Автор: Min Woo Lee
Вступление
УЗИ широко используется для интервенционных процедур печени благодаря ряду преимуществ. При выполнении интервенционных процедур под УЗ-контролем врачу необходимо держать в голове результаты МРТ и КТ для поиска поражения, что совсем не удобно во время исследования. Кроме того, мешает деформация и смещение печени, что происходит при дыхательном движении и сердцебиении пациентов.
Fusion Imaging – это метод, который объединяет два разных метода визуализации. В области вмешательства УЗИ в реальном времени обычно объединяют с другими методами визуализации, такими как КТ, МРТ и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ). Таким образом, визуализация Fusion Imaging получила значительное внимание, поскольку она может помочь врачам проводить интервенционные процедуры с высокой степенью достоверности и точности.
Для технологии fusion imaging доступны различные методы отслеживания, включая оптическое, основанное на изображениях, и электромагнитное отслеживание. В общем, оптическое отслеживание чаще всего используется для хирургических процедур и отслеживания на основе изображений для сосудистых вмешательств. В отличие от этого, ЭM-слежение наиболее широко используется при вмешательствах под контролем УЗИ.
Слияние изображений с помощью ЭМ-трекинга может быть выполнено с использованием внешних фидуциальных маркеров или внутренних анатомических ориентиров. КТ выполняется с внешними фидуциальными маркерами, прикрепленными к поверхности тела вокруг целевого органа.
Слияние изображений также может быть выполнено с использованием внутренних маркеров пациентов. Внутренние маркеры относятся к анатомическим элементам в печени пациента, таким как очаговые поражения печени (то есть киста или кальцификация), раздвоение печеночной или воротной вены.
Концепция
Первым этапом объединения изображений с использованием этого метода является загрузка набора данных для объединения с данными УЗИ на аппарат. Затем выполняется объединение изображений, которое обычно состоит из регистрации плоскости и точки. Любая плоскость, которая четко показывает анатомические ориентиры в обоих наборах данных, может быть использована для регистрации плоскости.
После регистрации плоскости выполняется регистрация точек для более точного соответствия двух наборов данных изображения. Обычно это делается путем указания одной и той же анатомической точки рядом с поражением мишени между УЗИ в реальном времени и изображениями КТ или МРТ, которые можно повторять до получения оптимального слияния изображений (рис. 1). Если поражение-мишень уже идентифицировано на УЗИ до применения комбинированного изображения, слияние изображения может быть выполнено очень быстро с использованием следующего метода: плоскость изображения, содержащая целевое поражение, используется для регистрации плоскости, а само поражение-мишень используется как точка регистрации с указанием центра поражения.
Рисунок 1: Слияние изображений УЗИ и МРТ; A. Загруженные данные МРТ обрабатываются на УЗ-аппарате и отображаются в корональной плоскости (справа) на мониторе. Изображение УЗИ (левая фигура) также сканируется вдоль корональной плоскости, которая показывает аналогичные анатомические структуры. Стрелки указывают на правую печеночную вену, которая использовалась в качестве анатомического ориентира. B. Для калибровки слияния изображений регистрация точек выполняется путем размещения курсора (перекрестного маркера) на той же анатомической структуре. В этом примере точка бифуркации нижней полой вены и правой печеночной вены использовалась для регистрации точки. C. После регистрации ориентира и точки, поражение обычно появляется в похожем месте каждого изображения.
После применения Fusion Imaging изображения КТ или МРТ отображаются рядом или наложены на монитор. Таким образом, изображение КТ и МРТ показывает ту же плоскость и движется синхронно с датчиком УЗИ в реальном времени. Таким образом, Fusion Imaging позволяет врачу обнаружить поражение цели с плохой сонографической видимостью.
Время, необходимое для слияния изображений, варьируется в зависимости от технологий получения изображений слияния и уровня опыта врача.
Применение Fusion Imaging для визуализации поражений печени
Многие интервенционные процедуры на печени выигрывают от использования Fusion Imaging, позволяя врачу проводить чрескожные интервенционные процедуры для лечения поражений, которые при других условиях были бы невозможны. Например, она полезна для чрескожной биопсии очагового поражения печени, которое плохо видно на В-режиме УЗИ (рис. 2, 3).
Рисунок 2: Биопсия под контролем Fusion imaging фокального поражения печени с плохой сонографической видимостью у пациента с раком поджелудочной железы.
A. Изображение МРТ гепатобилиарной системы показывает 6-миллиметровое очаговое поражение печени (стрелка). B. Чрескожная биопсия была выполнена, чтобы исключить метастазирование. Повреждение (стрелка) может быть идентифицировано с использованием Fusion imaging, даже если оно было невидимым при УЗИ в B-режиме. Биопсия показала, что это был метастаз от рака поджелудочной железы.
Рисунок 3:Биопсия под контролем Fusion imaging очагового поражения печени у пациента с вирусом гепатита В.
A. Предварительно контрастное изображение МРТ взвешенное по методу T1, показывает плохо очерченное повреждение (стрелка). B. Повреждение (стрелка) показывает усиление васкуляризации. C. В гепатобилиарной зоне поражение (стрелка) показывает низкую интенсивность сигнала. D. Было выполнено планирование УЗ- радиочастотной абляции, поскольку поражение было диагностировано как небольшая гепатоцеллюлярная карцинома.
Слияние изображений также улучшает видимость гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК) и дает возможность чрескожной радиочастотной абляции ГЦК, не идентифицируемых в В-режиме. Следовательно, это может уменьшить количество сеансов РЧА для ГЦК, невидимых в режиме B.
