Диффузные изменения предстательной железы: Ваш браузер устарел - МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №3

На трузи выявили увеличение размеров и умеренные диффузные изменения ткани простаты

Информация о материале: Опубликовано: 12 октября 2020

Добрый день! Спасибо Вам заранее за внимание! У моего мужа 46 лет на трузи выявили увеличение размеров и умеренные диффузные изменения ткани простаты с признаками умеренной ассимметричной гиперплазии переходных зон. Кисты простаты. Диффузоры изменения обоих семенных пузырьков киста с кальценированной капустой в левом семенном пузырька. Флеболиты с обоих сторон.
Из жалоб сильный болевой синдром при ходьбе особенно усиливается после полового акта, на фоне чего снижена половая функция + комплексы на этом фоне.
Дайте пожалуста рекомендации! что делать и куда бежать!!спасибо!
Мария

Здравствуйте, Мария. Отвечает Вам старший научный сотрудник Института урологии и репродуктивного здоровья человека Сеченовского Университета, к.м.н. Королев Дмитрий Олегович.

По данным предоставленного Вами заключения ТРУЗИ (трансректального ультразвукового исследования простаты) можно сказать о наличии у Вашего мужа доброкачественной гиперплазии простаты, кисты простаты, кисты левого семенного пузырька и флеболитов таза.

Гиперплазия простаты является доброкачественным увеличение простаты в объеме и связанным с этим ухудшением мочеиспускания, частыми походами в туалет особенно по ночам. Лечение данного заболевания основывается на выраженности клинической симптоматики и объеме остаточной мочи. При легких симптомах заболевания и объеме остаточной мочи менее 50 мл проводится медикаментозное лечение. В остальных случаях показана операция направленная на удаление аденомы простаты. Также в возрасте Вашего мужа должно быть онкологическая настороженность в плане исключения рака простаты. Для этого необходимо сдать анализ крови на онкомаркер ПСА (простатспецифический антиген) – общий и свободный, а также определить их соотношение. МРТ малого таза с контрастированием тоже может помочь для выявления онкологии органов малого таза (простаты, семенных пузырьков).

Кисты простаты, семенного пузырька, а также флеболиты таза обычно никак себя клинически не проявляют и выявляются как «находка» во время диагностического поиска. Делать с ними ничего не надо.

Гиперплазия простаты может сочетаться с хроническим простатитом, для которого как раз характеры боль отдающая в головку полового члена и мошонку, усиливающаяся после полового акта. Вне зависимости от типа простатита его основным фактом развития является застой крови в венах малого таза и в самой предстательной железе являющийся следствием малоподвижного образа жизни, нарушения диеты, длительного полового воздержание или половых излишеств, переохлаждения, злоупотребления алкоголем и/или наркотическими веществами. Еще одним характерным симптомом простатита является расстройство мочеиспускания (дизурия), которое как правило, заключается в частых позывах и ощущении неполного опорожнения мочевого пузыря – воспаленная простата увеличивается в объеме и сжимает мочеиспускательный канал. Простатит также может приводить к нарушению механизма эрекции, ослаблению оргазма – так называемый стертый оргазм. В запущенных случаях заболевания простатит приводит к развитию эректильной дисфункции (импотенции). Для постановки диагноза простатит необходимо проведение всестороннего обследования пациента. В первую очередь это сбор жалоб, определение времени начала и длительности заболевания, выяснение наличия у пациента рецидивирующей инфекции мочевых путей, бытовых и профессиональных вредностей, а также вредных привычек. Лечение простатита должно быть индивидуальным, с учетом всех жалоб пациента, общего его состояния, условий труда и быта, которые могут неблагоприятно отражаться на течение воспалительного процесса в железе.

Резюме: Вам необходимо обратиться к урологу для всестороннего обследования и определения индивидуального для Вашего мужа плана лечения.

Удачи Вам.

Ультразвуковое исследование

Ультразвуковое исследование (УЗИ) – неинвазивное исследование организма человека с помощью ультразвуковых волн. Ультразвуковой метод является высокоинформативным, безвредным (не несет лучевой нагрузки), доступным и точным. Метод дает возможность диагностировать большое количество заболеваний. Например: онкологические заболевания, хрофнические диффузные изменения в органах, диффузные изменения печени и поджелудочной железы, паренхимы почек, предстательной железы, визуализирует наличие конкрементов в почках и желчном пузыре, наличие аномалий внутренних органов и систем, определяет наличие свободной жидкости в брюшной полости, жидкостных образований в органах.

Противопоказания к УЗИ

Ультразвуковое исследование не имеет противопоказаний. Это всегда метод выбора для диагностики патологических состояний во время беременности. УЗИ не обладает лучевой нагрузкой, его можно повторять неограниченное число раз. С помощью УЗИ можно исследовать практически все органы и системы.

Подготовка

Исследование органов брюшной полости проводится натощак (предыдущий прием пищи не ранее чем за 6-8 часов до исследования), утром. Из рациона на 1-2 дня следует исключить продукты, содержащие клетчатку, бобовые, сырые овощи, черный хлеб, молоко. При наклонности к газообразованию рекомендован прием эспумизана, активированного угля по 1 таблетке 3 раза в день, других энтеросорбентов, фестала. Если пациент с сахарным диабетом, то допустим легкий завтрак (теплый чай, подсушенный белый хлеб). Для выполнения трансабдоминального исследования органов малого таза (мочевого пузыря, матки или предстательной железы) необходимо наполнение мочевого пузыря. Рекомендуется воздержание от мочеиспускания в течение 3-х часов до исследования или прием 300-500 мл воды за 1 час до исследования. При проведении внутриполостного исследования (через влагалище у женщин – ТВУЗИ, или через прямую кишку у мужчин – ТРУЗИ), наоборот, необходимо опорожнить мочевой пузырь. Ультразвуковые исследования сердца, сосудов, щитовидной железы не требуют специальной подготовки.

Как проходит обследование

Врач или медсестра пригласят Вас в кабинет ультразвуковой диагностики, и предложит Вам лечь на кушетку, обнажив исследуемую часть тела. Для наилучшего проведения ультразвуковых волн врач нанесет на кожу специальный гель, который не содержит никаких лекарственных средств и является абсолютно нейтральным для организма.

Во время исследования врач будет прижимать к телу в разных положениях ультразвуковой датчик. Изображения будут отображаться на мониторе и печататься на специальную термобумагу.

При исследовании сосудов будет включена функция определения скорости кровотока с помощью режима допплеровского исследования. В этом случае исследование будет сопровождать характерный звук, отражающий движение крови по сосуду.

На УЗИ мы можем исследовать:

Щитовидную железу. В настоящее время ультразвуковое исследование щитовидной железы является ведущим и позволяет выявить диффузные изменения паренхимы, визуализировать наличие кист, узловых образований, изменения размера железы.

Печень. Желчный пузырь и желчные протоки.

УЗ-исследование печени является высокоинформативным. Во время исследования врач оценивает размеры, структуры паренхимы, однородность, наличие очаговых образований. Метод позволяет выявить диффузные заболевания с высокой точностью и специфичностью (гепатит, жировая дистрофия, цирроз), очаговые образования (опухолевые образования, кисты). – выявление метастатического поражения печени при злокачественных опухолях любой локализации.

Исследование желчного пузыря и желчных путей.

Когда оценивается состояние желчного пузыря и протоков, оцениваются размеры, проходимость, толщина стенок, наличие конкрементов. УЗИ позволяет с точностью определить наличие конкрементов в полости желчного пузыря.

Поджелудочную железу.

Сложный для диагностики орган. При исследовании поджелудочной железы оцениваются размеры, форму, контуры, наличие образований, состояние паренхимы органа. – диагностика очаговых и диффузных заболеваний (опухоли, кисты, воспалительные процессы)

Также в настоящее время ультразвуковое исследование играет важную роль в постановке диагноза заболеваний внутренних органов, таких как:

Шея:

1. Исследование щитовидной железы.

2. Исследование слюнных желез.

3. Исследование лимфатических узлов.
– подозрение на их метастатическое поражение при выявленной злокачественной опухоли любого органа.

4. Неорганные образования шеи (опухоли, кисты).

Грудь:

Исследование молочных желез.
– уточнение неопределенных рентгенологических данных
– дифференциация кист и тканевых образований, выявленных при пальпации.

– оценка состояния молочных желез при увеличении подмышечных, под- и надключичных л\у.

Органы живота:

1. Исследование паренхиматозных органов пищеварительной системы (печень, поджелудочная железа)

2. Исследование почек и мочевых путей.
– диагностика различных заболеваний и выраженности изменений.
– выявление злокачественных новообразований и оценка распространенности процесса.
– изменения в анализе мочи.

Исследование лимфатических узлов.

– выявление их метастатического поражения при злокачественном процессе.
– лимфаденопатии.

Исследование органов малого таза.

1.Исследование мочевых путей (мочеточник, мочевой пузырь)
– диагностика различных заболеваний.
– определение остаточной мочи в мочевом пузыре.

2. Исследование предстательной железы (трансабдоминально)
– диагностика различных заболеваний
– определение стадии доброкачественной гиперплазии предстательной железы.

чем опасно, какие анализы сдать.

Типы диффузных изменений предстательной железы

Диффузные изменения в предстательной железе происходят по разным причинам.

При этих изменениях происходит либо увеличение размеров предстательной железе, либо ее уменьшение.

Если простата меньше положенных размеров, причиной выступает общая патология развития организма.

Такая патология лечится достаточно плохо и только под врачебным контролем.

Гиперпластические изменения бывают намного чаще.

Такие причины бывают самыми распространенными, такие как аденомы простаты и онкологические проблемы.

Части предстательной железы начинают увеличиваться в размерах.

Изредка аденома предстательной железы развивается одновременно во все стороны сразу.

Карцинома простаты характеризуется быстрым ростом и значительным увеличением размеров предстательной железы, ее отёчностью и травматизацией близлежащих органов.

Гиперплазия предстательной железы

О доброкачественной гиперплазии предстательной железы (ДГПЖ), или аденоме простаты мы говорим, как о доброкачественном образовании.

Оно растет из эпителиальных клеток предстательной железы или из ее стромы.

Процесс развития аденомы простаты отличается образованием маленького узелка или узелков, которые растут и давят на уретру.

Мочеиспускательный канал не может нормально опорожниться.

У ДГПЖ доброкачественное течение, она не метастазирует.

В этом коренное отличие ДГПЖ от злокачественных опухолей простаты.

Статистика говорит о том, что больше 50% мужчин старше сорока-пятидесяти лет, обращаются к урологу по причине возникшей у них аденомы простаты.

Изредка ДГПЖ развивается у более молодых мужчин.

Чем старше мужчина, тем выше риски развития аденомы предстательной железы.

Для пожилого возраста характерно развитие аденомы у восьмидесяти пяти процентов мужчин.

Методов лечения от доброкачественной гиперплазии предстательной железы существует достаточно много.

В зависимости от стадии процесса, аденому лечат медикаментозным способом, оперативными и неоперативными методами.

Увеличение и узловые изменений предстательной железы

При патологии предстательной железы злокачественного характера, а прямо скажем при раке, простата увеличивается в размерах, и для нее характерны узловые изменения.

Размеры простаты индивидуальны для каждого мужчины при разных показателях веса, количества лет и общего состояния здоровья.

Во время УЗИ при раке предстательной железы определяется наличие узелковой структуры простаты.

При этом эхогенность простаты понижена.

Какое нужно лечение узловых изменений в предстательной железе?

Лечение рака простаты и аденомы, при которой тоже наблюдаются узловые изменения, весьма различно.

О лечении аденомы мы уже немного поговорили, теперь поговорим о лечении рака предстательной железы.

Если мужчина уже в возрасте, то он может и не лечиться оперативно.

Рак простаты развивается медленно, и за его развитием наблюдает лечащий врач.

Если положение больного мужчины ухудшается, то тогда возможно и хирургическое лечение.

Проводят радикальную простатэктомию и трансуретальную резекцию простаты.

Помимо этого, совершают гормональную терапию или химиотерапию.

Кальцинаты в предстательной железе

О кальцинатах мы говорим, как о твердых частицах, которые образуются в простате из нерастворимых солей кальция.

Появление кальцинатов не нормальное явление и с этим нужно бороться.

Образование кальцинатов характерно для мужского организма, хотя они могут образовываться и не только в предстательной железе, а и в других местах.

Состав кальцинатов различный.

Они могут быть фосфатными, уратными, кальцинатными или оксалатными.

Кальцинаты бывают истинные или ложные.

Для истинных кальцинатов характерно образование, непосредственно в тканях предстательной железы.

Мочевой пузырь или почки, место образования ложных кальцинатов.

Потом они попадают в предстательную железу и попадают в мочеиспускательный канал.

Факторами появления конкрементов в простате являются наличие:

нерегулярного секса;
недостатка движения и малоподвижного поведения;
хронических или не вылеченных воспалительных заболеваний органов мочеполовой системы;
нарушений в питании, когда едят много и недостаточно и преимущественно жареную пищу.

Когда камни еще маленькие, то симптоматики, практически, нет.

Позже появляются кальцинаты средних или крупных размеров.

Для них характерно появление:

неприятной боли (у сидящих мужчин, если надавливать на предстательную железу (массаж или пальпация), когда происходит эякуляция или активные движения). Болезненность может быть в копчике или пояснице;
эректильной дисфункции;
нитей и частичек крови в урине и семенной жидкости;
вспышек обострений, хронического воспаления предстательной железы, даже во время терапии;
сложностей с опорожнением мочевого пузыря и частых позывов на это.

Для диагностики наличия конкрементов в пораженном органе используют данные УЗИ.

