Computed tomography laser mammography

Souhrn

Computed tomography laser mammography je nová vyšetřovací metoda, která je určena k zobrazování cévních struktur prsu. Zobrazuje jak cévy fyziologické, tak i neovaskularizaci, která může doprovázet rostoucí zhoubný nádor. K zobrazení cévních struktur v prsu CTLM je využíván laserový paprsek o vlnové délce 808 nm, který se absorbuje v krevních barvivech fyziologických i patologických cévních struktur a umožňuje tak vizualizovat jejich distribuci. Průkaz neovaskularizace pomocí CTLM nabízí nové možnosti v mamodiagnostice. CTLM by tak měla být schopna odlišit maligní ložisko od benigního. V současné době je CTLM s ohledem na dosavadní výsledky pouze doplňující metodou základních vyšetřovacích metod.

Klíčová slova:
benigní a maligní nádor prsu, CT laserová mamografie, deoxyhemoglobin a oxyhemoglobin, neovaskularizace.

ÚVOD

Při diagnostice onemocnění prsu se používají dvě základní vyšetřovací metody, ke kterým patří mamografie (MG) a ultrazvuk (UZ). Podle věku a nálezu se používají samostatně nebo ve vzájemné kombinaci. Do 40 let je základní vyšetřovací metodou ultrazvuk, nad 40 let mamografie. Pokud je důvod, ať již z klinického nálezu či z UZ vyšetření, pak se provádí MG i u žen pod 40 let. Ultrazvuk lze podle klinického stavu a nálezu opakovat neomezeně v každém věku (1, 2).

Mamografie se provádí jako diagnostická mamografie u pacientek s klinickými příznaky onemocnění prsu, s hmatnými ložisky a v průběhu léčby pacientek s diagnózou zhoubného onemocnění prsu a v rámci jejich pravidelných kontrol. Kromě diagnostické mamografie se používá screeningová (preventivní) mamografie, která je určena pro asymptomatické ženy bez hmatné léze ve věku od 40 do 69 let. Cílem screeningové mamografie je záchyt nehmatných nádorů, které jsou úspěšněji léčitelné než hmatné nádory zjištěné při diagnostické mamografii.

Pokud je výsledek mamografického či ultrazvukového vyšetření nejednoznačný a neurčí, zda je ložisko jednoznačně benigní, nebo pokud ložisko vykazuje známky svědčící pro malignitu, k ověření etiologie sledovaného ložiska se provádí biopsie (1, 2). Další běžně dostupné a používané metody potřebné ke zpřesnění diagnózy a/nebo ke stanovení stadií onemocnění prsu jsou magnetická rezonance, mamoscintigrafie, výpočetní tomografie a PET CT (3, 4). Kromě nich se v posledních letech objevují nové vyšetřovací metody. Jejich snahou je zdokonalit diagnostiku onemocnění prsu. Mezi tyto metody patří UZ elastografie, impedanční tomografie, mikrovlnná radiometrie a CT laserová mamografie (CTLM). Jsou zatím k dispozici pouze na několika málo pracovištích, do budoucna by však mohly přispět ke zlepšení diagnostiky onemocnění prsu (5, 6).

Computed Tomography Laser Mammography

Zobrazení neovaskularizace pomocí CTLM

Computed tomography laser mammography (CTLM) je nová vyšetřovací metoda, jejíž fyzikální princip je odlišný od dosud známých vyšetřovacích metod. Tato metoda umožňuje zobrazení distribuce hemoglobinu (oxyhemoglobinu a deoxyhemoglobinu) v prsu pomocí laserového paprsku. Při CTLM se zobrazí fyziologické cévní struktury prsu (obr. 1) a předpokládá se, že by se měly, pokud jsou přítomny, zobrazit rovněž patologické cévní struktury (neovaskularizace), které doprovázejí existenci a růst maligních tumorů a jejichž růst je podmíněn procesem angiogeneze (6, 7).

