Early diagnosis of prostate cancer by HistoScanning device


Glybochko P.V., Alyaev Yu.G., Amosov A.V., Krupinov G.E., Kudryavtsev Yu.V., Obukhov A.A., Ganzha T.M., Amosov N.A.

Urology Department (head – corresponding member of RAMS, professor – U.G.Alyaev) of I.M.Sechenov First Moscow Medical State University; Research Institute for Uronephrology and Reproductive Health of I.M.Sechenov First SMU
For the purpose of improving diagnosis of prostate cancer (PC), the authors used an innovative HistoScanning device. According to the standard procedure accepted at the clinic, 326 patients admitted with suspected prostate cancer were evaluated. Patients with elevated prostate-specific antigen (PSA) were divided into three groups depending on the degree of its increase, which ranged from 1.09 to 209 ng/ml; Group 4 (conventional control) consisted of patients with BPH, and Group 5 (control) consisted of healthy men aged 21 to 28 years. At the next step, histoscanning was performed with construction of maps of the prostate, which was used when performing a biopsy. The results of histoscanning were compared with data of morphological examination of biopsy material, and with the data of visual and morphological studies of surgical specimens in patients undergoing radical prostatectomy.
High diagnostic value of histoscanning was demonstrated, as even in patients of Group 1 sensitivity was 89%, specificity - 96%, in patients of Group 2 and 3 - 96 and 94%, 99 and 97%, respectively. False positive results occurred in 11% of cases, false negative - only in 0.6%.

Введение. По данным ВОЗ, заболеваемость раком предстательной железы (РПЖ) неуклонно растет
во всем мире, а в нашей стране это заболевание в структуре общей онкологической заболеваемости
занимает 3-е место после злокачественных объемных образований легких и желудка. До 40% мужчин
в возрасте от 60 до 70 лет и уже 70% мужчин старше 80 лет имеют РПЖ различных стадий. Около
70% больных обращаются к врачу с уже запущенным заболеванием в стадии Т3—Т4 и метастазами.
В настоящее время доля РПЖ среди всех онкологических заболеваний мужчин в развитых странах
составляет около 15%, в развивающихся — около 4%. Например, в Швеции доля РПЖ достигает 37%
среди всех раковых заболеваний мужчин [1].

В связи с особенностями клинического течения опухоль может долгие годы не только не сказываться на самочувствии больного, но и практически никак не проявлять себя. На сегодняшний день при подозрении на РПЖ рутинными в нашей стране стали следующие обследования: определение уровня
простатспецифического антигена (ПСА), пальцевое ректальное исследование (ПРИ), УЗИ, ТРУЗИ предстательной железы и даже в некоторых случаях МРТ органов малого таза. Однако все вышеперечисленные методики имеют определенные недостатки – о референсном значении уровня ПСА до сих пор нет единого мнения в онкоурологическом сообществе, диагностическая чувствительность ПРИ и ТРУЗИ составляют примерно 50% и обеспечивают выявление заболевания в основном на стадии Т3–Т4. Чувствительность МРТ в выявлении РПЖ также не превышает 75% [1]. Результаты современных исследований в нашей стране показали, что ни одна из используемых в настоящее время неинвазивных методик не может дать абсолютно точной информации о наличии РПЖ [2–4].

С целью улучшения диагностики и выявляемости онкологического процесса предстательной железы
в НИИ уронефрологии и репродуктивного здоровья человека Первого МГМУ им. И. М. Сеченова
начали работать, используя инновационный аппарат гистоскан (HistoScanning) Гистосканирование –
это запатентованная технология дифференцировки, характеристики и визуализации тканей простаты,
основанная на анализе обратного рассеивания ультразвука. С помощью данного аппарата с высокой
степенью точности можно провести ультразвуковое сканирование предстательной железы, выявляя в
ней участки ткани, подозрительные на рак [5].

Установка для гистосканирования состоит из специального 3D-ультразвукового аппарата и специальной приставки – гистосканера, который по результатам акустического исследования формирует 3D-модель, на основании которой можно судить о гистологическом строении исследуемого органа.

Создание технологии HistoScanning основано на сравнении гистологического исследования и акустических характеристик одних и тех же тканей у 40 тыс. пациентов. Различные типы ткани простаты обладают различными акустическими характеристиками. Данные характеристики уникальны благодаря таким физическим параметрам, как отсутствие четких границ между различными по гистологическому строению тканями, неидентичный рост этих тканей, особенности васкуляризации и различная плотность тканей. Изменения, обнаруженные с помощью системы HistoScanning, не различимы при традиционном УЗИ в серой шкале и допплеровском режиме.