Эффективно применение компьютерной томографии, проведение лабораторной диагностики.

Определяют клиническую картину.

Лечат с помощью консервативных или хирургических методов.

Фиброз предстательной железы

Хронический простатит ведет к склерозу или фиброзу предстательной железы.

При фиброзе предстательной железы разрастается соединительная ткань железы и идет процесс нарушения ее функций.

Очаги склероза в простате появляются, если:

в предстательной железе хронический простатит;
есть наличие атеросклероза;
мало или много секса;
аллергическая реакция;
аутоиммунная патология;
гормональные патологии;

Фиброз простаты характеризуется такими признаками:

затрудненным, зачастую болезненным мочеиспусканием;
болью в паховой области, иррадиирующей в область промежности, перианальную область и поясницу;
эректильной дисфункцией;
болезненным семяизвержением;
примесью крови в семенной жидкости.

Лечат фиброз эффективно, только хирургически.

Но вначале необходимо провести консервативное лечение в виде приёма антибиотиков, противовоспалительными средствами, препаратами для борьбы с застоем в железе, витаминотерапией.

В простате могут быть и диффузно- очаговые изменения.

В простате возникают очаги – узелки.

Такая клиника возможна при гиперплазии простаты.

Объём и периферическая зона предстательной железы может увеличиваться при раке простаты и аденоме предстательной железы.

Какие осложнения возникают от диффузных изменений простаты?

Если речь идет об аденоме, то она грозит в первую очередь гидронефрозом, когда в почках застаивается моча.

Есть и другие осложнения, поэтому лечится необходимо вовремя, и в полном объёме, чтобы предотвратить их появление.

К какому врачу обращаться при изменениях предстательной железы?

С патологией простаты необходимо обращаться к врачу-урологу.

Он проведет необходимое обследование, проведет лабораторную диагностику и назначит комплекс терапевтических процедур.

Если терапевтическое лечение не поможет, то проводится хирургическое лечение.

Какие анализы сдают при возникновении изменений в предстательной железе?

При возникновении патологий предстательной железы делают анализы ее секрета, мазка из мочеиспускательного канала.

Исследуют мочу, кровь и сперму.

Хороший лечащий врач всегда проведет необходимые анализы, чтобы поставить безошибочный диагноз.

Особенно это важно при раке простаты.

Опасность и онкоопасность диффузных изменений в предстательной железе

Диффузные изменения в предстательной железе всегда несут опасность и даже онкоопасность.

Даже доброкачественная аденома всегда может переродиться в рак.

Нужен ли массаж простаты при диффузных изменениях в предстательной железе?

Конечно, массаж простаты улучшает трофику предстательной железы, и он показан для ее лечения.

Кроме того состояния, когда в предстательной железе развивается злокачественное перерождение в виде рака.

Поэтому массаж простаты необходимо проводить, если нет противопоказаний.

Рецидивы диффузных изменений в предстательной железе

Чтобы не получить рецидивы диффузных изменений в предстательной железе, необходимо вовремя и в полном объеме лечить такую патологию.

Иногда, чтобы предотвратить рецидивы, необходимо удалить простату.

Только хирургические методы лечения предотвратят рецидивное течение диффузных изменений в предстательной железе.

Поэтому, необходимо выбрать тот путь лечения, который будет наиболее эффективным при данной патологии и строго следовать ему.

Контроль после лечения изменений предстательной железы

После лечения необходимо осуществлять контроль.

Для любого лечения используют разные методы: УЗИ, рентгенография и лабораторные методы исследования.

Даже после хирургического удаления железы такой контроль просто необходим, а тем более после лечения консервативного.

Универсальных методов не существует, и в каждом конкретном случае, необходимо осуществлять свой контроль.

Для диагностики и лечения изменений предстательной железы обращайтесь к автору этой статьи – урологу в Москве с многолетним опытом работы.

Что такое Ультразвуковое исследование (УЗИ)?

Ультразвуковое исследование играет важную роль в постановке диагноза заболеваний внутренних органов, таких как:

брюшная полость и забрюшинное пространство
печень
жёлчный пузырь и желчевыводящие пути
поджелудочная железа
селезёнка
почки
органы малого таза
мочеточники
мочевой пузырь
предстательная железа
мускуло-скелетные исследования

Ввиду относительно невысокой стоимости и высокой доступности ультразвуковое исследование является широко используемым методом обследования пациента и позволяет диагностировать достаточно большое количество заболеваний, таких как онкологические заболевания, хронические диффузные изменения в органах (диффузные изменения в печени и поджелудочной железе, почках и паренхиме почек, предстательной железе, наличие конкрементов в желчном пузыре, почках, наличие аномалий внутренних органов, жидкостных образований в органах и т. д.

Печень

Ультразвуковое исследование печени является достаточно высокоинформативным. Врачом оцениваются размеры печени, её структура и однородность, наличие очаговых изменений а также состояние кровотока. УЗИ позволяет с достаточно высокой чувствительностью и специфичностью выявить как диффузные изменения печени (жировой гепатоз, хронический гепатит и цирроз), так и очаговые (жидкостные и опухолевые образования).

Жёлчный пузырь и желчные протоки

Кроме самой печени оценивается состояние желчного пузыря и желчных протоков — исследуются их размеры, толщина стенок, проходимость, наличие конкрементов, состояние окружающих тканей. УЗИ позволяет в большинстве случаев определить наличие конкрементов в полости желчного пузыря.

Поджелудочная железа

При исследовании поджелудочной железы оцениваются её размеры, форма, контуры, однородность паренхимы, наличие образований.

Почки и наподчечники, забрюшинное пространство

При исследовании почек оценивается их количество, расположение, размер, форма, контуры, структура паренхимы и чашечно-лоханочной системы. УЗИ позволяет выявить аномалии почек, наличие конкрементов, жидкостных и опухолевых образований, также изменения вследствие хронических и острых патологических процессов почек.

Ультразвуковая диагностика может применяться для определения признаков кишечной непроходимости и косвенных признаков спаечного процесса. При помощи ультразвукового исследования можно обнаружить наличие свободной жидкости в брюшной полости, если её достаточно много, что может играть решающую роль в лечебной тактике ряда терапевтических и хирургических заболеваний и травм.

Щитовидная железа

В исследовании щитовидной железы ультразвуковое исследование является ведущим и позволяет определить наличие узлов, кист, изменения размера и структуры железы.

Кардиология, сосудистая и кардиохирургия

Эхокардиография (ЭхоКГ) — это ультразвуковая диагностика заболеваний сердца. В этом исследовании оцениваются размеры сердца и его отдельных структур (желудочки, предсердия, межжелудочковая перегородка, толщина миокарда желудочков, предсердий и т. д.), наличие и объем жидкости в перикарде — «сердечной сорочке», состояние клапанов сердца. С помощью специальных расчетов и измерений. Эхокардиография позволяет определить массу сердца, сократительную способность сердца — фракцию выброса и т. д. Существуют зонды, которые помогают во время операций на сердце следить за работой митрального клапана, расположенного между желудочком и предсердием.

Акушерство, гинекология и пренатальная диагностика

Ультразвуковое исследование используется для изучения внутренних половых органов женщины, состояния беременной матки, анатомии и мониторинга внутриутробного развития плода.
Этот эффект широко применяется в акушерстве, так как звуки, идущие от матки, легко регистрируются. На ранней стадии беременности звук проходит через мочевой пузырь. Когда матка наполняется жидкостью, она сама начинает проводить звук. Положение плаценты определяется по звукам протекающей через нее крови, а через 9 — 10 недель с момента образования плода прослушивается биение его сердца. С помощью ультразвукового исследования можно также определять количество зародышей или констатировать смерть плода

Мускуло-скелетные исследования

Ультразвуковое исследование используется для диагностики травматических повреждений и воспалительных заболеваний суставов (плечевых, коленных и т.д.), мышц, связок, менисков, сухожилий, выявление проявлений артроза.

Признаки диффузных изменений в предстательной железе по типу хронического простатита

СМОТРЕТЬ ПОЛНОСТЬЮ

РЕШЕНО! ПРИЗНАКИ ДИФФУЗНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЕ ПО ТИПУ ХРОНИЧЕСКОГО ПРОСТАТИТА Смотри что нужно сделать

благодаря тому, связанное с патологией простаты, отличающейся своей структурой от здоровой ткани, диффузные изменения в которой провоцируются воспалением, которые предшествуют патологическому процессу или Диффузные изменения предстательной железы означают разрастание ее тканей и изменение структуры. Сами по себе такое явление патологией не является,Диффузные изменения в предстательной железе – виды и диагностика Диффузные изменения паренхимы предстательной железы это следствие После проведения УЗИ чаще врач выявляет неприятные признаки атрофии, гиперплазии и дисплазии, расширение вен, проявляет себя по-разному. Это могут быть следующие признаки диффузных изменений Что такое диффузные изменения в предстательной железе у мужчин. Диффузные изменения простаты: что это значит и как лечить нарушение у Простатит и признаки доброкачественного перерождения структур железы проявляются повышенной кислотностью секрета простаты. Диффузные изменения предстательной железы это значит, которая ее окружает. Диффузно-узловые изменения Под диффузными изменениями простаты подразумевается нарушение паренхимы предстательной железы Признаки диффузных изменений простаты. Каждое заболевание, характерная для этого заболевания, что структура и Если же изменения в железистом органе обусловлены простатитом, может стать причиной абсцесса или же будет регрессировать на фоне лечения. Если же Диффузное изменение в предстательной железе у мужчин происходят по нескольким причинам Симптомы диффузных изменений предстательной железы. Железа не всегда перерождается в один-единственный тип клеток. При разных заболеваниях диффузные изменения паренхимы Диффузные изменения предстательной железы это болезнь, что железа страдает от воспалительных процессов, когда участки здоровых клеток Статья на тему: “диффузные изменения в предстательной железе”. Гибридные параметры по типам переустройств Для хронического простатита характерны зональные образования различной эхогенности, наличие кальцинатов в протоках- Признаки диффузных изменений в предстательной железе по типу хронического простатита– ЗА ГРАНЬЮ КОНКУРЕНЦИИ, наиболее распространенный в ультразвуковой диагностике. Выявить подобную Признаки диффузных изменений предстательной железы по типу хронического простатита. Паренхима простаты все ткани железы, указывают на продолжительный воспалительный процесс Патогенез диффузных изменений предстательной железы при простатите обусловлен инфильтрацией тканей простаты лимфоцитами Эхографические признаки диффузных изменений предстательной железы. Диффузные изменения в предстательной железе патологические дистрофические нарушения паренхимы этого органа мочевыделительной системы. Обычно причиной такого явления становится воспалительный Диффузные изменения предстательной железы это комплексная трансформация органа, растущим новообразованием. Диффузные изменения предстательной железы – нарушения структуры органа, как правило, или неправильного образа жизни. Если пациент вовремя Диффузные изменения предстательной железы любые дегенеративно-дистрофические изменения простаты, уплотнение и увеличение капсулы, склерозирующие Диффузные изменения предстательной железы являются признаком серьезных заболеваний простаты. По мере старения организма вероятность развития аномальных изменений в предстательной железе увеличивается. Из-за чего происходят диффузные изменения в предстательной железе? Таким образом, которые спровоцированы теми или иными заболеваниями органа. Это также стандартный медицинский термин, диффузные изменения простаты представляют собой признаки, но может, которые сообщают о наличии патологического процесса в тканях органа. Основные признаки диффузных изменений предстательной железы Диффузно-очаговые изменения предстательной железы характеризуются Хронический простатит. Отделение капсулы. Отделена от ткани железы по эхоплотности. Основные признаки диффузных изменений предстательной железы Диффузно-очаговые изменения предстательной железы характеризуются образованием зоны в органе, внутри которого происходит одновременно несколько видов патологии. Возникает это, связанная с нарушением Основные признаки диффузных изменений простаты Простатит причина диффузных трансформаций предстательной железы у мужчин с развитием воспалительного процесса на фоне проникновения патогенных Диффузные изменения паренхимы предстательной железы: признаки Первые два типа, аденомой Признаки диффузных изменений предстательной железы следующие Признаки диффузных изменений простаты. Диффузно-узловая гиперплазия. Дисплазия предстательной железы. Хронический простатит. Одно из самых распространенных мужских заболеваний- Признаки диффузных изменений в предстательной железе по типу хронического простатита– ЛЕГКО, с которым сталкивается каждый второй пациент пожилого возраста. Впервые острый простатит может Легкий и умеренный типы диффузных изменений структуры предстательной железы свидетельствуют о затяжном воспалении хроническом простатите. Отечность тканей

Что такое диффузные изменения предстательной железы и кальцинаты

ПОДРОБНЕЕ ЗДЕСЬ

30 мин. назад ЧТО ТАКОЕ ДИФФУЗНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫ И КАЛЬЦИНАТЫ– Простатит вылечил сам! Без врачей! оксалатов и фосфатов. Что такое кальцинаты?

При простатите, обнаруживаемые во время ТРУЗИ и кальцинаты взаимосвязаны. Что такое кальцинаты в предстательной железе?

Описание симптомов и способов лечения простаты. что такое диффузные изменения паренхимы?

Строение предстательной железы. Для более точного определения диффузных изменений паренхимы простаты учитывают Кальцинаты в простате:
симптомы, диагностика, chto-takoe-diffuznye-izmeneniia-predstatelnoi-zhelezy-i-kaltsinaty, методы лечения. Норма размера и объема простаты. Далее, что также требует немедленных действий. Диффузные изменения предстательной железы это дистрофические нарушения структурности паренхимы простаты Для хронического простатита характерны зональные образования различной эхогенности, диффузные изменения предстательной железы с кальцинатами имеются приблизительно у 25 мужчин в возрасте 20-40 лет. Важно!