Růst novotvořených cév je podmíněn angiotaktickou látkou, zvanou vascular endothelial growth factor (VEGF). Maligní nádory pomocí těchto angiotaktických látek podporují růst krevních cév z okolí směrem k nádoru v počátcích jeho růstu. Patologické cévní struktury vytvořené při angiogenezi tak poskytují výživu pro rostoucí maligní tumor (8).

Neovaskularizace v okolí nádoru má většinou mnohem větší rozměry, nežli je velikost vlastního nádoru. To však platí pouze pro malé nádory, které mohou mít ve svém okolí poměrně rozsáhlou neovaskularizaci. Naopak v okolí velkých nádorů, které jsou však detekovatelné jinými diagnostickými metodami (UZ nebo MG), nebývá neovaskularizace obvykle patrná (6, 7). Předpokládaným přínosem CTLM je tedy možnost zobrazení neovaskularizace, která je podmíněná přítomností především časných stadií maligních tumorů (4, 5).

K zobrazení cévních struktur při CTLM vyšetření se používá vhodná vlnová délka laserového paprsku – 808 nm. Při této vlnové délce dochází k absorpci laserového paprsku v krevních barvivech (oxyhemoglobinu a deoxyhemoglobinu) fyziologických i patologických cévních struktur prsu. Na výsledných skenech se pak zobrazují jednak mamární žíly a vaskularizovaná žláza, a pokud je přítomna, pak neovaskularizace v okolí nádoru (obr. 2). Vlastní nádor se při CTLM nezobrazuje (6, 7).

Deoxyhemoglobin a oxyhemoglobin mají při vlnové délce 808 nm stejný absorpční index. V ostatních tkáních nedochází při této vlnové délce k absorpci laserového paprsku, protože jejich absorpční index při 808 nm je velmi nízký. Vzniklé skeny tak ukazují rozdíly v absorpci laserového paprsku v tkáních bohatých na hemoglobin (neovaskularizace, cévy, vaskularizovaná prsní žláza) a v tkáních s vyšším obsahem tuku nebo vody (tuková involuce, cysty). Na výsledných skenech je vidět plošné a prostorové rozložení hemoglobinu, a tím nepřímo zobrazení jak fyziologických, tak novotvořených cévních struktur v prsu, které se barevně odlišují od ostatních okolních tkání s minimálním cévním zásobením. Neovaskularizace, žíly a vaskularizovaná žláza jsou na snímcích zastoupeny barvou bílou až zelenou – podle množství obsaženého hemoglobinu. Čím je odstín zelenobílé barvy jasnější, tím je obsah hemoglobinu vyšší. Naopak tkáně s vyšším obsahem vody nebo tuku a s minimálním cévním zásobením laserové záření vlnové délky 808 nm neabsorbují a jsou na výsledném snímku černé, protože intenzita signálu v těchto tkáních je nízká až nulová (tab. 1) (6, 7).

Konstrukčně je CTLM přístroj podobný počítačovému tomografu. Gantry CTLM přístroje je uloženo kolmo pod plochou vyšetřovacího stolu, místo rentgenky je dioda. Dioda jako zdroj laserového paprsku je uložena na vnitřní straně stěny válcovitého otvoru skenovací komory ve vyšetřovacím stole, zároveň jsou ve stěně tohoto otvoru v kruhu uloženy dvě řady po 84 detektorech. Dioda během vyšetření postupně obíhá po jednotlivých vrstvách synchronně s kruhem detektorů vyšetřovaný prs a současně emituje laserové záření. Detektory absorbují laserové záření, které se v hemoglobinu v prsu neabsorbovalo a prošlo dál mimo prs (6, 7).

Vyšetření na CTLM přístroji

K vyšetřování prsů se používá přístroj CTLM^® Model 1020, Imaging Diagnostic Systeme. Součástí přístroje je vyšetřovací lůžko (obr. 3), počítač, vyšetřovací konzole s monitorem pro laborantku a vyhodnocovací konzole s monitorem pro lékaře, který snímky z CTLM hodnotí.