Материалы и методы. С помощью системы HistoScanning были обследованы 326 пациентов.
Всем больным выполнен стандартный диагностический комплекс, включивший клинические и
биохимические анализы крови, определение общего уровня ПСА (по показаниям, при общем ПСА
более 4 нг/мл, определение свободной его фракции; плотности ПСА), общий анализ мочи, 3-стаканную
пробу, урофлоуметрию, трансабдоминальное УЗИ и ТРУЗИ простаты, а также допплерографическое
исследование сосудов предстательной железы [6–8]. Содержание ПСА у обследованных пациентов
варьировалось от 1,09 до 209 нг/мл. Пациенты с повышенным уровнем ПСА (с подозрением на РПЖ)
были распределены в три группы в зависимости от степени его повышения. Кроме того, были выделены
две контрольные группы.

Первую группу составили 211 (65%) пациентов, уровень ПСА у которых не превышал 10 нг/мл. На начальном этапе мы планировали, что нижняя граница уровня ПСА для данной группы составит 4 нг/мл
(по данным Европейской ассоциации урологов подозрительным на РПЖ считается уровень ПСА
свыше 4 нг/мл). Однако в ходе исследования были выявлены пациенты, которым после выполнения
гистосканирования, несмотря на нормальный уровень ПСА в крови (менее 4 нг/мл), была показана
биопсия простаты.

Во 2-ю группу вошли 52 (16%) пациента (средний возраст – 67,2 года) с уровнем ПСА 10—20 нг/мл.

Третью группу составили 33 (10%) пациента (средний возраст – 69,5 года), содержание ПСА у которых
превышало 20 нг/мл. Всем больным этих трех групп была выполнена биопсия простаты.

Четвертая, “условно-контрольная”, группа представлена 20 (6%) пациентами (средний возраст –
64 года) с уровнем ПСА от 1,8 до 4,8 нг/мл. У этих больных была выявлена аденома предстательной
железы. Пациентам данной группы после гистосканирования выполнена трансуретральная резекция
предстательной железы.

В 5-ю, контрольную, группу вошли 10 (3%) здоровых мужчин-добровольцев в возрасте от 21 года до
28 лет с уровнем ПСА ниже 1 нг/ мл. В этой группе биопсия предстательной железы не выполнялась.

Таким образом, каждого пациента с повышенным уровнем ПСА (или с нормальным уровнем ПСА,
но с подозрением на РПЖ по данным других методов обследования), попадавшего в нашу клинику,
определяли в одну из вышеуказанных групп. Далее пациенты обследовались соответственно схеме, разработанной для данного исследования, которая в принципе представляла собой классическое обследование пациента с подозрением на РПЖ. Первым этапом пациентам выполнялось ПРИ, в ходе которого участки в простате, подозрительные на РПЖ, были выявлены у 8 (15,3%) больных 2-й группы, 29 (87,9%) – 3-й и 1 (5%) – 4-й группы. Ни у одного из обследуемых пациентов 1-й и 5-й групп при ПРИ
подозрительных на РПЖ участков не выявлено. Затем провели стандартное трансабдоминальное
УЗИ в серой шкале, затем ТРУЗИ и допплерографическое исследование. Изменения, обнаруженные в
простате, характерные для простатита и/или аденомы предстательной железы, мы не учитывали.

Изменения, характерные для РПЖ по данным ТРУЗИ и допплерографического исследования кровотока сосудов простаты, были выявлены только у 14 (42,4%) из 33 больных 3-й группы.

Вторым этапом проведено гистосканирование с построением карты предстательной железы для био-
псии (рис. 1).

Рисунок 1. Результаты гистосканирования предстательной железы.

На третьем этапе пациентам с высоким онкологическим риском, т. е. пациентам 2-й и ряду пациентам
3-й групп, выполнено МРТ с эндоректальной катушкой, а некоторым из них в дополнение – КТ органов
малого таза.