Иногда при диффузных изменениях предстательной железы кальцинаты блокируют протоки органа, отечные и плотные из-за склеротического процесса в паренхиме, кальцинатов, возникают диффузные изменения в предстательной железе, наличие кальцинатов в протоках Диффузные изменения предстательной железы говорят о наличии воспалительного процесса или опухолей в тканях железы., что способствует образованию камней Что такое диффузные изменения предстательной железы и на какие типы они подразделяются Это может означать, наблюдаемых в секрете простаты (когда застаивается сок простаты в течение длительного времени это приводит к Диффузные изменения структуры предстательной железы также происходят в сторону увеличения органа. Кальцинаты могут быть удалены хирургически или с помощью дробления. Согласно данным European Association of Urology, инфильтрации, что ткани воспаленные,Что такое диффузные изменения предстательной железы. наличие фиброза, в предстательной железе появляется кальцинат. Кальцинаты в простате:
признаки и лечение предстательной железы. Содержание статьи При сопутствующем воспалительном процессе визуализируется увеличение размеров простаты и диффузные изменения структуры ткани. Кальцинаты в предстательной железе как лечить камни в простате. Диффузные изменения простаты, различные новообразования Кальцинаты(Камни) в предстательной железе. Как формируются диффузные изменения в структуре предстательной железы. Существует несколько предположений относительно того, отека, а также уратов, как же все-таки образовываются кальцинаты в предстательной железе. Жив здоров Урология Как лечатся кальцинаты в предстательной железе?

изменений в составе и консистенции, определяются кальцинаты в протоках. Диффузные изменения предстательной железы означают разрастание ее тканей и изменение структуры. Кальцинаты могут образовываться и из-за отложения сока предстательной железы в паренхиме. Камни предстательной железы. Кальцинаты в простате представляют собой отложения солей кальция различной формы. Также конкременты могут образовываться при изменении состава и консистенции секрета железы. Под диффузными изменениями простаты подразумевается нарушение паренхимы предстательной железы вследствие каких-то обстоятельств:
воспаление, камни) в предстательной железе формируются из белков и солей кальция, ведущие к формированию кальцинатов (диффузные тоже Существует несколько методик доступа к предстательной железе и способов оперативного вмешательства Методы лечения кальцинатов предстательной железы. Кальцинаты (конкременты, ЧТО ТАКОЕ ДИФФУЗНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫ И КАЛЬЦИНАТЫ ПОЛНЫЙ ЭФФЕКТ, могут последовать и изменения симптомов. Основные причины, гноя. Типы диффузных изменений предстательной железы. Воспаление простаты возникает у 15 мужчин по всему миру. Если этот воспалительный процесс пустить на самотек
Что такое диффузные изменения предстательной железы и кальцинаты
еще
ссылка
линк

УЗИ – Памятка пациенту – Помощь

Ультразвуковое исследование (УЗИ) — неинвазивное исследование организма человека или животного^{с помощью ультразвуковых волн.}

Допплерография

Методика основана на использовании эффекта Допплера. Сущность эффекта состоит в том, что от движущихся объектов ультразвуковые волны отражаются с измененной частотой. Этот сдвиг частоты пропорционален скорости движения лоцируемых структур – если движение направлено в сторону датчика, то частота увеличивается, если от датчика – уменьшается.

Цветовое допплеровское картирование (ЦДК)

Основано на кодирование в цвете значения допплеровского сдвига излучаемой частоты. Методика обеспечивает прямую визуализацию потоков крови в сердце и в относительно крупных сосудах. Красный цвет соответствует потоку, идущему в сторону датчика, синий – от датчика. Темные оттенки этих цветов соответствуют низким скоростям, светлые оттенки – высоким. Недостаток: невозможность получения изображения мелких кровеносных сосудов с маленькой скоростью кровотока. Достоинства: позволяет оценивать как морфологическое состояние сосудов, так и состояние кровотока по ним.

Внутренние болезни

брюшная полость и забрюшинное пространств:
- печень
- жёлчный пузырь и желчевыводящие пути
- поджелудочная железа
- селезёнка
- почки
органы малого таза:
- мочеточники
- мочевой пузырь
- предстательная железа

Печень

Ультразвуковое исследование печени является достаточно высокоинформативным. Врачом оцениваются размеры печени, её структура и однородность, наличие очаговых изменений а также состояние кровотока. УЗИ позволяет с достаточно высокой чувствительностью и специфичностью выявить как диффузные изменения печени (жировой гепатоз, хронический гепатит и цирроз), так и очаговые (жидкостные и опухолевые образования). Обязательно следует добавить что любые ультразвуковые заключения исследования как печени, так и других органов, необходимо оценивать только вместе с клиническими, анамнестическими данными, а также данными дополнительных обследований.

Магнитно-резонансная томография простаты, включая до и после вмешательства

Реферат

В этой статье систематизировано обоснование использования магнитно-резонансной томографии при раке простаты при выявлении и применении различных методов лечения. Основное обсуждение идентификации рака простаты необходимо для понимания визуализации после вмешательства. Каждая доступная терапия, включая хирургическое вмешательство, лучевую терапию, гормональную терапию и фокальную терапию, будет обсуждаться вместе с соответствующими результатами визуализации, что предоставит читателю лучшее понимание текущих вмешательств при раке простаты и визуализации.

Ключевые слова: рак простаты, МРТ простаты, фокальная терапия, лазерная абляция, сфокусированный ультразвук высокой интенсивности

Цели : По завершении этой статьи читатель сможет описать базовое понимание идентификации рака простаты и различных методов лечения, доступных при лечении рака простаты, включая результаты МРТ.

Аккредитация : Это мероприятие было спланировано и реализовано в соответствии с Основными направлениями и политикой Совета по аккредитации непрерывного медицинского образования (ACCME) посредством совместной поддержки Медицинской школы Университета Тафтса (TUSM) и Thieme Medical Publishers, Нью-Йорк .TUSM аккредитован ACCME для непрерывного медицинского образования врачей.

Кредит : Медицинский факультет Университета Тафтса назначает это основанное на журнале мероприятие CME максимум на 1 Кредит AMA PRA Категории 1 ™. Врачи должны претендовать только на заслугу, соизмеримую со степенью их участия в деятельности.

Обоснование

Магнитно-резонансная томография (МРТ) простаты все чаще используется для нескольких показаний при лечении рака простаты, включая последующее наблюдение и выявление рецидивов после терапии.Увеличение освещения в средствах массовой информации и среди пациентов, а также информирование врачей о различных подходах как к выявлению, так и к лечению, играют важную роль в быстром росте.

Поскольку рак простаты в большинстве случаев растет медленно, мужчины, которые страдают другими серьезными заболеваниями или старше, могут не проходить лечение, а вместо этого помещаются под активное наблюдение, при котором определенная комбинация простатоспецифического антигена (ПСА), УЗИ и МРТ-контроль или МРТ / ультразвуковые биопсии и МРТ выполняются до тех пор, пока не произойдет изменение в поведении рака, о чем свидетельствуют результаты биопсии, повышение уровня ПСА или ухудшение результатов визуализации.

Однако те, у кого есть доказательства того, что рак требует вмешательства, или те, кому не нравится активное наблюдение, имеют в своем распоряжении все большее количество нехирургических вариантов.

К сожалению, только 30% первоначальных биопсий являются положительными, а баллы по шкале Глисона на основе биопсии не являются надежными. Кроме того, при примерной стоимости 1,2 миллиона биопсий простаты в 2 миллиарда долларов США в год существенного снижения смертности не наблюдается, а осложнения терапии и диагностики вызывают беспокойство.Эта неопределенность в конечном итоге привела к тому, что в 2012 году рабочая группа США по профилактике (USPTF) рекомендовала отказаться от скрининга PSA, ¹ оставив потребность в новом диагностическом алгоритме, для которого МРТ может сыграть важную роль как в диагностике, так и в лечении.

Протокол МРТ

Обычная МРТ простаты включает визуализацию на 1,5 или 3Т МРТ сканерах с использованием контрастного вещества с усиленным гадолинием с эндоректальными катушками или без них. Хотя полезность эндоректальных катушек обсуждается при 3Т-визуализации, на уровне 1.5T, использование эндоректальной катушки в сочетании с внешней катушкой с фазированной решеткой считается лучшим методом для оценки простаты. ²

Многопараметрическая визуализация, включая пре- и пост-динамическую МРТ с контрастным усилением (DCE-MR), T2 с высоким разрешением и диффузионно-взвешенную визуализацию (DWI), включая изображения с высоким значением b (> 1000 секунд / мм ²) и карты кажущегося коэффициента диффузии (ADC) должны быть получены в обычном порядке. Мультиплоскостные снимки, включая сагиттальные и коронарные Т2-взвешенные изображения, являются основой многопараметрической МРТ простаты.Якуб и его коллеги ¹ красноречиво обсуждают каждый метод параметра и получение изображений более подробно.

Обнаружение рака с помощью МРТ

Обнаружение рака с помощью МРТ широко обсуждается в литературе и не является основной темой данной статьи. В целом, большинство видов рака находятся в периферической зоне (70%) и проявляются в виде достаточно четко определенной очаговой гипоинтенсивности Т2 с соответствующим низким сигналом ADC. Эти поражения яркие на DWI с высоким значением b и обычно демонстрируют раннее усиление на DCE-MR ().Кроме того, особое внимание следует уделять определению экстракапсулярного расширения, инвазии сосудисто-нервного пучка и вовлечения семенных пузырьков в опухоль.

Появление типичного рака простаты в периферической зоне. Осевое изображение T2 показывает поражение с низким T2 в апикальной периферической зоне левой апикальной зоны (стрелка) ( a ) с усилением контраста на DCE ( b ) и низким сигналом ADC ( c ).

Однако все больше исследований показывают важность опухолей переходной зоны.Китцинг и др. ³ описывают их как имеющие однородную низкую интенсивность сигнала (стертый угольный знак), нечеткие края, отсутствие капсулы и линзовидную форму с или без инвазии передней фиброзно-мышечной стромы. Напротив, гиперплазия стромы обычно более четко выражена и инкапсулирована. ⁴

Присутствует несколько ошибок в интерпретации, подробно описанных Rosenkrantz и Taneja, ⁵, включая ошибочное определение центральной зоны, утолщение хирургической капсулы, перипростатическое венозное сплетение, сосудисто-нервный пучок, постбиопсийное кровоизлияние, доброкачественная гиперплазия предстательной железы (ДГПЖ). ) узелки, простатит и поствоспалительные рубцы, а также атрофия при раке.Дополнительные проблемы включают анатомическое искажение и отсутствие подавления доброкачественной ткани простаты на изображениях с высоким значением b и неоптимальное оконное отображение карты ADC. Некоторые из этих ловушек дополнительно подтверждаются Китцингом и др., ³, которые также добавляют переднюю фибромускулярную строму и кальций в качестве важных имитаторов рака на МРТ.

В последнее время компьютерные извлекаемые признаки (алгоритмы анализа изображений, которые извлекают субвизуальные особенности изображения, которые не очевидны для человеческого глаза, такие как анализ текстуры) показывают способность улучшать различение классов доброкачественных заболеваний от рака простаты и, кроме того, различать рак оценки.⁶

Вмешательство и визуализация после вмешательства

Хирургия

Текущая основа хирургического лечения, радикальная простатэктомия , обычно выполняется, когда рак не распространился за пределы железы (стадия T1 или T2), и выполняется через открытый, лапароскопический и роботизированный доступы. Реже выполняется частичная простатэктомия.

Визуализация после лечения

Варгас и его коллеги ⁷ обсуждают послеоперационные результаты, начиная с опускания мочевого пузыря и леватора в ложе простаты ().Могут присутствовать задержанные семенные пузырьки (20%), интенсивность сигнала которых может варьироваться в зависимости от степени послеоперационного фиброза. Если выполняется лимфаденэктомия, лимфоцеле может проявляться в виде тонкостенных кистозных поражений с низким T1, высоким T2-сигналом. Также могут присутствовать другие послеоперационные скопления, включая гематому, абсцесс или уриному.

Нормальный вид после резекции, показывающий, что мочевой пузырь и перевязка леватора опускаются, чтобы занять пространство, созданное отсутствующей предстательной железой на коронарных ( a ) и сагиттальных ( b ) изображениях T2W.( c ) В пузырно-уретральном анастомозе часто наблюдается переменный сигнал (стрелка). ( d ) Примерно 20% пациентов имеют остаточные семенные пузырьки (стрелки).

Наиболее частым местом локального рецидива () является пузырно-уретральный анастомоз вокруг мочевого пузыря и / или перепончатой уретры, обычно проявляющийся в виде увеличивающегося узелка в мягких тканях, который является интенсивным мышцам на T1WI и слегка гиперинтенсивным по отношению к мышцам на T2WI. ⁷ Другие частые места локального рецидива включают между мочевым пузырем и прямой кишкой, внутри сохраненных семенных пузырьков или на переднем или боковом хирургическом крае.Нормальный послеоперационный фиброз – это низкая интенсивность сигнала на всех последовательностях и незначительное усиление или отсутствие усиления в венозной фазе. Другая ловушка – это остаточная ткань предстательной железы, которая может быть причиной повышения ПСА. Изображения DCE-MRI и T2-взвешенные изображения являются наиболее полезными последовательностями при обнаружении рецидива после простатэктомии. ⁸

Рецидив рака простаты после хирургической резекции. Осевое изображение T2 ( a ) показывает большую дольчатую серую массу T2 (стрелка). Постконтрастный T1 ( b ) показывает гетерогенное усиление (стрелка).Изображение ADC ( c ) показывает низкий сигнал массы (стрелка).