Vyšetřování na CTLM přístroji se provádí v zatemněné místnosti, aby denní či umělé světlo nezkreslovalo vyšetření. Během vyšetření má být žena v absolutním klidu, aby nevznikaly pohybové artefakty. Pacientka během vyšetření leží na břiše k boku lehce stočená a vyšetřovaný prs volně visí v gantry vyšetřovacího stolu (obr. 4). Na začátku vyšetření se provede pilotní vrstva při bázi prsu u hrudníku tak, aby uložení prsu během vyšetření bylo rovnoměrné a zamezilo se vzniku artefaktů. Následně se vyšetří celý prs od báze po bradavku vrstvami od 1 do 4 mm, 1 mm vrstvy se nastavují u drobných prsů, u objemnějších prsů jsou vrstvy nastaveny po 4 mm.

Po vyšetření jednoho prsu následuje vyšetření druhého stejným způsobem. Délka vyšetření závisí na velikosti prsu, ženy s menšími prsy jsou vyšetřené za 10 až 15 minut, ženy s objemnými prsy za 20 až 30 minut.

Vyšetření na CTLM má některá omezení. Neprovádí se u žen s postižením kůže prsů (záněty, rány, čerstvé jizvy), s prsy výrazně pooperačně deformovanými, s tetováním na kůži prsů, s hematomy v prsech, u žen s implantáty a dále u těhotných a kojících žen. Pro ženy vyššího věku a ženy se zhoršenou hybností je vyšetření z důvodu obtížného ukládání na vyšetřovací stůl a polohování na něm velmi obtížné až nemožné (6, 7).

Hodnocení CTLM snímků

Po vyšetření pacientky se jednotlivé vrstvy podle množství zachyceného laserového záření v detektorech zpracují následně v počítači CTLM přístroje do výsledných skenů, které jsou pak k dispozici na monitoru vyhodnocovací konzole ve formě dvourozměrných skenů (2D) ve třech základních rovinách a ve formě trojrozměrného skenu (3D) (obr. 5).

Z dvourozměrných skenů se hodnotí žilní systém a vaskularizovaná žláza v prsu a sleduje se porušení jejich vzhledu při přítomnosti neovaskularizace. Tyto 2D skeny se prohlížejí po jednotlivých vrstvách. Pro hodnocení jsou důležité skeny v koronární rovině, kde se zobrazují typické trojúhelníkovité struktury, které odpovídají jednotlivým lalokům prsní žlázy. Ty jsou vzhledem k dostatečnému cévnímu zásobení na CTLM dobře zobrazitelné. Porušení jejich vzhledu je charakteristické pro přítomnost neovaskularizace.

Dále se hodnotí trojrozměrný sken (3D), na kterém je distribuce hemoglobinu zachycena prostorově. Trojrozměrný sken lze prohlížet a otáčet v jakékoliv rovině a hodnotit rozložení hemoglobinu na povrchu i v hloubce vyšetřovaného prsu. Na trojrozměrných skenech se zobrazují povrchové i hluboké žíly, které jsou vzájemně propojené spojkami. Žíly mají typický průběh, směrem k prsní bázi se rozšiřují, u hrudní stěny vykazují v prostorovém trojrozměrném skenu typický pyramidový tvar a široce nasedají na hrudní stěnu. Tyto žíly mají při bázi velmi vysokou signálovou intenzitu. Jednotlivé tepny jsou na rozdíl od žil velmi úzké a při CTLM je nelze zobrazit.

Neovaskularizace, které odpovídá oblast proliferace drobných cév, se pak svým vzhledem a lokalizací odlišuje od běžných cévních struktur v prsu. Na snímcích má vysokou intenzitu signálu, je zelenobílá. Vypadá jako kulovitý, oválný, činkovitý či jinak atypický útvar. S žilami nekomunikuje a je uložena samostatně v prsu (6, 7).

