Клиническая цифровизация визуальных проявлений позднего лучевого цистита (пилотное исследование)
Актуальность. Поздний лучевой цистит представляет собой необратимое и постоянно прогрессирующее заболевание, захватывающее не только слизистую оболочку мочевого пузыря, но все его слои. Существующие методы визуализации биоптатов сложны и недостаточно информативны, поскольку изменения в глубоких слоях стенки и критерии их оценки на ультраструктурном уровне не достаточно изучены.Бердичевский Б.А., Павлова И.В., Бердичевский В.Б., Гоняев А.Р., Зубик Г.В., Сапоженкова Е.В., Учаев Д.А., Корабельников М.А., Крупинкина Д.Б.
Цель исследования. Изучить возможность клинической цифровизации визуальных проявлений позднего лучевого цистита по результатам сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и совмещенной позитронно-эмиссионной компьютерной томографии (ПЭТ/КТ) стенки мочевого пузыря. Материалы и методы. В статье приведены четыре клинических наблюдения цифровизации визуальных проявлений позднего лучевого цистита. Клинические проявления возникли в период от 12 до 24 месяцев после дистанционной лучевой терапии рака шейки матки 2 стадии. Выполнялась биопсия стенки мочевого пузыря для проведения СЭМ. ПЭТ/КТ сканирование проводилось с 11С-холином, при этом оценивался стандартизированный уровень захвата (SUVmax). Клиническая цифровизация путем 3D-реконструкции цистоскопической картины и ультраструктуры всех элементов стенки мочевого пузыря в едином блоке по показателю SUVmax выполнялась с использованием оригинальной компьютерной программы.
Результаты. При комплексной оценке полученных данных установлено, что цистоскопические и ультраструктурные проявления позднего лучевого цистита совпадают с особенностями визуальной картины ПЭТ/КТ насыщения стенки мочевого пузыря мечеными молекулами 11С-холина. Увеличение SUVmax сопровождается нарастанием цистоскопических и ультраструктурных изменений в его стенке . Создана вероятная 3D-цистоскопическая модель и 3D-ультраструктурная реконструкция всех элементов стенки мочевого пузыря в едином блоке для каждого клинического наблюдения.
Выводы. Показана взаимосвязь цифрового показателя SUVmax в стенке мочевого пузыря с цистоскопическими и ультраструктурными проявлениями позднего лучевого цистита в удобной для восприятия практическим врачом форме. ПЭТ/КТ с 11С-холином может служить дополнительным инструментом в оценке тяжести течения позднего лучевого цистита.
Ключевые слова
клиническая цифровизация
поздний лучевой цистит
ПЭТ/КТ
сканирующая электронная микроскопия
Список литературы
1. Bardychev M.S., Terekhov O.V. Radiation cystitis and its treatment using Gepon, an immunomodulator with anti-inflammatory activity. Pharmateca. 2004;1289:65–68. Russian (Бардычев М.С., Терехов О.В. Лучевые циститы и их лечение с применением гепона-иммуномодулятора с противовоспалительной активностью. Фарматека. 2004;1289:65–68).
2. Loran O.B., Sinyakova L.A., Guspanov R.I. Radiation damage to the urinary system in onco-gynecological diseases. Medical Information Agency Publishing House, 2019. 120 p. Russian (Лоран О.Б., Синякова Л.А., Гуспанов Р.И. Лучевые повреждения органов мочевой системы при онкогинекологических заболеваниях. Издательство «Медицинское информационное агентство», 2019. 120 с.)
3. David J. Abramowitz, Jonathan N. Warner. Clinical Management of Radiation Cystitis: A Narrative Review. AME Medical Journal. 2021;6:8–18. DOI: 10.21037/AMJ-20-169.
4. Browne C, Davis NIALLA. A review of the pathophysiology and treatment of radiation cystitis Wiley Advances in Urology January 2015 2015(1):1–7. DOI:10.1155/2015/346812
5. Mota S, Ward EP, Bartolone SN, Chancellor MB, Zwaans BMM. Identifying molecular mechanisms of radiation cystitis: RNA sequencing evidence. Int J Mol Sci. 2024;23:2632.
6. Streltsova O.S., Moiseev A.A., Kiseleva E.B., Maslennikova A.V., Taratova E.A. Operative In-Life Assessment of the Connective Tissue Condition of the Urinary Bladder in the Possibility of Predicting the Severity of Radiation Injury. Experimental and Clinical Urology. 2018;4:32–38. Russian (Стрельцова О.С., Моисеев А.А., Киселева Е.Б., Масленникова А.В., Тарарова Е.А. Оперативная прижизненная оценка состояния соединительной ткани мочевого пузыря в возможностях прогнозирования тяжести лучевого поражения. Экспериментальная и клиническая урология. 2018;4:32–38).
7. Kiseleva E.B., Gubarkova E.V., Dudenkova V.V., Timashev P.S., Kotova S.L., Timofeeva L.B., Kirillin M.Yu., Belkova G.V., Solovyova A.B., Streltsova O.S., Gladkova N.D. Additional study of the state of collagen in bladder diseases using cross-polarization optical coherence tomography, nonlinear and atomic force microscopy. Modern Technologies in Medicine. 2017. No. 1. URL: https://cyberleninka.ru. Russian (Киселева Е.Б., Губарькова Е.В., Дуденкова В.В., Тимашев П.С., Котова С.Л., Тимофеева Л.Б., Кириллин М.Ю., Белкова Г.В., Соловьева А.Б., Стрельцова О.С., Гладкова Н.Д. Дополнительное исследование состояния коллагена при заболеваниях мочевого пузыря методами кросс-поляризационной оптической когерентной томографии, нелинейной и атомно-силовой микроскопии. Современные технологии в медицине. 2017. № 1. URL: https://cyberleninka.ru).