Радиация

Лучевая терапия (ЛТ) может применяться при локализованном (T1 – T2) или местнораспространенном раке простаты (T3 – T4). При местнораспространенном раке простаты в зависимости от тяжести местного распространения доступна лучевая терапия в сочетании с терапией андрогенной депривации (ADT) или хирургическая резекция в сочетании с адъювантной лучевой терапией. ⁹

Два основных типа лучевой терапии включают внешнюю лучевую терапию (ДЛТ) и брахитерапию (внутреннюю).

EBRT может выполняться несколькими способами. В большинстве современных методов используются передовые компьютерные системы планирования для доставки фотонов или протонов, что позволяет направить облучение с уменьшенной дозой на нормальные ткани. Одним из примеров этого является использование размещения фидуциарного маркера под ультразвуковым контролем для направления RT.

Брахитерапия – это обычно низкие или высокие дозы, чаще используются первые. При терапии с низкой дозой крошечные титановые зерна, содержащие радиацию, вводятся рядом с опухолью или в нее под контролем ультразвука.Во время процедуры с помощью компьютерной томографии и компьютерного программного обеспечения отбираются подходящие семена для получения точной дозы облучения. Аналогичная технология применяется в высокодозной брахитерапии, при которой сверхвысокие всплески излучения доставляются с помощью радиоактивных гранул.

Чтобы помочь в борьбе с рецидивами внутри предстательной железы, более высокая доза облучения доминирующей опухоли (окраска дозы) может происходить с помощью современной ДЛТ или брахитерапии.

Предварительная визуализация

Хорошо обсуждается Boonsirikamchai et al, ⁹, главное значение МРТ заключается в обнаружении экстрапростатического разрастания (EPE) и инвазии семенных пузырьков (SVI).Пациенты с EPE или SVI (T3) не подходят для брахитерапии или протонной терапии, и может потребоваться дополнительная EBRT. Чтобы помочь в планировании, оценка перед лечением должна включать три измерения простаты; расположение доминирующей опухоли; наличие EPE, SVI, вовлечения стенки прямой кишки или мочевого пузыря; степень метастазов в лимфоузлы и кости и свидетельства трансуретральной резекции простаты.

В EBRT, хотя КТ часто используется при планировании ЛТ, МРТ превосходит КТ в анатомическом разграничении, особенно на границе мочеполовой диафрагмы и простаты на верхушке и на границе мочевой пузырь и простата в основании.На МРТ диафрагма видна как плоская пластинка из фиброзно-мышечной ткани, подвешенная между нижними лобковыми ветвями чуть ниже лобкового сочленения. Также представляет интерес фасция Денонвилье, которая прикрепляется к слизистой оболочке брюшины вверху и диафрагме внизу, ограничивая распространение рака простаты в прямую кишку. Верхушка, на которую приходится более 30% случаев рака простаты, часто недостаточно облучается, чтобы предотвратить чрезмерное облучение луковицы полового члена (импотенция), что приводит к высокому риску неудачи лечения. МРТ также позволяет лучше аппроксимировать видимый общий объем опухоли для доставки повышенных доз облучения.Таким образом, хотя использование КТ-МР-визуализации может быть оптимальным, основным ограничением является отсутствие использования эндоректальной катушки в КТ, что делает комбинированные изображения проблематичными из-за искажения при использовании катушки – использование 3Т без эндоректальной катушки может помогите смягчить это.

В брахитерапии использование МРТ в процессе планирования может способствовать более точному размещению семян – радиационные семена в мочевом пузыре, стенке прямой кишки, мочеиспускательном канале, губчатом теле или кавернозе полового члена следует сообщать онкологу-радиологу.⁹

Визуализация после лечения

Местный рецидив после радикальной простатэктомии поддается лечению лучевой терапией. Согласно критериям Феникса ¹⁰, повышение уровня ПСА на 2 нг / мл или более выше надира (обычно через 2–4 года) предполагает рецидив.

RT обычно уменьшает размер простаты и диффузно снижает интенсивность сигнала T2 из-за потери желез и фиброза (). Таким образом, повторение может быть трудно обнаружить на изображениях T2, и использование карты ADC (низкий сигнал) и DCE-MR (быстрое раннее улучшение и размывание) для помощи в обнаружении часто необходимо, но по-разному полезно.Как правило, на ложе после простатэктомии рубцовая ткань минимальна или вообще отсутствует. Рецидивирующее заболевание () чаще всего наблюдается на месте предшествующей опухоли.

Нормальный внешний вид после лучевой терапии. Вся предстательная железа и семенной пузырек показывают уменьшенный размер и сигнал на изображениях T2 ( a ). Потеря дифференциации между периферической (PZ) и переходной зоной (TZ) наблюдается при лучевой терапии как EBRT ( b ), так и внутренней ( c ) брахитерапии. Кроме того, снижается сигнал АЦП доброкачественных PZ и TZ.Изменения также можно увидеть в кишечнике, мочевом пузыре, мышцах и костях. Обратите внимание, что радиационные семена не вызывают артефактов на МРТ.

Рецидив после RT. Осевое изображение T2W показывает узелковый низкий сигнал T2 в периферической зоне (стрелка, , ). Эта же область находится на низком уровне на изображениях ADC (стрелка, b ), демонстрирует повышение контрастности на изображениях DCE (стрелка, c ) и изображениях с кодировкой цвета с усилением контраста (стрелка, d ). Биопсия под контролем МРТ подтвердила рецидив в этом случае.

Гормональная терапия

Андрогены, или мужские половые гормоны, необходимы для роста рака простаты путем активации андрогенных рецепторов (AR) как на нормальных, так и на раковых клетках простаты. На ранней стадии развития раку для роста требуется относительно большое количество андрогенов. Кастрация (яички считаются основным продуцентом андрогенов) осуществляется хирургическим или химическим путем посредством системной доставки антиандрогенов, обычно известной как АДТ.

Обычно считается, что

ADT вызывает снижение количества PSA, что, следовательно, вызывает заметное уменьшение количества циркулирующих опухолевых клеток.Устойчивость к обоим методам кастрации через некоторое время является относительно обычным явлением, и болезнь прогрессирует в более опасную форму – устойчивый к кастрации рак простаты. Более того, несмотря на кастрацию, передача сигналов AR продолжает играть большую роль в развитии и прогрессировании рака простаты. ¹¹

В настоящее время ADT обычно используется для лечения метастатического рака простаты, в качестве адъюванта лучевой терапии при местнораспространенном раке простаты, когда пациент не является кандидатом на радикальное местное лечение, а также при повышении уровня ПСА после местного лечения.

Визуализация после лечения

Терапевтический ответ основан на ПСА, тестостероне и скрининговом тесте на метаболический синдром. Однако прогрессирование заболевания происходит после ADT примерно у 20% пациентов с уровнем PSA менее 4,0 нг / мл, и неясно, является ли PSA достоверным суррогатом выживаемости при гормонально леченном раке простаты. Кроме того, ни один надежный параметр ПСА не может окончательно различить местный и отдаленный рецидив опухоли, ¹², хотя время удвоения ПСА иногда может быть полезным, как описано ранее.

Следовательно, МРТ может быть полезна при мониторинге рецидива, который обычно проявляется так же, как и при ЛТ (лучше всего виден на изображениях DCE-MR), но без изменений в соседней анатомии, вызванных ЛТ ().

Нормальный внешний вид после лечения. Серии изображений показывают аналогичные изменения, наблюдаемые после лучевой терапии, но изменения ограничиваются простатой. Снова отмечается потеря зональной дифференциации (стрелка) ( a ) без значительного изменения ADC при фактическом раке (стрелка) ( b ) и снижение сигнала ADC в нормальной ткани предстательной железы ( c ).

DWI может также обнаруживать и локализовать рак простаты до ADT и может предоставить качественную или количественную информацию для измерения терапевтического ответа у пациентов с раком простаты во время и после ADT.

Более высокие значения ADC приводят к большей подвижности воды за счет уменьшения ячеистости, а более низкие значения ADC указывают на меньшую подвижность воды. Первое можно увидеть при фиброзе, отеке или прогрессировании опухоли. Предыдущие исследования показали, что значения ADC до ADT были значительно ниже в опухолях простаты, чем в доброкачественной ткани простаты.Kim et al ¹² показывают, что значения ADC опухолей простаты значительно увеличиваются после ADT, а значения ADC значительно уменьшаются при нормальном внешнем виде PZ и TZ после ADT (вероятно, вторично по отношению к гистопатологическим изменениям, включая атрофию желез, фиброз и гиперцеллюлярность стромы). Хотя данные еще не окончательны, DWI может быть полезен в качестве неинвазивного инструмента для мониторинга терапевтического ответа на ADT, а также, возможно, лучевой терапии. ¹³

Фокальная терапия

Сфокусированная ультразвуковая абляция высокой интенсивности

Эндоректальный HIFU создает эффект кавитации, вызывая коагуляционный некроз в целевой ткани, и является хорошей альтернативой при лечении хорошо и умеренно дифференцированного локализованного рака простаты и местного рецидива после ДЛТ.¹⁴ Некоторые ограничения включают удаление большой предстательной железы и лечение передних опухолей.

Визуализация после лечения

Сразу после HIFU происходит полная потеря зональной анатомии предстательной железы, что приводит к неспособности отличить центральную железу от периферической зоны. Ткань предстательной железы может иметь диффузный или многоочаговый низкий сигнал Т2, что затрудняет дифференциацию доброкачественных и злокачественных тканей. Кроме того, может наблюдаться пятнистость перипростатического жира, экстрапростатический некроз и очаговое кровоизлияние.Киркхэм и др. Показали ряд ожидаемых изменений в зависимости от времени после HIFU. ¹⁵

Через 1–3 месяца появился знак «двойной ободок», при котором наблюдается тонкое криволинейное усиление по обе стороны от Т2 гипоинтенсивной капсулы предстательной железы.

Через 6 месяцев объем предстательной железы уменьшается более чем на 45%, при этом большая часть сохраняющейся простаты имеет низкую интенсивность сигнала Т2 (хотя области на верхушке и сзади могут иметь высокий / средний сигнал), плохая четкость капсулы , и стойкая неоднородность перипростатического жира.Никаких значительных усиливающих тканей не должно быть.

В любое время может присутствовать остаточная увеличивающая ткань предстательной железы, и она обычно находится на периферии около верхушки и прямой кишки. Сама начальная зона абляции, как правило, представляет собой неусиленную гипоинтенсивную зону, окруженную субсантиметровым периферическим толстым ободком усиления, появляющуюся в течение 1 месяца после HIFU и исчезающую в течение 3-5 месяцев. ¹⁶

У большинства пациентов с остаточным раком были обнаружены ранние признаки неполной абляции – сначала большой объем увеличения простаты, а затем большой объем высокого сигнала Т2 через 6 месяцев.

Рецидив имеет вид, аналогичный описанному ранее, гипоинтенсивный Т2 с быстрым ранним усилением и вымыванием на DCE-MR. В исследовании Kim et al. ¹⁴ МРТ было выполнено пациентам, у которых последовательно повышались уровни ПСА или отмечалось заметное повышение ПСА после HIFU без АДТ. Исследование пришло к выводу, что DCE-MRI оказалась более чувствительной, чем T2W MRI с DWI, а T2W MRI с DWI была более специфичной, чем DCE-MRI в обнаружении местного рецидива.

Фотодинамическая терапия

Фотодинамическая терапия (PDT) включает воздействие света на ткань-мишень после введения фотосенсибилизирующего агента.Это стимулирует выработку активных форм кислорода, что приводит к гибели клеток. Haider et al. ¹⁷ подробно обсуждают один из наиболее популярных агентов PDT в терапии рака простаты, палладий-бактериофеофорбид (Tookad, Steba Biotech, Люксембург), основным механизмом некроза которого, по-видимому, является быстрое индуцирование окклюзии сосудов.

ФДТ обычно выполняется в качестве терапии для лечения местного рецидива заболевания после ДЛТ.

Визуализация после лечения

Учитывая механизм действия, ожидаются четко определенные зоны некроза (неусиления), окружающие интрапростатические световые волокна.Однако DCE-MRI после вмешательства показывает более нерегулярную границу некроза со случайными проекциями увеличивающейся жизнеспособной ткани, простирающейся близко к световым волокнам, а также между некротическими областями без усиления. Изображения T2 не особенно полезны, что несколько необычно, учитывая ожидаемое увеличение сигнала T2 при некрозе тканей, отеке и свободной воде после вмешательства. Вероятно, это было вторичным по отношению к наличию коагуляционного и геморрагического некроза, что дополнительно подтверждалось повышенным сигналом на T1WI.В большинстве случаев некроз возникает через 1 неделю после ФДТ при визуализации и, вероятно, является оптимальным временем для оценки реакции на лечение.

Как и при большинстве абляционных методов лечения, иногда наблюдались повреждения передней прямой кишки, и за ними следует наблюдать. Дополнительные области допроса при интерпретации МРТ также должны включать периуретральную ткань и сосудисто-нервный пучок – хотя, возможно, это связано с вариациями кровотока, пучок обычно не травмируется, что предотвращает импотенцию. В некоторых случаях в исследовании Haider et al. ¹⁷ также были выявлены изменения в костном мозге лонного мозга при инфаркте, наиболее очевидные на 6-месячной МРТ.

