Илюхин Евгений Леонидович

Тема: "Разработка специализированной компьютерной системы обработки томограмм новообразований печени"
Научный руководитель: к.т.н., доцент Ярошенко Николай Александрович
Мой e-mail: iluhin@sktel.com.ua

Габуния Р.И.

Компьютерная томография в клинической диагностике

Анатомия

Печень располагается справа, непосредственно под диафрагмой. Верхняя ее граница справа находится на уровне десятого межреберья по средней подмышечной линии, слева — на уровне пятого межреберья по среднеключичной линии, нижний край расположен на уровне подреберной дуги. Печень состоит из двух долей: правой большой и левой малой, границей между ними служит серповидная связка. На висцеральной (нижней) поверхности органа две продольных борозды и одна поперечная борозда образуют четыре доли: правую, левую, квадратную и хвостовую. Спереди правая продольная борозда образует ямку желчного пузыря. В глубине поперечной борозды находятся ворота печени, через которые входят собственно печеночная артерия и воротная вена, а выходит общий желчный проток. На поверхности правой доли сверху имеется вдавление, образованное ободочной кишкой, правой почкой и надпочечником. К левой доле примыкают желудок и частично брюшная часть пищевода. Печень фиксирована сращением с диафрагмой и полой веной, а также печеночно-почечной и венечной связками.

Методика исследования

Методика исследования в каждом конкретном случае определяется в зависимости от клинических задач и характера патологического процесса. Режим сканирования и количество срезов, а также необходимость контрастирования определяются в зависимости от объема и протяженности патологического процесса в органе, его взаимоотношения с окружающими тканями, а также клинической картиной заболевания и данных УЗИ и радионуклидного исследования.

Методика исследования печени не требует специальной подготовки больного, за исключением детей; беспокойным детям в возрасте до 5 лет рекомендуется предварительная премедикация (седуксен, дроперидол или кетамин из расчета 6 – 8 мг/кг массы тела внутримышечно). Сканирование лучше проводить после легкого завтрака, однако обязательно следует выяснить чувствительность пациентов к йодистым препаратам, используемым для контрастирования.

Для оптимизации количества срезов и выбора способа контрастирования делают томограммы, которые используют для планирования толщины и количества срезов. Сканирование печени начинается с нижних отделов органа, за нулевой уровень принимаются пупочное кольцо либо крыло подвздошной кости по средне-пупочной линии. Для полного исследования печени достаточно сделать 8—12 срезов толщиной 8 мм и шагом томограммы 16 мм, т.е. через 1 срез. Первая серия снимков производится без контрастирования, чтобы получить общее представление о величине, форме органа, состоянии сосудов и желчных протоков, величине плотности паренхимы. Выполняется сканирование с применением контрастных препаратов, особенно в тех случаях, когда плотность патологических образований не отличается от плотности окружающих тканей, для выяснения причин обтурационных желтух.

значение при исследовании печени имеет способ контрастирования, т.е. количество, концентрация и скорость введения рентгеноконтрастных препаратов. При выяснении природы очаговых образований рекомендуется болюсное введение 50 – 70% контрастного вещества в объеме 100—150 мл.

При диффузных и многоочаговых поражениях проводится инфузионное введение 30% контрастного раствора и количестве 200 – 300 мл. При этом создаются условия длительного контрастирования. В ряде случаев для контрастирования печени используется внутриартериальное введение контраста через чревную или брыжеечную артерии.

Перспективны для исследования печени новые фармакоконтрастные препараты на основе эмульсии йодизированного сложного эфира, приготовленного из масел маковых зерен. При внутривенном введении этого препарата происходит их фагоцитирование клетками системы макрофагов печени и селезенки, в результате которого плотность паренхимы печени резко возрастает, а плотность патологических очагов не меняется. Для повышения информативности КТ используются широкое «окно», т.е. увеличение изображения, особенно для анализа мелких деталей, а также цифровая обработка зон интереса.

Печень в норме на томограммах (рис. 1) имеет четкие контуры, гомогенную структуру. Хорошо различаются ее доли. Форма печени меняется в зависимости от уровня томограммы – на срезах, произведенных на уровне ТX, она имеет неопределенную форму, основная масса органа, представленная правой долей, занимает большую часть правой половины брюшной полости, контур ее справа выпуклый, слева и снизу вогнутый и неровный. В передних отделах среза, левее средней линии тела, определяется свод желудка, располагающийся под левой половиной купола диафрагмы. Кзади и левее, чаще по средней фронтальной линии тела, определяется полюс селезенки. На уровне ТХ – XI начинает выявляться левая доля печени, отграниченная от правой по передней поверхности брюшинной серповидной связкой, идущей сагиттально.