Možnosti využití CTLM

CT laserová mamografie vychází z teoretického předpokladu, že je schopna zobrazit neovaskularizaci u maligních nádorů (obr. 6 a 7). Díky tomu by měla být schopna odlišit maligní ložisko od ložiska benigního a usnadnit tak diferenciální diagnostiku. Tak by se měl omezit počet core-cut biopsií k jejich rozlišení. Angiogeneze je při CTLM podle literárních údajů prokazatelná v průměru u 77 % maligních nádorů (9, 10). Výsledky z našeho pracoviště ve srovnání s literárními údaji nedosahují tak optimistických hodnot. Ve skupině našich pacientek s ověřeným maligním nádorem (73 žen) jsme angiogenezi zjistili pouze u 17 (23 %) pacientek.

Angiogeneze je dle dostupných údajů přítomna u 20–35 % benigních nálezů v prsu, jako jsou fibroadenomy, sklerózující adenóza či chronická fibrózní mastopatie (9, 10). U skupiny 87 pacientek s benigním výsledkem histologie z core-cut biopsie jsme angiogenezi zjistili u šesti (7 %) pacientek.

Podle dosavadních výsledků je CTLM schopna zobrazit neovaskularizaci jen u některých zhoubných nádorů prsu, počet maligních nádorů bez zachycené angiogeneze je proto dosti vysoký. V současnosti tedy zatím nelze pomocí CTLM vyšetření jednoznačně odlišit zhoubný nádor od nezhoubného (7, 9, 10).

U pacientek s již diagnostikovaným maligním nádorem prsu, které jsou léčeny neoadjuvantní terapií, by se dala CTLM využít ke kontrole efektu neoadjuvantní léčby. Po úspěšné léčbě by oblast neovaskularizace měla regredovat. Literární údaje týkající se této problematiky jsou pouze ojedinělé a výsledky zatím nejednoznačné (6).

Další z potenciálních možností využití CTLM je detekce skrytého karcinomu prsu u žen s bohatou mléčnou žlázou, která není na MG dobře přehledná, a u mladých žen, u kterých se preventivní mamografie z důvodu věku neprovádí. V těchto případech by se měl skrytý karcinom prokázat díky přítomnosti neovaskularizace (6).

K jednoznačné výhodě této metody patří, že na rozdíl od mamografie nepoužívá k zobrazení cévních struktur prsu rentgenové záření, ale záření laserové ze spektra infračerveného světla, které nemá vedlejší účinky na lidský organismus. CTLM vyšetření je pro ženy bezbolestné, na rozdíl od někdy pociťované bolestivé komprese prsu při mamografii (7).

CTLM je v současné době k dispozici jen na několika desítkách pracovišť ve světě a její praktické využití v mamodiagnostice je prozatím nevýznamné.

Závěr

CTLM patří mezi nové vyšetřovací metody ověřované při diagnostice onemocnění prsu. Svou možností zobrazení neovaskularizace by mohla výrazně přispět ke zlepšení diferenciální diagnostiky onemocnění prsní žlázy. V současné době však nedovede jednoznačně odlišit maligní nádor od nádoru benigního, neboť neovaskularizaci prokáže jen u části maligních nádorů. CTLM se používá pouze jako doplňující metoda základních vyšetřovacích metod v mamodiagnostice, a to jen na několika pracovištích ve světě. Další rozvoj této nové metody ukáže, jaké místo v budoucnu zaujme mezi ostatními vyšetřovacími metodami.

Zkratky

CTLM – výpočetní tomografická laserová mamografie (Computed tomography laser mammography)

MG – mamografie

nm – nanometr

PET CT – pozitronová emisní tomografie a počítačová tomografie

UZ – ultrazvuk

VEGF – cévní endoteliální růstový faktor (vascular endothelial growth factor)

2D – dvourozměrné zobrazení

3D – trojrozměrné zobrazení

Adresa pro korespondenci:

MUDr. Alena Bílková

Radiodiagnostická klinika 3. LF UK a FNKV

Šrobárova 50, 100 34 Praha 10

fax: +420 267 162 409,

e-mail: alena.bilek@seznam.cz