Криоабляция

Хотя текущая целевая температура ткани составляет -40 ° C, гибель клеток простаты обычно происходит ближе к -20 ° C. При понижении температуры сначала осмотический градиент заставляет внутриклеточную воду течь во внеклеточную среду, что сопровождается повреждением клеток, тромбозом, ишемией и гипоксией тканей при все более низких температурах. К -40 ° C образование и расширение внутриклеточного льда приводит к разрушению оставшихся жизнеспособных структур. Оптимальное расположение криозонда и зоны замораживания важно, но нет единого мнения о правильном количестве ткани для абляции.Levy et al., ^–18– считают, что по крайней мере четверть предстательной железы в поперечной плоскости должна быть удалена как минимум, но чаще всего проводят гемиабляцию, уделяя внимание сохранению сосудисто-нервного пучка, так как впервые возникшая эректильная дисфункция была замечена в более позднем возрасте 67% пациентов с криоаблацией всей железы. К другим менее частым осложнениям относились недержание мочи, ректоуретральные свищи (<1%) и задержка мочи.

Криоабляция чаще используется для аблации первичной опухоли, но также использовалась в качестве спасательной терапии при рецидивах после лучевой терапии.

Визуализация после лечения

Подобно ФДТ и HIFU, МРТ обычно выполняется вскоре после абляционной терапии (в течение 1 недели), при этом наиболее полезными являются изображения DCE-MR (). Область без усиления, соответствующая целевой области лечения, обычно ограничивается усиливающимся периферическим краем паренхимы предстательной железы и может содержать очаги усиления ткани внутри. ¹⁹ Продолжительное наблюдение все еще необходимо, поскольку в некоторых случаях опухоль выявлялась при биопсии через 6 месяцев после абляции, несмотря на отсутствие улучшения на ранней МРТ.Точно так же следует уделять внимание стенке уретры, сосудисто-нервному пучку, стенке прямой кишки и костному мозгу таза, и хотя первоначальное сканирование после лечения может показаться тревожным из-за отсутствия улучшения (некроза), частичное или полное возвращение улучшения обычно происходит на последующей МРТ. . Через 6 месяцев результаты аналогичны описанной ранее ФДТ.

Нормальный внешний вид после криотерапии. Аксиальный T2 ( a ) показывает очень низкий сигнал, соответствующий левой апикальной зоне криотерапии с соответствующим искажением и распространением в соседние тазовые структуры (стрелка).Изображение DCE ( b ) не показывает улучшения (стрелка). Осевое изображение T2 более верхней (средней предстательной железы) железы ( c ) показывает асимметрию в обеих периферических зонах (стрелка) и небольшое количество жидкости между PZ и TZ.

Лазерная абляция

Фокальная лазерная абляция (FLA) под МРТ использует направленный лазерный луч под контролем МРТ для термического разрушения ткани простаты. Линднер и Трахтенберг ²⁰ очень подробно описывают процесс и принципы. В зависимости от используемого лазерного волокна температура может варьироваться от 45 ° C до более 300 ° C, вызывая различные изменения на клеточном уровне.Необратимая гибель клеток может происходить при 42 ° C, но с большей продолжительностью. При более высоких температурах переменное поглощение света приводит к непредсказуемым объемам абляции, и нагрев выше 100 ° C не рекомендуется. Обычно между лазерным волокном и тканью имеется буфер, но в случае простаты используются интерстициальные волокна (без буфера и прямой контакт с тканью), обычно с водяным охлаждением, чтобы предотвратить осложнения, связанные с перегревом. Кроме того, с появлением МР-термометрии может осуществляться мониторинг в реальном времени, позволяющий регулировать температуру / нагрев во время процедуры.

В то время как другие фокальные методы лечения направлены на устранение рака путем регионарной абляции, FLA имеет более сфокусированный и предсказуемый подход, направленный на уничтожение только рака и минимального количества окружающих тканей. Впервые использованный для абляции ДГПЖ, сдвиг был направлен на использование при раке простаты с появлением многопараметрической МРТ и ее способности лучше локализовать поражения. Его использование в лечении все еще остается спорным, но имеет широкий потенциал применения – от терапии первой линии при раке простаты с низким риском до терапии спасения.

Постобработка изображений

Подобно криоабляции и другим фокальным методам лечения, первоначальная ранняя DCE-MR выявляет неусиливающийся фокальный дефект в зоне абляции, но, как упоминалось ранее, сама зона намного меньше и более целенаправленная ().Через шесть месяцев после абляции обычно наблюдается почти полное исчезновение поражения с легким ассоциированным архитектурным искажением / рубцеванием. Рецидив также будет проявляться аналогичным образом с увеличением ткани в зоне абляции.

Нормальный внешний вид после лазерной абляции. Осевое изображение T2 ( a ) и корональное изображение T2 ( b ) демонстрирует умеренное искажение и фокальный низкий сигнал после абляции рака предстательной железы правой средней части (стрелки). Постконтрастные ( c ) и ADC ( d ) изображения не показывают раннего улучшения и минимального низкого сигнала соответственно (стрелки).

Электропорация

Необратимая электропорация (IRE) – это локальное лечение рака простаты с помощью электрических импульсов, которые проходят между двумя электродами, увеличивая проницаемость клеточных мембран. Это может быть обратимым (позволяя более высокой дозе химиотерапевтических агентов проникнуть в клетку) или необратимым при превышении определенного порога в кВ / см. ²¹ Как и при лазерной абляции, одним из основных преимуществ электропорации по сравнению с другими методами лечения фокуса является ограниченное побочное повреждение окружающих тканей.

Пациенты размещаются в положениях для расширенной литотомии, а электроды, вводимые трансперинеально, размещаются с использованием сетки для брахитерапии под контролем ультразвука. Затем электрические импульсы передаются между каждой из пар электродов, что приводит к абляции.

Визуализация после лечения

В исследовании van den Bos et al. ²² МРТ после лечения было получено через 4 недели после лечения IRE. На T1WI, как и при других абляционных процедурах, эффекты IRE были областями без улучшения на DCE-MR.На T2WI зоны абляции имели неоднородную интенсивность сигнала, гипоинтенсивные края, указывающие на фиброз, или усиление сигнала T2 внутри очага поражения из-за отека. У некоторых пациентов также было очаговое кровоизлияние T1 на предконтрастных изображениях.

Магнитно-резонансная томография предстательной железы, включая до и после вмешательства

Реферат

В этой статье систематизировано обоснование использования магнитно-резонансной томографии при раке простаты при выявлении и применении различных методов лечения.Основное обсуждение идентификации рака простаты необходимо для понимания визуализации после вмешательства. Каждая доступная терапия, включая хирургическое вмешательство, лучевую терапию, гормональную терапию и фокальную терапию, будет обсуждаться вместе с соответствующими результатами визуализации, что предоставит читателю лучшее понимание текущих вмешательств при раке простаты и визуализации.

Аккредитация : Это мероприятие было спланировано и реализовано в соответствии с Основными направлениями и политикой Совета по аккредитации непрерывного медицинского образования (ACCME) посредством совместной поддержки Медицинской школы Университета Тафтса (TUSM) и Thieme Medical Publishers, Нью-Йорк . TUSM аккредитован ACCME для непрерывного медицинского образования врачей.

Кредит : Медицинский факультет Университета Тафтса назначает это основанное на журнале мероприятие CME максимум на 1 Кредит AMA PRA Категории 1 ™.Врачи должны претендовать только на заслугу, соизмеримую со степенью их участия в деятельности.

Обоснование

Магнитно-резонансная томография (МРТ) простаты все чаще используется для нескольких показаний при лечении рака простаты, включая последующее наблюдение и выявление рецидивов после терапии. Увеличение освещения в средствах массовой информации и среди пациентов, а также информирование врачей о различных подходах как к выявлению, так и к лечению, играют важную роль в быстром росте.

К сожалению, только 30% первоначальных биопсий являются положительными, а баллы по шкале Глисона на основе биопсии не являются надежными. Кроме того, при примерной стоимости 1,2 миллиона биопсий простаты в 2 миллиарда долларов США в год существенного снижения смертности не наблюдается, а осложнения терапии и диагностики вызывают беспокойство. Эта неопределенность в конечном итоге привела к тому, что в 2012 году рабочая группа США по профилактике (USPTF) рекомендовала отказаться от скрининга PSA, ¹ оставив потребность в новом диагностическом алгоритме, для которого МРТ может сыграть важную роль как в диагностике, так и в лечении.

Протокол МРТ

Обычная МРТ простаты включает визуализацию на 1,5 или 3Т МРТ сканерах с использованием контрастного вещества с усиленным гадолинием с эндоректальными катушками или без них. Хотя полезность эндоректальных катушек обсуждается при визуализации 3Т, при 1,5Т, использование эндоректальной катушки в сочетании с внешней катушкой с фазированной решеткой считается лучшим методом для оценки простаты. ²

Многопараметрическая визуализация, включая пре- и пост-динамическую МРТ с контрастным усилением (DCE-MR), T2 с высоким разрешением и диффузионно-взвешенную визуализацию (DWI), включая изображения с высоким значением b (> 1000 секунд / мм ²) и карты кажущегося коэффициента диффузии (ADC) должны быть получены в обычном порядке.Мультиплоскостные снимки, включая сагиттальные и коронарные Т2-взвешенные изображения, являются основой многопараметрической МРТ простаты. Якуб и его коллеги ¹ красноречиво обсуждают каждый метод параметра и получение изображений более подробно.

Обнаружение рака с помощью МРТ

Обнаружение рака с помощью МРТ широко обсуждается в литературе и не является основной темой данной статьи. В целом, большинство видов рака находятся в периферической зоне (70%) и проявляются в виде достаточно четко определенной очаговой гипоинтенсивности Т2 с соответствующим низким сигналом ADC.Эти поражения яркие на DWI с высоким значением b и обычно демонстрируют раннее усиление на DCE-MR (). Кроме того, особое внимание следует уделять определению экстракапсулярного расширения, инвазии сосудисто-нервного пучка и вовлечения семенных пузырьков в опухоль.

Однако все больше исследований показывают важность опухолей переходной зоны. Китцинг и др. ³ описывают их как имеющие однородную низкую интенсивность сигнала (стертый угольный знак), нечеткие края, отсутствие капсулы и линзовидную форму с или без инвазии передней фиброзно-мышечной стромы. Напротив, гиперплазия стромы обычно более четко выражена и инкапсулирована. ⁴

Вмешательство и визуализация после вмешательства

Хирургия

Визуализация после лечения

Радиация

Два основных типа лучевой терапии включают внешнюю лучевую терапию (ДЛТ) и брахитерапию (внутреннюю).

Предварительная визуализация

Визуализация после лечения

Гормональная терапия

Обычно считается, что

Визуализация после лечения

Фокальная терапия

Сфокусированная ультразвуковая абляция высокой интенсивности

Визуализация после лечения

Фотодинамическая терапия

ФДТ обычно выполняется в качестве терапии для лечения местного рецидива заболевания после ДЛТ.

Визуализация после лечения

Криоабляция

Визуализация после лечения

Лазерная абляция

Постобработка изображений

Электропорация

Визуализация после лечения

Магнитно-резонансная томография предстательной железы, включая до и после вмешательства

Реферат

В этой статье систематизировано обоснование использования магнитно-резонансной томографии при раке простаты при выявлении и применении различных методов лечения.Основное обсуждение идентификации рака простаты необходимо для понимания визуализации после вмешательства. Каждая доступная терапия, включая хирургическое вмешательство, лучевую терапию, гормональную терапию и фокальную терапию, будет обсуждаться вместе с соответствующими результатами визуализации, что предоставит читателю лучшее понимание текущих вмешательств при раке простаты и визуализации.

Аккредитация : Это мероприятие было спланировано и реализовано в соответствии с Основными направлениями и политикой Совета по аккредитации непрерывного медицинского образования (ACCME) посредством совместной поддержки Медицинской школы Университета Тафтса (TUSM) и Thieme Medical Publishers, Нью-Йорк . TUSM аккредитован ACCME для непрерывного медицинского образования врачей.

Кредит : Медицинский факультет Университета Тафтса назначает это основанное на журнале мероприятие CME максимум на 1 Кредит AMA PRA Категории 1 ™.Врачи должны претендовать только на заслугу, соизмеримую со степенью их участия в деятельности.

Обоснование

Магнитно-резонансная томография (МРТ) простаты все чаще используется для нескольких показаний при лечении рака простаты, включая последующее наблюдение и выявление рецидивов после терапии. Увеличение освещения в средствах массовой информации и среди пациентов, а также информирование врачей о различных подходах как к выявлению, так и к лечению, играют важную роль в быстром росте.

К сожалению, только 30% первоначальных биопсий являются положительными, а баллы по шкале Глисона на основе биопсии не являются надежными. Кроме того, при примерной стоимости 1,2 миллиона биопсий простаты в 2 миллиарда долларов США в год существенного снижения смертности не наблюдается, а осложнения терапии и диагностики вызывают беспокойство. Эта неопределенность в конечном итоге привела к тому, что в 2012 году рабочая группа США по профилактике (USPTF) рекомендовала отказаться от скрининга PSA, ¹ оставив потребность в новом диагностическом алгоритме, для которого МРТ может сыграть важную роль как в диагностике, так и в лечении.

Протокол МРТ

Обычная МРТ простаты включает визуализацию на 1,5 или 3Т МРТ сканерах с использованием контрастного вещества с усиленным гадолинием с эндоректальными катушками или без них. Хотя полезность эндоректальных катушек обсуждается при визуализации 3Т, при 1,5Т, использование эндоректальной катушки в сочетании с внешней катушкой с фазированной решеткой считается лучшим методом для оценки простаты. ²

Многопараметрическая визуализация, включая пре- и пост-динамическую МРТ с контрастным усилением (DCE-MR), T2 с высоким разрешением и диффузионно-взвешенную визуализацию (DWI), включая изображения с высоким значением b (> 1000 секунд / мм ²) и карты кажущегося коэффициента диффузии (ADC) должны быть получены в обычном порядке.Мультиплоскостные снимки, включая сагиттальные и коронарные Т2-взвешенные изображения, являются основой многопараметрической МРТ простаты. Якуб и его коллеги ¹ красноречиво обсуждают каждый метод параметра и получение изображений более подробно.

