диагностической информации. Сущность проблемы определяется невозможностью точного измерения объектов сложной конфигурации, к которым относится щитовидная железа [84, 165, 175]. При стандартном ультразвуковом исследовании существование ошибки в определении объема связано с анатомическими вариациями формы щитовидной железы, техническими особенностями сканирования, различиями в подходах к определению размеров долей щитовидной железы [20, 84, 85, 175]. Используемая в настоящее время в тиреоидной волюметрииформула Brunn J. et', al. (1981), по данным мировой литературы дает значительную ошибку — 10−30% [19, 20, 84, 85, 95, 111, 175]. В связи с чем, поиск новых, более точных методов оценки объема щитовидной железы продолжает привлекать внимание специалистов.

Реализованные в начале 90-х годов новые методы обработки сигнала дали возможность создания систем: трехмерной визуализации, которые в настоящее время стали успешно внедряться в клиническую практику. Использование многопроекционных технологий, позволяет производить исследование срез за срезом, с получением раннее недоступных сечений Метод трехмерной ультразвуковой визуализации в значительной степени позволяет преодолеть недостатки традиционной двухмерной эхографии, упомянутые выше [87−89, 108, 109, 112, 134, 116, 145, 167−169, 175, 183].

Быстрое распространение высокотехнологичной аппаратуры с возможностью получения трехмерного ультразвукового изображения позволило накопить определенный опыт использования 3D визуализации в различных областях медицины, например, для визуализации: плода, сердца, органов малого таза, паренхиматозных органов (в основном, печени, предстательной железы), полыхорганов (желчного пузыря), периферических, центральных и мозговых сосудов и т. д. [36, 83, 87−89, 102, 129, 131, 137, 140−142, 159, 154, 157, 171, 177, 179, 187−189, 191, 195]. Вместе с тем, вопросы применения метода трехмерной — визуализации в диагностике тиреоидной патологии остаются нерешенными в настоящее время. В частности, практически отсутствует информация по применению метода трехмерной визуализации для определения объема щитовидной железы.

Цель работы: Определение возможностей метода трехмерной реконструкции ультразвуковых изображений в оценке объема щитовидной железы.

Задачи исследования:

1. Разработать методику определения объема щитовидной железы ультразвуковым методом трехмерной поверхностной реконструкции с использованием магнитных позиционеров.

2. Определить путем эксперимента (фантомные исследования) in vitro степень точности вычисления объемов объектов различной конфигурации стандартным двумерным методом и методом трехмерной реконструкции.

3. Провести сравнительный анализ результатов измерения объема щитовидной железы, полученных различными методиками двумерной эхографии и методом трехмерной реконструкции ультразвуковых изображений.

4. Определить воспроизводимость результатов измерения объема щитовидной железы ультразвуковыми методами двухмерной и трехмерной эхографии при оценке одним и разными исследователями.

Научная новизна работы:

Впервые разработана методика — определения объема щитовидной железы ультразвуковым методом трехмерной поверхностной реконструкции с использованием магнитных позиционеров.

Впервые определено значение метода трехмерной эхографии в оценке объема щитовидной железы.

Впервые с помощью фантомных исследований in vitro определена и доказана с степень точности метода трехмерной эхографии в оценке объема объектов различной конфигурации.

Впервые проведен сравнительный анализ возможностей различных методов двумерной эхографии и метода трехмерной эхографии в оценке объема щитовидной железы.

Впервые оценена воспроизводимость двумерной и трехмерной волюметрии щитовидной железы при измерении одним и разными исследователями.

Практическая ценность работы:

Повышение точности измерений объема щитовидной железы при использовании трехмерной эхографии расширяет диагностические возможности метода в ситуациях, когда необходимо более точное знание тиреоидного объема (при гормональном лечении зоба и тиреоидита для контроля тиреоидного объема при динамическом наблюдении, для оценки объема остаточной ткани в послеоперационном периоде, для расчета дозы радиоактивного йода при радиойодтерапии тиреотоксикоза и рака щитовидной железы).

Повышение воспроизводимости результатов исследования при использовании трехмерной эхографии дает возможность более точно оценивать динамику изменений объема щитовидной железы при проводимой терапии и проводить ее коррекцию на основе получаемых данных.

Апробация работы.

Апробация диссертации состоялась на совместной конференции кафедры ультразвуковой диагностики РМАПО МЗ и CP РФ и отделения ультразвуковой диагностики Госпиталя ГУВД г. Москвы 16 января 2004 г.

Объем и структура работы.

Диссертация изложена на 145 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, заключения, практических рекомендаций, выводов, указателя литературы. Диссертация иллюстрирована 30 рисунками, 21 таблицей. Указатель литературы включает 196 источников, из них 96 отечественных и 100 иностранных авторов.

выводы.

1. Методика ультразвукового исследования щитовидной железы в режиме трехмерной визуализации является высокоточным методом оценки тиреоидного объема, позволяющим определять объем объектов простой (эллипсоидной) и сложной конфигурации со средней ошибкой, равной 4,3%.

2. Разработанная методика трехмерной реконструкции ультразвуковых изображений проста в выполнении, необременительна для больного и требует на выполнение около 15−20 минут времени.

3. Метод двумерной волюметрии с использованием формулы Brunn J. и соавт., (1981), позволяет определять объем объектов простой (эллипсоидной) конфигурации с ошибкой, равной 9,8%, при оценке объектов сложной, отличной от эллипса, конфигурации — со средней ошибкой, равной 21,4%,.

4. При использовании различных методов двумерной волюметрии в оценке объема щитовидной железы наиболее точно тиреоидный объем определяется при использовании формулы Brunn J. и соавт. (1981).

5. Трехмерная эхография щитовидной железы характеризуется более высокой воспроизводимостью волюметрических измерений в сравнении с двумерной эхографией.

6. Волюметрические измерения, получаемые в двумерном эхографическом режиме при оценке одним исследователем, являются более воспроизводимыми, чем при оценке разными исследователями.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Исследование щитовидной железы в режиме трехмерной поверхностной реконструкции ультразвуковых изображений должно проводиться в стандартных условиях: через несколько часов после приема пищи, в положении пациента лежа на спине, с подложенным под шею валиком, обеспечивающем свободную траекторию движения датчика, на фазе задержки дыхания и глотания пациента.

2. С целью минимизации артефактов, приводящих к погрешностям в геометрии, объемное сканирование железы должно проводиться в медленном и устойчивом режиме, по специально разработанной методике исследования.

3. Оценка объема щитовидной железы в режиме трехмерной эхографии должна осуществляться отдельно по каждой доле железы.

4. С целью оптимизации ультразвукового изображения щитовидной железы в трехмерном режиме рекомендованы следующие установочные параметры: пиксельное разрешение, равное 350−400 пикселяммаксимальное значение режима прозрачности изображениявыключенный режим сглаживаниянулевой режим контрастности и режим интенсивности, равный 1,00.

5. Оценка волюметрических показателей щитовидной железы в режиме трехмерной поверхностной реконструкции ультразвуковых изображений рекомендуется в ситуациях, когда необходимо более точное знание тиреоидного объема: при гормональном лечениизоба и тиреоидита (для контроля объема щитовидной железы при динамическом наблюдении), для оценки объема остаточной ткани в послеоперационном периоде, для расчета дозы радиоактивного йода 1311 при лечении тиреотоксикоза и рака щитовидной железы.