Рис. 1. Томограммы брюшной полости в норме на уровне Т X – XII. LD – правая доля печени; LS – левая доля печени; L – селезенка; V- желудок. a – Т X – XI: 1 – левая доля печени; 2 – хвостовая доля печени; 3 – реберно-диафрагмальный синус; 4 – аорта; б – Т XI: 1 – квадратная доля печени;2 – общий желчный проток; 3 – хвост поджелудочной железы; 4 – селезенка; 5 – хвостовая доля печени; 6 – левая почка; 7 – аорта; 8 – левая ножка диафрагмы; 9 – правая ножка диафрагмы; 10 – нижняя полая вена; 11 – воротная вена; в – T XI – XII: 1 – квадратная доля печени; 2 – сальниковый бугор; 3 – хвост поджелудочной железы; 4 – левый надпочечник; 5 – левая почка; 6 – правый надпочечник; 7 – нижняя вена; 8 – воротная вена.

Плотность паренхимы печени колеблется у разных лиц в широких пределах от 50 до 70 HU. Видимость внутрипеченочных сосудов зависит от соотношения их плотности и плотности паренхимы. По заднемедиальному краю печени видно сечение нижней полой вены, которая идет по борозде до ТXII. Обычно плотность вен печени колеблется от 35 до 46 HU. При нормальных показателях плотности паренхимы печеночные вены на томограммах прослеживаются в виде овальных и вытянутых образований, при меньшей плотности печени изображения сосудов сливаются с окружающей паренхимой. Печеночные вены в верхней части органа на уровне Т Х – XI, в непосредственной близости от полой вены, ближе к заднемедиальному краю печени, сливаются в воротную вену. Большинство сосудов, выявляемых на снимках, представляют ветви воротной вены, которая выходит из ворот печени.

На уровне Т XII – LI у заднего края ворот печени определяется воротная вена, которая в верхнем их отделе делится на правую и левую ветви. Впереди и правее воротной вены лежит общий желчный проток, левее – собственная печеночная артерия. От ворот печени начинается правая печеночная борозда, которая спереди переходит в ямку желчного пузыря. Между ней и левой продольной бороздой лежит квадратная доля печени. На уровне L I четко определяются ямка желчного пузыря и желчный пузырь. Направление ямки косое: от медиального края печени к латеральному и сверху вниз. В связи с этим ее изображение на томограммах смещается с каждым нижележащим срезом вправо.

Желчный пузырь в большинстве случаев хорошо виден на томограммах как округлый или эллипсовидный участок с плотностью 5—10 HU. Пузырь имеет ровные четкие контуры, чаще располагается в правой доле печени или рядом с ним.

Ширина желчного пузыря колеблется от 2 до 3 см. Стенка дифференцируется только на передней медиальной поверхности, где пузырь располагается вне своего ложа. В норме стенки пузыря тонкие, имеют тенденцию к увеличению при воспалительных процессах. Желчные протоки в норме на томограммах не видны. Крупные ветви и расширенные протоки на томограммах просматриваются как самосюя1ельные структуры вследствие низкой плотности.

Злокачественные опухоли

Рак печени

К первичным злокачественным опухолям печени относятся печеночно-клеточный (гепатоцеллюлярный, гепатома), холангиоцеллюлярный (холангиокарцинома) и смешанный (гепатохолангиома) рак. По форме опухоли различают:

1. массивную форму, при которой солитарный узел занимает значительную часть органа;

2. узловую форму с наличием множественных отдаленных или сливных узлов;

3. диффузную форму, занимающую всю паренхиму органа, развивающуюся на фоне цирроза печени.

Рак печени в начальной фазе развития не имеет выраженных клинических проявлений – отмечаются похудание, чувство тяжести в правом подреберье и гепатомегалия. Поздними симптомами являются умеренная желтуха, асцит, расширение вен передней брюшной стенки.

При диффузном росте рака печень увеличена незначительно, опухоль не пальпируется, развиваются анемия, асцит, прогрессирует кахексия. Для лабораторных данных характерны повышение СОЭ, концентрации РЭА, АФП и гипохромная анемия.

Макроскопический гепатоцеллюлярный рак проявляется как солитарная с множеством узлов опухоль. На разрезах опухоли, как правило, отмечается некроз с участками кровоизлияний. На томограммах при гепатоцеллюлярных раках определяются опухоли узловой (рис. 2) или диффузной формы (рис. 3), изменения формы и размеров печени. Узлы могут быть солитарными или диффузными. Если раковая опухоль растет, пронизывая всю печень, то последняя резко изменяет плотность, на томограммах появляются множественные участки разрушения – некроз опухоли. Независимо от формы роста наблюдается расширение внутрипеченочных притоков. Большинство опухолей имеют более низкую плотность, чем окружающая паренхима. В ряде случаев при раке печени наступает обызвествление некротических участков. Одним из характерных симптомов рака является быстрое вовлечение в процесс воротной вены, сопровождающееся тромбозом и расширением ее калибра.