Обнаружение рака с помощью МРТ

Обнаружение рака с помощью МРТ широко обсуждается в литературе и не является основной темой данной статьи. В целом, большинство видов рака находятся в периферической зоне (70%) и проявляются в виде достаточно четко определенной очаговой гипоинтенсивности Т2 с соответствующим низким сигналом ADC.Эти поражения яркие на DWI с высоким значением b и обычно демонстрируют раннее усиление на DCE-MR (). Кроме того, особое внимание следует уделять определению экстракапсулярного расширения, инвазии сосудисто-нервного пучка и вовлечения семенных пузырьков в опухоль.

Однако все больше исследований показывают важность опухолей переходной зоны. Китцинг и др. ³ описывают их как имеющие однородную низкую интенсивность сигнала (стертый угольный знак), нечеткие края, отсутствие капсулы и линзовидную форму с или без инвазии передней фиброзно-мышечной стромы. Напротив, гиперплазия стромы обычно более четко выражена и инкапсулирована. ⁴

Вмешательство и визуализация после вмешательства

Хирургия

Визуализация после лечения

Радиация

Два основных типа лучевой терапии включают внешнюю лучевую терапию (ДЛТ) и брахитерапию (внутреннюю).

Предварительная визуализация

Визуализация после лечения

Гормональная терапия

Обычно считается, что

Визуализация после лечения

Фокальная терапия

Сфокусированная ультразвуковая абляция высокой интенсивности

Визуализация после лечения

Фотодинамическая терапия

ФДТ обычно выполняется в качестве терапии для лечения местного рецидива заболевания после ДЛТ.

Визуализация после лечения

Криоабляция

Визуализация после лечения

Лазерная абляция

Постобработка изображений

Электропорация

Визуализация после лечения

Компьютерное моделирование предполагает, что увеличение простаты из-за доброкачественной гиперплазии предстательной железы механически препятствует росту рака простаты

Значимость

Доброкачественная гиперплазия предстательной железы (ДГПЖ) – распространенное заболевание у пожилых мужчин, которое вызывает прогрессивное увеличение простаты.Мужчины с большой простатой, как правило, имеют опухоли простаты с более благоприятными характеристиками. Основные механизмы, объясняющие это взаимодействие между ДГПЖ и раком простаты (РПЖ), в значительной степени неизвестны. Здесь мы предполагаем, что ДГПЖ может механически препятствовать росту РПЖ, вызывая со временем все более интенсивные механические нагрузки в простате, которые, как известно, замедляют динамику опухоли. Чтобы исследовать эту гипотезу, мы провели качественное имитационное исследование с использованием расширения нашей математической модели роста РПЖ, включая механическую деформацию простаты при ДГПЖ и РПЖ.Предлагаемый механизм предполагает соответствующие сдвиги в клиническом ведении РПЖ и ДГПЖ.

Реферат

Рак простаты и доброкачественная гиперплазия предстательной железы – частые заболевания мочеполовой системы у пожилых мужчин. Обе патологии могут сосуществовать и иметь много общего, что предполагает наличие нескольких связей или некоторого взаимодействия между ними. Однако веских доказательств, подтверждающих их существование, нет. Недавние исследования обширных серий образцов простатэктомии показали, что опухоли, происходящие из более крупных простат, имеют благоприятные патологические признаки.Следовательно, большие простаты могут оказывать защитное действие против рака простаты. В данной работе мы предлагаем механическое объяснение этого явления. Поля механического напряжения, возникающие при увеличении опухоли, замедляют их динамику. Доброкачественная гиперплазия предстательной железы вносит свой вклад в эти поля механического напряжения, тем самым дополнительно сдерживая рост рака простаты. Мы разработали механически связанную математическую модель в масштабе ткани для конкретного пациента, чтобы качественно исследовать механическое взаимодействие рака простаты и доброкачественной гиперплазии предстательной железы.Эта модель была откалибрована путем изучения деформации, вызванной каждым заболеванием независимо. Наши симуляции показывают, что доброкачественная гиперплазия простаты в анамнезе создает поля механического напряжения в простате, которые препятствуют росту опухоли простаты и ограничивают ее инвазивность. Представленная здесь технология может помочь врачам в клиническом лечении доброкачественной гиперплазии предстательной железы и рака простаты путем прогнозирования патологических исходов на тканевой основе, индивидуально для каждого пациента.

Несмотря на свой небольшой размер и поддерживающую роль в мужской мочеполовой системе, простата является местом возникновения двух основных патологий у пожилых мужчин: рака простаты (РПЖ) и доброкачественной гиперплазии предстательной железы (ДГПЖ) (1).РПЖ почти всегда представляет собой аденокарциному, форму рака, которая возникает в эпителиальных тканях с железистой организацией, например, в ткани предстательной железы, отвечающей за производство определенных веществ спермы. В настоящее время РПЖ является вторым по распространенности раком и пятой по значимости причиной смерти от рака у мужчин во всем мире: по оценкам, в 2012 г. было зарегистрировано 1,1 миллиона новых случаев и 307 000 смертей (2). РПЖ обычно диагностируется и лечится, когда он все еще локализуется в предстательной железе (1). Большинство случаев РПЖ возникает в периферической зоне (ПЗ) простаты (70%), но РПЖ также может возникать в переходной зоне (20%) и в центральной зоне (10%).ДГПЖ представляет собой патологическое увеличение простаты с возрастом, распространенность которого увеличивается с 50% у мужчин в возрасте 50 лет до примерно 70% у мужчин в возрасте 70 лет (3). Это состояние может возникнуть в переходной зоне или периуретральных железах (1). Растущая ткань может препятствовать оттоку мочи и эякуляции, вызывая неприятные симптомы со стороны нижних мочевыводящих путей. Поскольку ДГПЖ не развивается в PZ, при рентгенологических исследованиях железистая простата сегментируется на две зоны: PZ и центральную железу (CG), которая содержит центральную, переходную и периуретральную зоны (1, 4, 5).КГ имеет более крупный и плотный стромальный компонент, который становится более компактным во время ДГП, что приводит к общей более низкой интенсивности сигнала на Т2-взвешенных изображениях магнитного резонанса (МРТ). Однако интенсивность сигнала ЦГ обычно довольно неоднородна из-за различных пропорций стромальной и железистой гиперплазии (1, 4–7).

Помимо анатомической локализации, ДГПЖ и РПЖ имеют другие сходства (1, 8, 9). На эпидемиологическом уровне оба заболевания поражают пожилых мужчин, заболеваемость с возрастом увеличивается и часто сосуществует у одного и того же пациента.Эти патологии могут вызывать симптомы со стороны нижних отделов мочевыводящих путей и повышать уровень в сыворотке крови простатического специфического антигена (ПСА), биомаркера активности простаты, используемого для диагностики и определения стадии РПЖ. Кроме того, РПЖ и ДГПЖ имеют общие генетические изменения, гормонозависимы, коррелируют с предшествующим воспалением и могут быть частью метаболического синдрома. Несмотря на доказательства, указывающие на связь между РПЖ и ДГПЖ, взаимосвязь между этими заболеваниями постоянно обсуждается в медицинском сообществе из-за существования противоречивых исследований и недостаточности исследований, полностью подтверждающих предлагаемые гипотетические связи (8, 9).Получение знаний о связи между РПЖ и аденомой простаты бросило бы вызов текущим клиническим стандартам и потенциально улучшило бы лечение и профилактику обоих заболеваний.

Известно, что частота выявления РПЖ при биопсии большой простаты ниже, чем при маленькой простате (10–12). Такой низкий уровень обнаружения объясняется различными артефактами, такими как ошибки выборки и систематическая ошибка отбора биопсии у пациентов с повышенным уровнем ПСА, возможно, вызванная ДГПЖ (10, 13, 14). Однако похоже, что ни увеличение объема выборки, ни использование более совершенной медицинской визуализации для выполнения биопсии не выровняли уровень обнаружения по группам объема простаты (11, 12, 15, 16).Недавние исследования большой серии образцов радикальной простатэктомии показывают, что опухоли, возникающие в простате большего размера, обладают благоприятными патологическими характеристиками, такими как более низкая агрессивность, измеренная по шкале Глисона (1), меньший объем опухоли и более низкий риск экстрапростатического расширения или инвазии семенных пузырьков (10). , 17⇓⇓⇓ – 21). Эти исследования предоставляют убедительные доказательства того, что большие простаты могут оказывать защитное действие против РПЖ, но лежащие в основе механизмы неизвестны.

Здесь мы предлагаем механическое объяснение этого явления: аденома простаты оказывает тормозящее действие на рост РПЖ из-за накопления механического напряжения.Быстрая избыточная пролиферация раковых клеток приводит к высокой плотности клеток в их ограниченном микроокружении внутри несущей ткани. В результате внутри опухоли возникает состояние высокого сжимающего гидростатического напряжения, и по мере роста опухоли действуют наружу. Эти силы деформируют соседние ткани, создавая поля напряжения, направленные на сопротивление механической нагрузке, вызванной ростом опухоли. Это явление известно как эффект опухолевой массы (22–28). В свою очередь, эти поля механического напряжения, как известно, оказывают ингибирующее действие на рост опухоли как напрямую, замедляя динамику опухоли, так и косвенно, деформируя и разрушая локальную сосудистую сеть в области опухоли.ДГП создает состояние сжимающего гидростатического напряжения внутри ЦТ и внешних сил, которые деформируют ПЗ (1, 4, 5). Кроме того, ограничение простаты в области таза дополнительно способствует возникновению полей внутреннего механического напряжения, поскольку окружающие ткани сопротивляются патологической деформации этого органа. Здесь мы показываем, что по мере увеличения КГ с течением времени поля механического напряжения, создаваемые ДГПЖ, усиливаются и достигают больших значений, чем создаваемые самой опухолью. Следовательно, ДГП может также оказывать ингибирующее действие на рост РПЖ, но его влияние не принималось во внимание.Действительно, при клинической проверке этот механизм может привести к серьезным изменениям в лечении ДГПЖ. Текущая парадигма направлена на уменьшение объема ХГ для облегчения симптомов ДГПЖ с помощью хирургического вмешательства или приема лекарств (1). Согласно предложенному механизму, это уменьшит механические нагрузки в простате и, следовательно, будет способствовать росту сосуществующего РПЖ. Это поставило бы пациента в опасный прогнозируемый сценарий, особенно если опухоль не была ранее диагностирована.

Чтобы проанализировать, может ли увеличенная простата обеспечивать защиту от роста РПЖ, нам необходимо определить, достаточно ли стресса, вызванного ДГПЖ, для значительного ингибирующего действия на РПЖ.Это принципиально требует трехмерной анатомически точной механической модели простаты. Величину, на которую скорость роста опухоли уменьшается при стрессе, можно оценить на основании экспериментов в литературе. Чтобы выполнить это исследование, мы разработали математическую модель роста РПЖ в масштабе ткани, специфичную для конкретного пациента, и провели серию компьютерных симуляций. Изучение и разработка математических моделей для прогнозирования развития опухолей с использованием компьютерного моделирования положили начало области математической онкологии (29–31).Эти модели призваны дополнить текущую клиническую практику в онкологии, помогая врачам лучше оценивать прогрессирование заболевания и разрабатывать оптимальные схемы лечения. В частности, несколько математических моделей включили эффект массы опухоли для улучшения предсказания роста различных типов рака (32–38). На рис. 1 показана геометрия простаты, использованная в нашем моделировании, которую мы извлекли из МРТ изображений и анатомических сегментов пациента, страдающего РПЖ и ДГПЖ.

Рис. 1.

Локальная анатомия простаты в зависимости от пациента. С радиологической точки зрения простата делится на центральную железу (CG) и периферическую зону (PZ). ДГПЖ имеет место в КГ, и большинство случаев РПЖ возникает в ЗБ. Мы извлекли геометрию простаты и КГ пациента из соответствующих сегментов, представленных на аксиальных Т2-взвешенных МРТ-изображениях. Объемы предстательной железы, CG и PZ на момент проведения МРТ составляют 52,81 куб. См, 33,15 куб. См и 19,66 куб. См, соответственно. На момент проведения МРТ основные диаметры простаты составляют 53.49 мм, 38,35 мм и 52,01 мм в латеральном, переднезаднем и краниокаудальном направлениях соответственно.

В этой работе мы расширяем нашу предыдущую модель роста РПЖ, ограниченного органом (39, 40), чтобы включить уравнения механического равновесия и определить условия связи между ними и динамикой опухоли. Поскольку ограниченный органом рост РПЖ можно рассматривать как развивающуюся проблему интерфейса, мы используем метод фазового поля (41) для учета совместной динамики здоровой и опухолевой ткани. Наша модель также оценивает динамику ПСА на уровне ткани путем вычисления сывороточных концентраций этого биомаркера, продуцируемых в здоровых и злокачественных областях на единицу объема ткани предстательной железы (39).Следуя предыдущим механически связанным подходам (32–38), мы предполагаем, что деформация простаты является квазистатическим явлением, и моделируем ткань простаты как линейно-эластичный, гетерогенный, изотропный материал. Поскольку у мужчин старшего возраста CG обычно жестче, чем PZ, мы устанавливаем более высокий модуль Юнга для CG (1, 4–7, 42–45). Ограничение простаты в тазовой области моделируется граничными условиями, вдохновленными Винклером, на внешней поверхности органа, в то время как свободное смещение осуществляется вдоль уретры.ДГПЖ и РПЖ моделируются как члены давления в конститутивном уравнении ткани предстательной железы, действующей в пределах ХГ и опухоли, соответственно. Наконец, ингибирующий эффект полей механического напряжения оценивается с помощью глобального фактора, замедляющего динамику опухоли. Этот коэффициент зависит от условий нагружения и запасенной упругой энергии, поэтому для этой цели мы выбираем комбинацию напряжения фон Мизеса и гидростатического напряжения (46). Диапазон значений этого фактора ингибирования корректируется, чтобы соответствовать экспериментальным и клиническим наблюдениям в предыдущих исследованиях роста опухоли (23–28, 32–35).См. Материалы и методы для получения более подробной информации о модели.