Далее пациентам 1–3-й групп под ультразвуковым контролем осуществлена трансректальная полифокальная биопсия простаты согласно картам предстательной железы, полученным при гистосканировании. У каждого пациента предстательная железа для удобства оценки результатов методики была разделена на 6 зон-секстант (рис. 2). Необходимо отметить, что количество секстант для каждого пациента постоянно и равно 6, но количество участков, взятых при биопсии, варьировалось, зависело от объема и количества подозрительных зон по данным гистосканирования. Биоптаты, взятые из этих зон, обозначались как подозрительные. Мы оценивали наличие или отсутствие подозрительного очага по данным гистосканирования в конкретном секстанте и морфологическую картину этого участка. Гистологическое заключение в нашем исследовании
являлось “золотым стандартом” выявления РПЖ. В последующем данные всех исследований сопоставлялись.

Рисунок 2. Карта предстательной железы, составленная по результатам гистосканирования.

Для оценки морфологической картины в подозрительных участках после радикальной простатэктомии мы дополнительно выполняли постоперационную биопсию, при которой забирали участки как из
подозрительных зон простаты, так и из неизмененных участков, согласно данным гистосканирования.
Удаленная железа была специально размечена на квадранты размером 5х5 мм (рис. 3). Данная разметка позволяет пространственно правильно спроецировать подозрительные участки, полученные
при гистосканировании, на предстательную железу. Пронумеровав столбики ткани, мы отправили их на морфологическое исследование, выполненное “слепым методом”, т. е. специалисты-морфологи не
знали, какие участки простаты они исследуют.

Рисунок 3. Сопоставление удаленной при радикальной простатэктомии простаты, с картой органа, полученной на основе гистосканирования для проведения постоперационной биопсии "слепым методом".

Результаты. Главным и самым ожидаемым результатом для нас, конечно же, было совпадение данных
гистосканирования и морфологического заключения. Как правило, при трансректальной биопсии
осуществлен забор 12 традиционных столбиков ткани и дополнительно к ним еще по 1 или 2 столбика в зависимости от числа подозрительных участков по данным гистосканирования. Здесь необходимо
отметить, что при выполнении классической полифокальной биопсии предстательной железы у 72
пациентов 1-й группы подозрительные участки по данным гистосканирования полностью попадали в
зоны забора ткани простаты. Соответственно, у данных пациентов мы не брали дополнительные столбики, а стандартные столбики, взятые из измененных, по данным гистосканирования участков простаты и обозначались нами как подозрительные.

У остальных 139 пациентов 1-й группы подозрительные участки по данным гистосканирования или
частично, или полностью не попадали в зоны забора кусочков простаты при стандартной биопсии. У
этих пациентов мы брали дополнительные столбики, также обозначенные нами как подозрительные.
Таким образом, от всех пациентов 1-й группы суммарно мы получили 2954 столбика ткани предстательной железы, из которых 2532 – это стандартные столбики ткани, а 422 – дополнительные. На рис. 4 представлена схема забора столбиков ткани при биопсии простаты.

Рисунок 4. Схема забора столбиков ткани при биопсии простаты.

Для оптимизации и упрощения подсчета окончательных результатов обследования пациентов с учетом гистосканирования и морфологического исследования нами был разработан следующий метод. Для
каждого пациента подсчитывали количество столбиков ткани, взятых при полифокальной биопсии
простаты из подозрительных участков. Это были как стандартные столбики ткани, взятые из подозрительных участков, так и дополнительные столбики, взятые из участков, которые также причислили к подозрительным. Общее количество подозрительных на РПЖ столбиков ткани простаты у пациентов 1-й группы составило 1242. Затем таким же образом подсчитали для каждого из тех же пациентов количество столбиков ткани, взятых при полифокальной биопсии простаты из неизменных, по данным гистосканирования, участков. Это количество стандартных столбиков из неподозрительных участков простаты составило 1712. Далее мы оценили морфологическую картину всех столбиков ткани предстательной железы и сравнили ее с результатами гистосканирования.

При сравнении результатов были получены следующие данные. Из 1242 столбиков ткани предстательной железы, взятых из подозрительных участков, в 1103 (88,8%) кусочках был верифицирован РПЖ. В 70 (5,6%) подозрительных кусочках простаты из 1242 морфологически была выявлена простатическая интраэпителиальная неоплазия (ПИН) высокой степени. Для 68 (5,5%) из 1242 подозрительных столбиков диагноз был сформулирован как “отсутствие рака, или ПИН III степени” [9]. Кроме этого в 10 (0,58%) из 1712 неподозрительных столбиков ткани простаты был обнаружен РПЖ.

