способ определения объема внутриглазного образования

Формула изобретения

Способ определения объема внутриглазного образования, отличающийся тем, что проводят ультразвуковую пространственную цифровую томографию, при этом плоскость сканирования сначала располагают перпендикулярно оси, проходящей через центр образования, а затем меняют угол плоскости сканирования до выявления четкого изображения образования с максимальной площадью, дополнительно уточняют границы изображения с помощью цветового энергетического картирования и используют это изображение для формирования виртуального объемного изображения образования путем пространственной ротации с шагом 6°, после чего определяют его объем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к офтальмологии и предназначено для повышения качества диагностики.

Внутриглазные новообразования составляют 33,7% среди опухолей органа зрения всех локализаций, при этом доля злокачественных опухолей достигает 13,2% из общего количества энуклеированных глаз [Пачес А.И., Бровкина А.Ф., Зиангирова Г.Г. Клиническая онкология органа зрения. - Москва. - Медицина. - 1980 - стр.23]. Среди опухолей детского возраста доминирует ретинобластома, а среди новообразований взрослого контингента - увеальная меланома. Наметившаяся тенденция к расширению показаний к органосохраняющим методам лечения повышает требования к качеству диагностики. До недавнего времени при определении параметров опухоли обращали внимание на ее диаметр и проминенцию. Сегодня при выборе стратегии и тактики лечения, а также анализе эффективности проводимого лечения у больных с внутриглазными новообразованиями ориентируются на объем.

Уровень техники. Попытки высчитать объем опухоли предпринимались с начала 80-х годов. Для этих целей пытались совместить ультразвуковые диагностические установки с микропроцессорами, оснащенными специальным программным обеспечением. Так, Guthoff R. (1980) применил специальную программу для расчета объема тела овальной или эллипсоидной формы по отдельным акустическим сканограммам. В основе программы лежала известная формула эллипсоида (Фридман Ф.Е., Р.А.Гундорова, М.Б.Кодзов Ультразвук в офтальмологии. - Москва. - Медицина. - 1982 г - С.255)

Технически расчет объема опухоли по этой формуле не представлял трудностей. Достаточно по общепринятой методике в одной акустической сканограмме определить размеры новообразования (максимальную проминенцию и диаметр основания), затем измерить длину глаза по переднезадней его оси и радиус глазного яблока.

Полученные величины необходимо было вставить в формулу (1) и получалась искомая величина.

где V - объем опухоли;

h - половина диаметра основания;

r - радиус глазного яблока;

- половина диаметра основания.

Однако формула имела массу недостатков. С ее помощью было невозможно рассчитать объем опухоли грибовидной формы, опухоли с мультицентричным ростом (например, ретинобластомы). Она была непригодна для расчета объема обширных новообразований, развившихся в гиперметропичных глазах с коротким размером передне-задней оси, когда диаметр их основания превышал радиус глазного яблока. В этом случае под знаком квадратного корня оказывалась отрицательная величина и т.д.

Заметим, что наряду с погрешностями, обусловленными неадекватностью выбора решения (конкретной математической формулы) для поставленной задачи (точного расчета объема опухоли), имели место недостатки в самой методологии. Так, в расчет принимались данные одной единственной акустической сканограммы, на которой фиксировались максимальная проминенция и диаметр основания. Однако на практике далеко не всегда максимальной высоте новообразования соответствуют максимальный диаметр основания. Таким образом, проблема была далека от разрешения.

Позднее A.D.Gosbell (1987) повысил надежность диагностики за счет анализа серии последовательных акустических сечений, которые он получал, перемещая датчик вручную. Перемещение датчика из одного положения в другое занимало существенный промежуток времени и удлиняло продолжительность диагностической процедуры. При этом непроизвольные движения глаза значительно снижали точность измерений. Обработка окончательных результатов все равно производилась по представленной выше формуле (там же).

Р.К.Jensen (1991) в своей методике применял тот же принцип акустического сканирования, но делал это с большей скоростью за счет автоматического перемещения датчика. Повышение скорости ввода акустических сечений в компьютер нивелировало возможные помехи, связанные с непроизвольными движениями глаз. Расчет объема опухоли производился по специальной программе, основанной на анализе двумерного изображения полученных серий акустических сечений на экране монитора («Определение объема внутриглазного новообразования по результатам акустического сканирования с использованием компьютерной техники.» - Пособие для врачей, утвержденное Министерством здравоохранения РФ, составленное МНИИ ГБ им. Гельмгольца. - Москва. - 1998 - С.7 Составители: М.Б.Кодзов, А.Ф.Бровкина, Г.Д.Малюта, Ю.Г.Фишкин).