8. Mochalov K.E., Korzhov D.S., Altunina A.V. Ultrastructural 3D Microscopy for Biomedicine. Principles, Applications, and Prospects. Acta Naturae (Russian version). 2024. No. 1. URL: https://cyberleninka. Russian (Мочалов К.Е., Коржов Д.С., Алтунина А.В. Ультраструктурная 3D-микроскопия для биомедицины. Принципы, применение, перспективы. Acta Naturae (русскоязычная версия). 2024. № 1. URL: https://cyberleninka).
9. Wan Q, Xiong G, Liu G, Shupe TD, Wei G, Zhang D, Liang D, Lu X, Atala A, Zhang Y. Urothelium with barrier function differentiated from human urine-derived stem cells for potential use in urinary tract reconstruction. Stem Cell Res Ther. 2018;9(1):304. doi: 10.1186/s13287-018-1035-6. PMID: 30409188; PMCID: PMC6225683.
10. Khan SR, Hackett RL. Identification of urinary stone and sediment crystals by scanning electron microscopy and x-ray microanalysis. J Urol. 1986;135(4):818–25. doi: 10.1016/s0022-5347(17)45868-x. PMID: 3959214.
11. Neuhaus J, Schroeppel B, Dass M et al. 3D electron microscopic characterization of interstitial cells in the superior lamina propria of the human urinary bladder. Neurourology and Urodynamics. 2017;9999:1–10. https://doi.org/ 10.1002/nau.2327
12. Jhang JF, Ho HC, Jiang YH, Lee CL, Hsu YH, Kuo HC. Electron microscopic characteristics of interstitial cystitis/bladder pain syndrome and their association with clinical condition. PLoS One. 2018;13(6):e0198816. doi: 10.1371/journal.pone.0198816. PMID: 29879217; PMCID: PMC5991750.
13. Wang, X., Jemaa, S., Fredrickson, J. et al. Detection and segmentation of the heart and bladder in FDG PET/CT using deep learning. BMC Med Imaging 22, 58 (2022). https://doi.org/10.1186/s12880-022-00785-7
14. Lu XP, Sung WW, Weng JH, Weng JH, Hsia JY, Kao PF. Bladder Distention Demonstrating Vesicourachal Diverticulum on 18 F-FDG PET/CT Images of a Lung Cancer Patient. Clin Nucl Med. 2023;48(7):610–611. doi: 10.1097/RLU.0000000000004678. Epub 2023 May 11. PMID: 37167287.
15. Хаджибаев М.А., Махкамов К.Э., Азизов М.М. Интеграция компьютерного инжиниринга и аддитивных технологий в медицинскую сферу // Вестник экстренной медицины. 2019. № 2. URL: https://cyberleninka.ru/article/
16. Granov A.M., Tyutin L.A., Ryzhkova D.V. et al. Ability to cause malignant neoplasms of the pelvic organs. RU2246259C1. Published: 16.03.2005. Russian (Гранов А.М., Тютин Л.А., Рыжкова Д.В с соавт. Способность вызывать злокачественные новообразования органов малого таза. RU2246259C1. Опубликовано: 16.03.2005).
17. Pinto, João Tiago Ribeiro. A CAD system for 3D reconstruction of the urinary bladder from computed tomography data. (2016).://api.semanticscholar.org/CorpusID:195736100
18. Ibishev Kh.S., Krakhotkin D.V., Kogan M.I. et al. Method for Differential Diagnosis of Chronic Recurrent Cystitis (RU(11) 2 723 024. Published: 2020.06.08. Russian (Ибишев Х.С., Крахоткин Д.В., Коган М.И. с соавт. Способ дифференциальной диагностики хронического рецидивирующего цистита (RU(11) 2 723 024. Опубликовано: 2020.06.08).
19. Andrikos I, Stefanou K, Bellos C, Stergios G, Alchera E, Locatelli I, Alfano M. EDIT Software: A tool for the semi-automatic 3D reconstruction of bladder cancer and urinary bladder of animal models. Comput Methods Programs Biomed. 2023;232:107448. doi: 10.1016/j.cmpb.2023.107448. Epub 2023 Feb 26. PMID: 36871545
20. Koichiro Ichimura, Soichiro Kakuta, Yuto Kawasaki. Morphological process of podocyte development revealed by block scanning electron microscopy. J Cell Sci. 2017;130(1):132–142. https://doi.org/10.1242/jcs.187815
21. Berdichevsky B.A., Berdichevsky V.B., Gonyaev A.R., Zubik G.V. Computer program for visual and block 3D ultrastructural visualization of the probability of disruption of the bladder tissue barrier based on whole-body 11C-choline PET/CT. Certificate of state registration of a computer program No. 2025610931 dated 15.01.2025. Russian (Бердичевский Б.А., Бердичевский В.Б., Гоняев А.Р., Зубик Г.В. Компьютерная программа визуальной и блочной 3D-ультраструктурной визуализации вероятности нарушения мочетканевого барьера мочевого пузыря по результатам ПЭТ/КТ всего тела 11С-холином. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2025610931 от 15.01.2025).
Об авторах / Для корреспонденции
А в т о р д л я с в я з и: Б. А. Бердичевский – д.м.н., профессор, профессор кафедры онкологии с курсом урологии ФГБОУ ВО «ТюмГМУ» Минздрава РФ, Тюмень, Россия; e-mail: doktor_bba@mail.ruТакже по теме