Получив эти данные, мы статистически подсчитали чувствительность и специфичность метода выявления рака предстательной железы аппаратом гистоскан (см. таблицу).

Таблица. Результаты гистосканирования у пациентов 1-й группы.

Мы разработали методику подсчета секстант в простате. Секстанты получили при построении карты
предстательной железы после выполнения гистосканирования, при котором железа автоматически
разделялась на шесть зон. Соответственно, для 1-й группы общее количество секстант определяется по следующей формуле: n 6, где n — число пациентов.

Для каждого конкретного пациента в дополнение к оценке столбиков ткани проведена оценка результатов гистосканирования предстательной железы по секстантам, т.е. мы оценили карту простаты, на которую были нанесены участки, подозрительные на РПЖ. В каждом конкретном наблюдении определялось количество пораженных секстант и затем сравнивалась морфологическая картина в этих секстантах.

Были получены следующие данные. В 1-й группе было выполнено 211 исследований, общее количество секстант составило 1266 (211×6=1266). В 759 секстантах по данным гистосканирования определены подозрительные участки. Из них в 668 секстантах диагноз РПЖ подтвержден морфологически. Таким образом, чувствительность гистосканирования в 1-й группе при помощи оценки по секстантам в плане диагностики РПЖ составила 88%.

Далее нами были проанализированы морфологические заключения у пациентов 1-й группы. У 188 (89,1%) из 211 пациентов в подозрительных участках, согласно результатам гистосканирования,
морфологически подтвержден РПЖ. Из них у 134 (71,3%) определена высокодифференцированная
аденокарцинома, у 37 (19,7%) – умереннодифференцированная аденокарцинома, у 17 (9%) – низкодифференцированная аденокарцинома. У 11 (5, %) пациентов (возраст – 58–73 года, уровень ПСА – 3,2—9,8 нг/мл) в подозрительных участках диагностирована ПИН III степени. В 12 (5,7%) наблюдениях (возраст – 55—71 год, уровень ПСА – 4,1—8,7 нг/мл), в которых по данным гистосканирования определены подозрительные участки, данных за рак не получено.

Рисунок 5. Сопоставление визуального осмотра макропрепарата удаленной простаты с данными гистосканирования.

После верификации диагноза пациентам было назначено специфическое лечение РПЖ.
Пациентам с низким онкологическим риском и локализованным РПЖ выполнена радикальная простатэктомия. Как было сказано, после выполнения радикальной простатэктомии в тесном сотрудниестве со специалистами-морфологами результаты гистосканирования нами оценивались и сопоставлялись с результатами морфологического исследования удаленного органа. Так, на рис. 5а представлена фотография макропрепарата, где разрез прошел через участок РПЖ, обведенный красной линией, а на рис. 5б представлена карта простаты, полученная при гистосканировании, где схематично указана линия разреза макропрепарата, обозначенная синей линией.

Показатели чувствительности и специфичности гистосканирования во 2-й и 3-й группах составили
96 и 94 %, 99 и 97 % соответственно.

Приводим клиническое наблюдение.

Б о л ь н о й А. 49 лет поступил в клинику с диагнозом “подозрение на РПЖ”. Уровень ПСА – 4,8 нг/мл. По данным ПРИ предстательная железа мягкоэластической консистенции, без патологических очагов. По результатам ТРУЗИ в режиме серой шкалы, допплерографии очагов, подозрительных на рак, не
выявлено (рис. 6). Полифокальная трансректальная биопсия предстательной железы выполнена согласно карте, полученной при гистосканировании. Было взято 12 стандартных и 3 дополнительных столбика ткани (рис. 7). Результаты биопсии подтвердили данные гистосканирования. Пациенту выполнена радикальная позадилонная простатэктомия. Отмечено полное соответствие расположения опухолевого очага по данным гистосканирования и патологоанатомического исследования.

Рисунок 6. Данные ТРУЗИ больного А. в режиме серой шкалы (а) и доплерографии (б)

Рисунок 7. Схема забора столбиков ткани при биопсии простаты у больного А.

Заключение. Таким образом, проведенное исследование показало высокую диагностическую ценность
гистосканирования при РПЖ, что позволяет использовать данный метод для раннего выявления этого
заболевания.


About the Autors


Obukhov A.A., e-mail obuxov_al@mail.ru


Similar Articles


Бионика Медиа