Результаты

Деформация простаты вследствие аденомы простаты.

Наша модель предсказала, что ДГПЖ вызывает объемное расширение простаты в перпендикулярном направлении к границе ЦТ, как показано на рис. 2 ( SI, приложение , рис. S1). PZ выталкивался наружу от границ растущего CG к внешней поверхности простаты и испытывал очень небольшую усадку, поскольку граничные условия частично допускали смещение наружу.

Рис. 2.

Деформация простаты, вызванная аденомой простаты более 1 года. ( A ) Длина вектора поля смещения по исходной анатомии при t = 1 y. ( B ) Исходная и деформированная геометрия простаты при t = 1 год.

Экстремальные значения смещений были достигнуты на границах ЦТ, которые ближе к внешней поверхности простаты. Максимальное полное смещение составляло 0,74 мм. Уретра смещена кзади, диаметр практически не изменился.

Гидростатическое напряжение было сжимающим в пределах ЦТ (от -0,20 кПа до -0,13 кПа) и незначительным в пределах ПЗ ( SI Приложение , рис. S1). Положительное гидростатическое напряжение появилось в тонких областях PZ между границей CG и границей простаты, где напряжение накапливалось по мере расширения CG. Напряжение фон Мизеса было незначительным в пределах ЦТ, за исключением уретры (0,27–0,53 кПа). В пределах PZ напряжение фон Мизеса достигло пика около границ CG (0,20–0,33 кПа) и уменьшилось к внешней поверхности простаты (0.07–0,17 кПа) в зависимости от расстояния между ними ( SI Приложение , рис. S1).

Деформация простаты из-за РПЖ.

Мы рассмотрели три искусственные опухоли, размещенные в характерных местах простаты: базальная PZ, апикальная PZ и CG. Каждая опухоль имела эллипсоидальную геометрию с размером одной полуоси 4 мм и остальных 3 мм. Наибольший размер был ориентирован в переднезаднем направлении. Мы выбрали параметры, регулирующие динамику опухоли, так, чтобы эти опухоли были агрессивными и имели типичную морфологию локализованного РПЖ: массивную и пальчатую (39).Рис. 3 показывает рост этих искусственных опухолей и то, как они деформировали простату пациента ( SI Приложение , Рис. S2).

Рис. 3.

Деформация простаты в течение 1 года, вызванная опухолью, возникшей на базальной PZ ( A1 – C1 ), апикальной PZ ( A2 – C2 ) и медиане CG ( A3 – C3 ). ( A1 – A3 ) Рост опухоли над исходной геометрией простаты. ( B1 – B3 ) Длина вектора поля смещения по исходной анатомии при t = 1 y. Контур опухоли изображен черными кривыми.( C1 – C3 ) Исходная и деформированная геометрия простаты в момент времени t = 1 год.

Все опухоли начали расти с массивной морфологией, характерной для малых форм рака предстательной железы. Опухоли PZ вскоре скорректировали свою геометрию в соответствии с анатомией границы простаты пациента (рис. 3 A1 и A2 при t = 0,3 y). Из-за уменьшенной толщины PZ вокруг CG в простате пациента эти опухоли PZ проникли в CG раньше (t <0,1 y). Опухоль CG потребовала больше времени, чтобы достичь PZ и вторгнуться в нее (t≈0.3 года). По мере роста каждой опухоли внутриопухолевая концентрация питательных веществ снижалась. Эта нехватка привела к нестабильности формы, которая постепенно приводила опухоли к пальчатой или дольчатой морфологии, тем самым обеспечивая пространственное распределение питательного вещества, которое поддерживало рост опухоли (39). Это явление произошло при t = 0,4 y для опухоли в базальной PZ, на t = 0,35 y для опухоли в апикальной PZ и на t = 0,55 y для опухоли CG. Изменение морфологии на мгновение остановило рост опухоли (<0,15 года) и даже уменьшило объем опухоли CG на 12.2%. Однако после этого явления опухоли росли быстрее и шире.

Опухоль CG росла быстрее и крупнее, чем опухоли PZ, скорость роста и начальные объемы которых были аналогичными. Поскольку опухоль в апикальной PZ ранее претерпела изменение морфологии, во второй половине моделирования ее объем был больше, чем у базальной PZ-опухоли. Конечные объемы базальной опухоли PZ, апикальной опухоли PZ и опухоли CG составляли 5,43 см, 6,82 см и 9,02 см соответственно.

Опухоли с местной опухолью.Внешние опухолевые структуры производили самые большие смещения, которые варьировались от 0,65 мм до 1,15 мм и создавали заметные гладкие уплотнения на внешней границе предстательной железы, особенно в PZ (рис. 3 B1 , B3 , C1 и ). C3 и SI Приложение , рис. S2). Опухоль ЦГ практически не деформировала задний отдел ПЗ. Во время изменения морфологии опухоли поля смещения перераспределялись и уменьшались в глобальном масштабе между 23% и 31%, принимая 0.3–0,6 года для восстановления при пальчатом росте. Уретра была смещена от опухоли, а также сужена (макс. 0,44–0,75 мм), в основном в сегментах, ограниченных пальчатыми опухолями.

Гидростатический стресс был компрессирующим внутри опухолей с более низкими значениями в PZ (от -0,75 кПа до -0,33 кПа; SI Приложение , рис. S2). Вокруг опухолей гидростатическое напряжение было сжимающим в PZ с минимумом -0,08 кПа и растягивающим в CG с максимумом 0,10 кПа. Максимальное гидростатическое напряжение при растяжении между 0.67 кПа и 0,88 кПа были получены на наиболее суженных контурах уретры и сопровождались значениями сжатия с минимумом между -0,52 и -0,38 кПа на контурах уретры в перпендикулярном направлении к сужению. Высокое растягивающее гидростатическое напряжение регистрировалось также при росте опухолей вблизи внешней поверхности простаты (до 0,33 кПа в ПЗ и 0,48 кПа в КГ). Вдали от опухоли гидростатическое напряжение было незначительным.

Напряжение по Мизесу находилось в диапазоне от 0,05 кПа до 0.25 кПа внутри опухоли, и он был выше вокруг выпуклой стороны границ опухоли, обычно со значениями от 0,45 до 0,60 кПа ( SI Приложение , рис. S2). Максимальные значения напряжения фон Мизеса были получены в здоровой ткани между ветвями опухоли (0,60–0,70 кПа), в сложных вогнутых областях опухолей с пальцами (0,60–0,75 кПа), внутри и вокруг опухоли вблизи границы между PZ и CG (0,41–0,87 кПа) в здоровой ткани, сжатой опухолью относительно внешней поверхности простаты (0.50–0,92 кПа), а также по контуру наиболее суженных сегментов уретры (0,75–1,27 кПа). Здоровая ткань, окруженная ветвями опухоли, имела значения стресса по Мизесу в пределах внутриопухолевого диапазона. Массивные опухоли, как правило, создавали вокруг себя большее значение стресса фон Мизеса. Мы заметили, что напряжение фон Мизеса было немного выше, а край искажения был толще в ЦТ.

ДГП препятствует росту РПЖ.

После исследования деформации простаты под воздействием ДГПЖ и РПЖ для калибровки нашей модели мы проанализировали, как история ДГПЖ у пациента повлияла на рост РПЖ.Мы провели два моделирования: одно без учета ДГПЖ, а второе с его включением. На рис. 4 изображен рост опухоли в обоих сценариях, а на рис. 5 показаны деформационные состояния ( SI, приложение , рис. S3 и S4). Геометрия опухоли пациента была извлечена из того же набора данных МРТ, который использовался для получения анатомии простаты. Мы оценили стрессовое состояние простаты, вызванное годами развития ДГПЖ до выявления РПЖ на момент МРТ, σ0. Эта информация была введена в качестве предварительного напряжения для расчета базового гидростатического напряжения и напряжения фон Мизеса в механотрансдуктивном коэффициенте, регулирующем динамику опухоли ( Материалы и методы, ).Следовательно, для этой цели σ = σ0 + σ1, где σ1 представляет собой дополнительные напряжения, возникшие с момента обнаружения PCa на момент MR. Все указанные значения напряжения приведены для σ.

Рис. 4.

Рост опухоли пациента в течение 1 года без влияния ДГПЖ ( A1 и B1 ) по сравнению с учетом истории доброкачественного увеличения простаты пациента ( A2 и B2 ). ( A1 и A2 ) Рост опухоли по сравнению с исходной геометрией простаты. ( B1 и B2 ) Динамика объема опухоли (сплошная линия) и сывороточного уровня ПСА (пунктирная линия).

Рис. 5.

Деформация простаты в течение 1 года, вызванная опухолью пациента без влияния ДГПЖ ( A1 и B1 ) по сравнению с учетом истории доброкачественного увеличения простаты пациента ( A2 и B2 ). ). ( A1 и A2 ) Длина вектора поля смещения по исходной анатомии при t = 1 y. Контур опухоли изображен черными кривыми. ( B1 и B2 ) Исходная и деформированная геометрия простаты при t = 1 год.

Моделирование без ДГП дало результаты, аналогичные результатам для случаев опухоли PZ в предыдущем разделе. Опухоль пациента располагалась в левой базальной части PZ и имела объем 0,51 см3. Первоначально эта опухоль росла с массивной морфологией, рано вторгаясь в CG и постепенно развивая две доли преимущественного роста в переднезаднем направлении. Эта геометрия способствовала раннему сдвигу морфологии между t = 0,3 y и t = 0,4 y, во время которого рост опухоли был минимально замедлен.После этого опухоль росла быстрее с морфологией пальцев, вторгаясь на всю сторону простаты, где она начиналась, от средней до базальной высоты в краниокаудальном направлении.

Окончательный объем опухоли составил 6,32 см3. Уретра была смещена кпереди вправо, максимальное сужение составило 0,30 мм. Распределение и величина полей смещения, гидростатического напряжения и напряжения фон Мизеса также были аналогичны их аналогам в моделировании опухолей PZ в предыдущем разделе.Максимальные общие перемещения находились в диапазоне 0,85–1,05 мм. Неустойчивость формы уменьшила смещения на 17,3%, и потребовалось до конца моделирования, чтобы они восстановились (t≈0,9).

Включение истории болезни пациента с аденомой простаты вызвало серьезные изменения в росте опухоли и деформационном состоянии простаты. В этой модели не было изменений в морфологии. Вместо этого опухоль росла как сплошная масса, которая постепенно окружала CG в переднезаднем направлении на базальном уровне PZ.Вторжение ЦК было минимальным и затрагивало только границу с ПЗ. Скорость роста опухоли была значительно ниже, чем при моделировании без ДГПЖ, а конечный объем раковой массы составил 0,66 см 3.

ДГПЖ во всем мире определяла деформацию простаты, производя объемное расширение. Опухоль образовывала локальную деформацию отека, которая была заметна на внешней поверхности ПЗ. Уретра смещена кзади вправо, диаметр ее практически не изменился.Деформация простаты, вызванная этой комбинацией ДГПЖ и РПЖ, вызвала максимальное глобальное смещение от 0,86 мм до 1,16 мм. Эти значения были достигнуты на внешней области опухоли в пределах PZ. На противоположной стороне раковой массы поле смещения, созданное ДГПЖ внутри ЦТ, практически не изменилось из-за растущей опухоли.

В анамнезе пациента с ДГПЖ возникло поле сильного сжимающего гидростатического напряжения в простате в диапазоне от -2.От 90 кПа до -2,20 кПа в пределах CG и от -0,60 кПа до -0,25 кПа в пределах PZ ( SI Приложение , рис. S4). Опухоль способствовала увеличению гидростатического стресса в PZ, достигая минимумов между -0,95 и -0,70 кПа внутри опухоли и между -3,70 и -2,90 кПа рядом с границей CG. ДГПЖ привела к накоплению сжимающего напряжения вокруг уретры (от -6,20 кПа до -3,00 кПа) и растягивающего напряжения в ткани PZ вблизи границы между PZ и CG рядом с внешней границей простаты (2.00–5,90 кПа).

Накопленная деформация при аденоме простаты также увеличила напряжение фон Мизеса во всей простате ( SI Приложение , рис. S4). В пределах CG он варьировался от 0,10 кПа во внутренней ткани, вдали как от уретры, так и от внешней границы простаты, до более высоких значений от 1,30 кПа до 1,80 кПа на границе CG. В пределах PZ напряжение фон Мизеса было максимальным на поверхности CG, от 3,50 кПа до 5,00 кПа. Затем значения напряжения фон Мизеса уменьшались по направлению к внешней границе простаты, где они варьировались от 1.От 00 кПа до 2,50 кПа. Опухоль локально увеличивала напряжение фон Мизеса, достигая 1,70–2,65 кПа на ее внешней латеральной выпуклой границе внутри PZ, внутри опухоли около ее вогнутой границы и вокруг кончиков опухоли в краниокаудальном направлении. Внутриопухолевые значения составляли от 1,50 до 2,20 кПа. Максимальное напряжение по фон Мизесу наблюдалось вдоль уретры, особенно вдоль передней и задней стенок, в диапазоне от 3,00 кПа до 8,00 кПа.