Учитывая, что обнаруживаемость ГЦК зависит от размера опухоли, Fusion Imaging будет более полезной для небольших ГЦК. Это предположение было подтверждено недавним исследованием, в котором обнаруживаемость ГЦК размером менее 2 см была намного выше при использовании Fusion Imaging, чем при использовании обычного В-режима, тогда как для ГЦК, равной или превышающей 2 см, это было не так. Fusion-визуализация также полезна для предотвращения неправильной ориентации ГЦК-абляции псевдолезии, а не истинного повреждения.(рис. 4, 5).
Рисунок 4: Радиочастотная абляция под контролем Fusion imaging гепатоцеллюлярной карциномы 1,2 см с плохой сонографической видимостью у пациента. А. МРТ изображение опухоли в правом куполе печени. B. На УЗИ до Fusion imaging было выявлено небольшое эхогенное повреждение (стрелка). C. Однако после слияния изображения индекс опухоли (стрелка) располагался в другом месте. Следовательно, поражение, идентифицированное до слияния изображений, было псевдоповреждением. D. Оперативная КТ после Fusion imaging показывает, что это был техническая ошибка.
Рисунок 5: Радиочастотная абляция под контролем Fusion imaging гепатоцеллюлярной карциномы 3,1 см.
A. Изображение МРТ в артериальной фазе T1 показывает увеличение опухоли (стрелка) в правой доле печени. B. Повреждение (стрелка) показывает низкую интенсивность сигнала в гепатобилиарной фазе. C. Проведена радиочастотная абляция под контролем Fusion imaging. Остаточная неаблированная опухоль (стрелка) была идентифицирована интуитивно на основе присоединенных МРТ изображений. D. Остаточная опухоль была удалена путем изменения положения одного электрода. E. КТ подтверждает успешное удаление.
Fusion Imaging и CEUS
CEUS может использоваться в дополнение к Fusion Imaging, если поражения-мишени имеют плохую видимость даже при Fusion-визуализации(рис. 6-8).
Рисунок 6: A. T1-взвешенное МРТ изображение показывает тонкое усиливающееся повреждение (стрелка) в 6 сегменте печени. B. Повреждение (стрелка) показывает низкую интенсивность сигнала. C. Проведена абляция под контролем Fusion imaging. Из-за грубой эхо-текстуры печени индекс опухоли был неидентифицируемым даже при УЗИ, где опухоль (стрелка) была расположена на добавочном МРТ изображении. D. Был добавлен контраст. В артериальной фазе определяется усиливающий узелок (стрелка). E. В фазе Купфера поражение (стрелка) рассматривается как дефект, подтверждающий, что поражение является ГЦК. F. Таргетирование проводилось в фазе Купфера. Стрелки указывают на открытый наконечник электрода. G. КТ подтверждает успешное удаление.
Рисунок 7: А. На МРТ, Т2-взвешенном изображении – поражение (стрелки) показывает типичные особенности визуализации ГЦК. B. Чтобы быть уверенным, УЗИ с контрастном проводилось в дополнение к Fusion imaging. C. В артериальной фазе поражение (стрелка) показывает сильное усиление. D. В фазе Купфера поражение (стрелка) рассматривается как дефект, указывающее на то, что оно является ГЦК. E. КТ подтверждает успешное удаление.
Рисунок 8: Радиочастотная абляция с использованием метода слияния изображений и контрастного ультразвукового исследования (CEUS) гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК) 1,3 см у пациента с носителем вируса гепатита B.
A. Изображение артериальной фазы T1-взвешенного МРТ показывает небольшое усиливающееся повреждение (стрелка) на периферии 6-го сегмента печени. B. Повреждение (стрелка) показывает низкую интенсивность сигнала в гепатобилиарной фазе. C. Проведена абляция под контролем Fusion imaging, которая показала поражение в аналогичном месте (стрелка) опухоли на слитном МРТ изображении. D. Однако, чтобы избежать риска неправильной ориентации, использовался CEUS. Истинная ГЦК была скрыта тенью ребра и была идентифицирован как небольшое усиливающееся повреждение, когда пациент слегка вдохнул E. КТ подтверждает успешное удаление.
Совместное использование Fusion Imaging и CEUS имеет несколько преимуществ для локализации небольших ГЦК с плохой сонографической видимостью. Более того, общее время процедуры сокращается в разы. С помощью фьюжн-визуализации оператор может оценить местоположение поражения-мишени перед контрастной инъекцией, что облегчает оценку узелка на протяжении всей сосудистой фазы. Если поражение показывает усиление кровотока и низко эхогенный дефект во время постсосудистой фазы, нам не нужно повторно вводить контраст, чтобы увидеть так называемую визуализацию дефекта-реперфузии для ГЦК.
Ограничения Fusion Imaging
Поскольку обычные наборы эталонных данных (КТ, МРТ или ПЭТ) получены с пациентами в состоянии задержки дыхания, они содержат статические изображения. Для сравнения, на рабочий набор данных (УЗИ в реальном времени) влияет деформация ткани из-за дыхания и движения пациента. Кроме того, позиционирование пациентов во время УЗИ может отличаться от позиционирования при сборе эталонных данных.
Кроме того, большинство коммерчески доступных систем визуализации слияния основаны на жесткой регистрации, в которой отсутствует компенсация дыхания и движений пациента. Следовательно, некоторая степень ошибки регистрации неизбежна между набором эталонных данных и УЗИ.
В методе формирования изображения слияния на основе электромагнитного слежения увеличение напряженности магнитного поля может повысить точность слияния изображения. Следовательно, генератор магнитного поля должен быть расположен рядом с областью интереса и опорными точками кожи, что может ограничивать свободное движение устройства во время процедур. Кроме того, поскольку однородность магнитного поля также имеет решающее значение, любой проводящий объект или магнитное вещество должно быть расположено далеко, чтобы не изменять магнитное поле.