Развитие современных ультразвуковых диагностических технологий привело к значительному повышению их разрешающих способностей при анализе биологических тканей. Цифровая обработка ультразвуковых сканограмм позволила визуализировать внутриглазные новообразования самых различных размеров и акустической плотности [И.Ю.Насникова, С.И.Харлап, Е.В.Круглова «Пространственная ультразвуковая диагностика заболеваний глаза и орбиты.» - Москва. - 2004 - стр.175]. Появилась возможность воспроизведения и анализа как статических биологических объектов, так и движущихся. Среди последних немаловажное значение получили доплерографические характеристики потоков крови по сосудам. Цветовое и энергетическое картирование (ЦДК и ЭК соответственно) позволяли дополнительно контрастировать структурные образования внутри глаза за счет естественной дифференцировки сосудистой и сетчатой оболочки, проявляющихся в режимах ЭДК и ЦДК. Комбинирование же нескольких ультразвуковых режимов существенно повышало качество цифровой обработки интересующего объекта.

В ходе наработки результатов пространственного анализа внутриглазных образований с последующим ретроспективным сопоставлением У3- и морфологических данных, полученных после удаления глаз с опухолями, был установлен оптимальный алгоритм исследований, позволяющий получить наиболее точные размеры образования. Эти данные легли в основу предлагаемого нами способа определения объема внутриглазных образований.

Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является способ того же назначения, включающий ультразвуковое исследование в В-режиме серой шкалы с использованием компьютерной техники, предложенное М.Б.Кодзовым с соавт. (описание см. выше).

Кодзов М.Б. с соавт. (1998) предложил расчет объема внутриглазной опухоли на основании анализа трехмерного изображения опухоли на экране монитора в изометрической проекции и просмотра его с различных позиций. При этом авторы использовали метод интерактивной сегментации, позволявший выделить поверхность новообразования по серии акустических сечений в различных плоскостях, которые вводились в систему координат трехмерного изображения. Это обеспечивало четкое выделение внутриглазной опухоли с регистрацией ее объема в кубических миллиметрах («Определение объема внутриглазного новообразования по результатам акустического сканирования с использованием компьютерной техники.» - Пособие для врачей, утвержденное Министерством здравоохранения РФ и составленное МНИИ ГБ им. Гельмгольца. - Москва. - 1998 - С.7 Составители: М.Б.Кодзов, А.Ф.Бровкина, Г.Д.Малюта, Ю.Г.Фишкин).

Для большей наглядности производили электронное окрашивание выделенных объектов в различные цвета. Новообразование окрашивали желтым цветом, отслоенную сетчатку дифференцировали голубым, а оболочки глаза с ретробульбарной клетчаткой - зеленым. Такая методика, безусловно, имела явные преимущества перед ранее существующими.

Однако в ряде случаев опухоль могла прорасти мембрану Бруха, не вызывая обширной отслойки сетчатки, или выйти за пределы оболочек глаза в орбиту. И в этих случаях провести четкое выделение образования с определением объема становилось весьма затруднительно. К тому же электронное окрашивание искусственно выделенных объектов в различные цвета представлялось элементом работы, зависящим об чисто субъективных представлений исполнителя и его практических навыков. Это могло привести к существенным неточностям и погрешностям при вычислении объема образований.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка принципиально новых подходов с повышением качества, надежности и точности диагностики внутриглазных образований путем проведения лучевых методов исследований, где в качестве лучевого метода предлагается ультразвуковая пространственная цифровая томография.

Техническим результатом предлагаемого способа является уточнение объема внутриглазного образования с последующим выбором адекватного лечения и повышением эффективности лечения тяжелого контингента онкологических больных в виде увеличения процента сохраненных глаз, пораженных опухолями, и выживаемости самих пациентов, а также сохранение качества их жизни.