Рис 2 Рак печени (угловая форма). Опухоль размером 10 х 13 см занимает левую и правую доли печени, на фоне опухоли определяются участки некроза с кальцинатами. Плотность 69 HU.

Рис 3. Рак печени (диффузная форма). Опухоль размером 10 х 13 см диффузно инфильтрирует левую и правую доли печени, печеночные протоки расширены. Плотность 45 – 50 HU.

Особенно трудно дифференцировать диффузную форму рака, так как опухоль занимает почти всю паренхиму печени, что не позволяет в связи с нерезкими перепадами плотности отдельных участков судить о природе объемных образований.

КА в ряде случаев при гепатомах превышает КА окружающих участков паренхимы на 10—15%. Однако в большинстве случаев плотность опухоли ниже средних показателей плотности печени и колеблется от 40 до 60 HU. Часто на фоне опухолевых образований появляются участки с пониженной плотностью, обусловленной некрозом опухолевой ткани. После внутривенного контрастирования изменение плотности опухоли зависит от ее васкуляриза-ции. При хорошо васкуляризованных образованиях плотность может возрастать на 5—10%, а в ряде случаев не отличаться от плотности окружающей ткани или может быть ниже ее.

Трудности в дифференциальной диагностике представляет также определение рака на фоне цирротических изменений печени. В таких случаях наряду с КТ используются ангиография и радио-нуклидные исследования гепатотропными и туморотропными радиофармацевтическими препаратами (РФП). Проведение ангиографии, кроме дифференциальной диагностики опухоли, имеет значение для решения вопросов о хирургическом вмешательстве, дренировании желчных протоков и эмболизации печеночных сосудов. Нередко в печени наряду с гепатомой встречаются опухоли, исходящие из эпителия желчных протоков – холангиокарциномы. Одной из причин развития этих опухолей считают использование торотраста в качестве контрастного вещества при исследовании желчного пузыря и желчных протокол.

На томограммах изображение холангиокарциномы мало отличается от рака печени: она имеет округлую форму, неровные контуры, плотность ниже средних показателей плотности паренхимы печени. При контрастировании КА меняется незначительно. Холангиокарциномы могут состоять из одного или двух узлов и локализоваться в разных долях печени. Ангиографически при холангиокарциномах выявляются опухоли небольших размеров со слабым сосудистым разветвлением.

В детском возрасте в печени довольно часто из первичных опухолей встречаются гематобластомы, обычно имеющие эмбриональное происхождение. На томограммах опухоли имеют большие размеры, занимают всю долю или большую часть печени. Опухоль обычно имеет округлую форму, вызывает сдавление сосудов и протоков. Плотность ее колеблется от 45 до 60 HU.

Лимфома

Лимфомы встречаются редко, клинически проявляются лишь при очень больших размерах, когда определяется увеличение печени в целом, сопровождающееся чувством тяжести в правом подреберье. Лимфомы печени бывают узловой и диффузной формы. В ранних стадиях на томограммах определяется увеличение печени с наличием круглого или овального образования с неоднородной плотностью. Часто при лимфомах наряду с увеличением печени отмечается увеличение селезенки. Плотность лимфом меньше плотности окружающей паренхимы.

Метастазы в печень

Метастазы в печень встречаются довольно часто. Клинически метастазы выявляются при больших размерах опухоли или при множественных очагах. Жалобы те же, что и при первичном раке – боли в правом подреберье. При пальпации размеры печени увеличены, печень плотная, бугристая, в поздних стадиях развиваются желтуха, асцит. Наиболее часто в печень метастазируют опухоли желудочно-кишечного тракта, рак толстой и прямой кишки, желудка, поджелудочной железы, легких, молочной железы и яичников. Метастазы в печени бывают одиночные (рис. 4), но чаще множественные (рис. 5). Метастазы локализуются во всех долях органа, размеры их составляют 0.5 – 20 см. По форме метастазы бывают округлые, овальные, бесформенные. Как правило, благодаря низкой плотности они хорошо дифференцируются на фоне неповрежденной паренхимы печени. В 3% их плотность совпадает с плотностью печени, но они могут быть выявлены после внутривенного контрастирования. Встречаются метастазы с повышенной васкуляризацией, например саркомы или миосаркомы, хориокарциномы щитовидной железы, панкреатической железы и надпочечников, а некоторые метастазы, преимущественно при раке прямой кишки, могут содержать очаги обызвествления. Разрешающая способность КТ при диагностике метастазов в печени составляет 0,5—1 см, если разница между плотностью патологического очага и неизмененной печеночной паренхимы составляет 10 – 20 HU. Поэтому при подозрении на мелкие метастазы, а также для дифференциальной диагностики с доброкачественными образованиями следует использовать ангиографию или лапароскопию.

Рис. 4. Метастаз в правой доле печени размером 3 х 4 см с неровными контурами. Плотность 34 HU.

Рис. 5. Множественные метастазы рака прямой кишки в печень. Плотность очагов 32—40 HU.