Технический результат достигается за счет применения в качестве метода исследования ультразвуковой пространственной цифровой томографии, определенного расположения плоскости сканирования, принципа выявления четкого изображения образования с максимальной площадью, дополнительного контрастирования границ изображения с помощью цветового и энергетического картирования и формирования на основе этого изображения его виртуальной модели путем пространственной ротации с шагом 6 градусов.

Способ осуществляется следующим способом.

Проводят ультразвуковую пространственную цифровую томографию глазного яблока и орбиты, располагая плоскость сканирования перпендикулярно оси, проходящей через центр внутриглазного образования, что позволяет получить истинные размеры образования по высоте (фиг.1а).

Затем меняют плоскость сканирования до выявления четкого изображения ультразвукового среза образования с максимальной его площадью, что необходимо для получения истинных размеров по основанию (фиг.1б).

Уточняют границы образования с максимальной площадью, контрастируя их с помощью цветового и энергетического картирования (Фиг.1в). Такой прием позволяет исключить или, напротив, диагностировать выход патологического процесса за пределы оболочек глаза, и в случае последнего включить размеры вышедшего участка в общий размер анализируемого образования.

Формируют виртуальное объемное изображение внутриглазного образования путем пространственной ротации с шагом в 6 градусов, используя при этом полученное четкое изображение с максимальной площадью и уточненными границами. Такой подход позволяет учесть малейшие нюансы пространственной конфигурации анализируемого образования и получить объем образования с максимальной точностью (фиг.1г-е).

Определяют объем внутриглазного образования на полученном пространственном виртуальном его изображении (фиг.1ж).

Пример 1. Пациент Л., 42 года. Диагноз: внутриглазная опухоль цилиохориоидальной локализации. При постановке диагноза и выборе тактики лечения пациента - хирургического радикального или органосохраняющего мы использовали ультразвуковую пространственную цифровую томографию глазного яблока и орбиты.

УЗ-исследование провели, располагая плоскость сканирования перпендикулярно оси, проходящей через центр внутриглазного образования (фиг.1а). Затем изменяли плоскость сканирования до выявления четкого изображения образования с максимальной его площадью (фиг.1б). Уточнили границы образования с максимальной площадью, контрастируя их с помощью цветового и энергетического картирования (фиг.1в). Сформировали виртуальное объемное изображение внутриглазного образования путем пространственной ротации с шагом в 6 градусов, используя при этом полученное четкое изображение с максимальной площадью и уточненными границами (фиг.1г-е). Определили объем внутриглазного образования на полученном пространственном виртуальном его изображении (фиг.1ж). Объем образования составил более 1,56 см³ . Учитывая, что он намного превышал разрешающие возможности органосохраняющих методов лечения, безальтернативным способом лечения пациента стала энуклеация.

Произвели удаление глазного яблока. Размеры, полученные по УЗ-данным и по гистоморфологическим макропрепаратам, совпадали (фиг.1з).

Пример 2. Пациентка 56 лет. Диагноз: внутриглазное образование, занимающее центральный отдел глазного дна. Постановку диагноза и контроль за ходом проводимого лечения пациента выполняли на основе предлагаемого нами способа с применением ультразвуковой пространственной цифровой томографии глазного яблока и орбиты. Использовали тот же алгоритм исследований, что и в предыдущем примере 1.

УЗ-исследование провели, располагая плоскость сканирования перпендикулярно оси, проходящей через центр внутриглазного образования. Затем изменили плоскость сканирования до выявления четкого изображения образования с максимальной его площадью. Уточнили границы образования с максимальной площадью, контрастируя их с помощью цветового и энергетического картирования. Сформировали виртуальное объемное изображение внутриглазного образования путем пространственной ротации с шагом в 6 градусов, используя при этом полученное четкое изображение с максимальной площадью и уточненными границами. Определили объем внутриглазного образования на полученном пространственном виртуальном его изображении. Объем образования составил 0,206 см³. Диагностировали субретинальную неоваскулярную мембрану. В качестве способа лечения использовали комбинацию: транспупиллярную термотерапию и консервативный курс лечения. Достигнуто рубцевание мембраны с последующим повышением зрительных функций. Осложнений не получено.

Таким образом, предлагаемый нами способ определения объема внутриглазных образований является высоко точным и надежным способом диагностики, позволяющим не только осуществить выбор адекватного способа лечения, но и повысить эффективность лечения.