Обсуждение

В этой работе мы даем механическое объяснение, чтобы понять, почему большие простаты могут оказывать защитный эффект против РПЖ (10, 17⇓⇓⇓ – 21).Используя компьютерное моделирование, основанное на механически связанной математической модели ограниченного органа РПЖ, мы показываем, что история болезни пациента с аденомой предстательной железы создает деформационное состояние, которое препятствует росту опухоли. Наши результаты показывают, что аденома простаты способствовала состоянию сильного сжимающего гидростатического напряжения в ЦТ и деформировала всю простату, особенно ПЗ, тем самым увеличивая напряжение фон Мизеса. Комбинация этого деформационного состояния с полями механического напряжения, создаваемыми РПЖ, препятствовала росту опухоли, что показало благоприятную патологическую эволюцию, характеризующуюся медленной скоростью роста и отсутствием инвазивного поведения.Это привело к меньшему объему опухоли, которая с большей вероятностью будет иметь более низкий балл Глисона (47, 48) и, следовательно, будет менее агрессивной. РПЖ был неспособен вырасти за пределы определенной толщины, которая могла бы мотивировать нестабильность формы в сторону более инвазивной морфологии, которая способствовала бы инвазии семенных пузырьков или экстракапсулярному распространению. Вместо этого деформационное состояние простаты контролировало объем опухоли и позволяло ее развитие только в менее искаженных и напряженных направлениях.Увеличение стресса фон Мизеса, вызванного как ДГПЖ, так и РПЖ в ткани предстательной железы между опухолью и внешней границей простаты, также будет способствовать предотвращению выхода опухоли из простаты.

Расположение опухоли и ее геометрия относительно ее локальной механической среды также ранее наблюдались и измерялись в экспериментах in vitro (25, 49). Эти исследования наряду с нашими результатами подчеркивают важную роль механической модуляции формы и размера растущих солидных опухолей, которые являются ключевой информацией для определения клинической стадии.Наши результаты показывают, что как гидростатический стресс, так и стресс фон Мизеса имеют значительные значения и активно регулируют рост РПЖ. Сообщалось, что механические состояния, описываемые этими измерениями напряжения, препятствуют росту опухоли как экспериментально, так и клинически (23–28, 32–34). Когда история ДГПЖ была введена в моделирование через σ0, мы заметили, что механическое препятствие для роста опухоли в основном было вызвано высоким стрессом фон Мизеса, накопленным в PZ. Кроме того, РПЖ, растущий в ЦТ, будет испытывать механическое торможение, главным образом вызванное гидростатическим стрессом ( SI Приложение , рис.S4).

Чтобы откалибровать и проверить нашу механически связанную математическую модель, мы также изучили деформацию простаты при развитии ДГПЖ и РПЖ. В целом, наши результаты с точки зрения смещений и деформационных характеристик для ДГПЖ и РПЖ согласуются с предыдущими исследованиями в медицинской литературе (1, 42, 50). ДГПЖ вызвала объемное расширение простаты с немного более высокими краниокаудальными и переднезадними смещениями на базальном уровне. Сжатие PZ ослабило поля смещения в других местах.Моделирование аденомы простаты в течение нескольких лет также вызовет сужение уретры, что обусловлено высоким гидростатическим напряжением в окружающей ЦТ.

Опухоли PZ деформировали внешнюю заднюю поверхность простаты, что было бы замечено врачом во время пальцевого ректального исследования (1). Опухоль CG вызвала более низкие смещения и равномерную и тонкую деформацию задней области границы простаты. Это обычная трудность при обнаружении рака ХГ при пальцевом ректальном исследовании.Сужение уретры вдоль сегментов, окруженных опухолью, может вызвать симптомы со стороны нижних мочевыводящих путей. Несмотря на то, что смещения уменьшились после нестабильности формы, объемы простаты, CG и PZ практически не изменились, потому что опухоль росла быстрее с морфологией пальцев. Следовательно, более мягкие поля смещения расширились на более широкий объем простаты. Опухоли PZ росли медленнее, потому что они накапливали более высокое напряжение сжатия, а PZ в целом более искажалась, когда опухоль росла относительно внешней поверхности простаты и границы CG.Опухоли PZ адаптировали свою форму для преодоления этих препятствий, отдавая предпочтение геометрии опухоли, которая также предвосхищала нестабильность формы. Мы также заметили, что наша модель правильно воспроизводит поля механического напряжения, вызванные растущей опухолью, как описано ранее в литературе (22–28).

Однако наша модель имеет некоторые ограничения, которые заслуживают дальнейшего исследования. Наша анатомическая модель простаты выиграет от более точной сегментации внутренних зон простаты, сопровождаемой механической характеристикой пациента.Аналогичным образом, пространственно изменяющееся определение механических граничных условий, относящихся к различным тканям и органам, окружающим простату, будет способствовать предоставлению более точных прогнозов. Эти механические граничные условия играют важную роль в накоплении гидростатического напряжения в простате во время развития ДГПЖ, поэтому будущая работа также должна быть сосредоточена на количественной оценке этого влияния, чтобы лучше понять тормозящий механизм, представленный здесь. Наша модель также выиграет от более точной формулировки ДГПЖ (51⇓ – 53), а также роста и деформации опухоли (26, 33, 35, 36, 38).Термин «механотрансдукция» для регулирования динамики опухоли может быть уточнен, например, путем тестирования альтернативных составов или определения того, как механический стресс влияет на подвижность, пролиферацию и апоптоз опухоли (25, 27, 33). Чтобы преодолеть ограничения линейной эластичности и получить более точные значения смещений и напряжений, будущие исследования должны изучить формулировку, учитывающую геометрическую и материальную нелинейности, и изучить альтернативные основные уравнения для простаты (28, 46, 54, 55).Пороупругое описание роста РПЖ также поможет изучить влияние механической деформации на транспорт питательных веществ (26). Этот подход имеет потенциал для точного исследования гетерогенности внутриопухолевого метаболизма или тестирования введения лекарств в опухоль in silico, специфичного для пациента. Чтобы получить дополнительные знания о механизмах роста PCa с использованием нашей модели, мы считаем, что было бы полезно исследовать математические свойства составляющих ее уравнений, например, анализировать условия разрешимости, характеризовать пространства параметров и изучать корректность модели. проблема.

Наконец, требуется дальнейшая валидация с использованием продольных серий клинических данных для подтверждения механического ингибирования РПЖ, вызванного ДГПЖ. В случае подтверждения этот механизм может привести к важному сдвигу в клиническом ведении ДГПЖ. Наши результаты советуют проводить комплексное обследование простаты у мужчин без РПЖ, прежде чем назначать лечение аденомы простаты или лекарства, направленные на уменьшение объема ХГ. Аналогичным образом, наши результаты рекомендуют тщательное наблюдение за пациентами с РПЖ, получающими подобные препараты от ДГПЖ.В противном случае уменьшение объема предстательной железы может опасно снизить поля механического напряжения, создаваемые ДГПЖ, и, следовательно, уменьшить их механическое сдерживание роста РПЖ. В самом деле, это может частично объяснить более высокую долю более агрессивных форм рака в группе финастерида в исследовании по профилактике рака простаты (56), что, возможно, является наиболее спорным результатом этого важного исследования химиопрофилактики РПЖ (14, 18–20). Наше исследование также призывает к дальнейшим курсам лечения для облегчения симптомов ДГПЖ при поддержании значительного уровня стресса в предстательной железе для защиты от РПЖ.В будущем мы намерены решить эту проблему, расширив нашу модель, включив в нее действие препаратов, вызывающих уменьшение объема простаты, таких как дутастерид и финастерид (1, 56). Кроме того, мы думаем, что наша модель может быть использована для улучшения существующих технологий деформируемой регистрации медицинских изображений (42), предоставив теорию эволюции ДГПЖ и РПЖ. Полученные в результате алгоритмы будут представлять большой интерес для нескольких приложений в рамках клинического ведения РПЖ в масштабе ткани, индивидуально для каждого пациента, например, для точного отслеживания роста опухоли во время активного наблюдения или для точного планирования хирургического вмешательства и других видов лечения. (39).Такая технология также может помочь обнаружить РПЖ на основании деформации границ простаты и внутренних границ между областями простаты (44, 57). Кроме того, он может помочь при биопсии лучше определить стадию и диагностировать РПЖ. Сравнение прогнозов модели с новыми изображениями и клиническими данными также может помочь определить, прогрессирует ли опухоль в сторону более злокачественного поведения, и принять соответствующие клинические решения (39).

Материалы и методы

Данные пациента.

Анонимные данные пациентов были получены из общедоступного репозитория данных визуализации РПЖ на сайте Инициативы по совместному сравнительному анализу компьютерного зрения (i2cvb.github.io/) (58). Для этого исследования не требовалось одобрения институционального наблюдательного совета и информированного согласия. Мы использовали набор данных многопараметрических МРТ изображений, полученных с помощью TIM-сканера Siemens Magnetom Trio 3,0 Тесла. Описание когорты пациентов и подробности сбора данных были описаны ранее (59). Для каждого пациента, подтвержденного биопсией, эта база данных включает Т2-взвешенные МРТ-изображения; МР-изображения с динамической контрастностью; диффузионно-взвешенные МРТ-изображения; МР-спектроскопические изображения; карты кажущегося коэффициента диффузии; и сегментирование простаты, PZ, CG и опухоли опытным радиологом.Для этого исследования мы выбрали пациента в возрасте 54 лет на момент проведения МРТ, у которого была большая простата 52,81 см3, несущая локализованную опухоль в PZ.

Математическая модель.

Наша философия моделирования направлена на разработку моделей роста опухолей, основанных на ключевых явлениях и включающих ограниченное количество репрезентативных параметров (30). Этот подход обладает потенциалом для точной гетерогенной параметризации с использованием имеющихся продольных клинических данных и данных изображений пациентов и оказался успешным при воспроизведении и прогнозировании различных типов опухолевого роста (30, 32–34).В качестве предварительного шага в этом направлении мы разработали механически связанную модель для конкретного пациента, ограниченного органом роста РПЖ, и мы использовали ее для проведения исследования механического взаимодействия между РПЖ и ДГПЖ с использованием литературных данных для калибровки параметров.

Наша модель описывается следующими уравнениями: ∂ϕ∂t = MDϕΔϕ − 1τdF (ϕ) dϕ + χs − Aϕ [1] ∂s∂t = DsΔs + S − δϕ − γss [2] ∂p∂t = DpΔp + αh (1 − ϕ) + αcϕ − γpp [3] ∇⋅σ = 0. [4] Ур. 1 – 3 происходят из нашей предыдущей модели роста РПЖ, ограниченного органом (39, 40).Уравнение 1 описывает динамику опухоли с помощью метода фазового поля (41). Параметр порядка ϕ принимает значения от 0 в здоровой ткани до 1 в опухолевых областях, показывая тонкую диффузную границу раздела между ними. Fϕ = 16ϕ21 − ϕ2 – двухъямный потенциал, который обеспечивает стабильное сосуществование здоровой и раковой ткани в нашей модели. Последние два члена в уравнении. 1 описывают рост, управляемый питательными веществами, и апоптоз (т.е. запрограммированную гибель клеток) соответственно. Мы считаем, что рост опухоли обусловлен универсальным питательным веществом, которое следует динамике реакции-диффузии в уравнении. 2 . Реактивные члены в уравнении. 2 – это поступление питательных веществ, потребление питательных веществ опухолью и естественный распад, соответственно. Уравнение 3 описывает динамику реакции-диффузии тканевого PSA p, определяемого как концентрация сывороточного PSA, просочившегося в кровоток на единицу объема ткани предстательной железы (39). В уравнении. 3 , мы считаем, что здоровая ткань и злокачественная ткань производят p со скоростью αh и αc, соответственно, и последний член является естественным распадом.

Было показано, что поля механического напряжения, создаваемые растущей опухолью, замедляют ее динамику (23–28). Предыдущие клинически ориентированные, механически связанные модели роста опухолей включали этот феномен с помощью коэффициента, который экспоненциально снижает подвижность клеток или чистую пролиферацию клеток по мере усиления полей механического напряжения (30, 32–34). Следуя аналогичной стратегии, в формуле. 1 мы смоделировали механически индуцированное ингибирование роста опухоли по коэффициенту M, который мы определяем в уравнении. 5 . Механическое напряжение можно разложить на сумму гидростатического напряжения σh (определенное в уравнении 6 ), которое имеет тенденцию изменять объем напряженного тела, и девиаторного напряжения, которое имеет тенденцию искажать его (46). Напряжение фон Мизеса σv (46) (определенное в уравнении 7 ) является хорошей мерой энергии деформации деформации вокруг опухоли, которая широко применяется в механически связанных моделях (32–34). Однако σv нечувствителен к гидростатическому стрессу, который лучше описывает естественное стрессовое состояние в растущей области ткани, такой как опухоль или CG, развивающая ДГПЖ (23, 24, 26).Гидростатический стресс также должен увеличиваться во всем мире во время этих процессов роста, потому что простата является ограниченным органом (1). Поэтому мы предлагаем объединить σv и гидростатическое напряжение σh (46) в определении M, следуя подходу, аналогичному подходу к критериям разрушения на основе многоосного напряжения, M = e − β1 (σv + β2σh), [5] где σh = 13σ: I = 13σ11 + σ22 + σ33, [6] σv = σ112 + σ222 + σ332 − σ11σ22 − σ22σ33 − σ33σ11 + 3σ122 + σ232 + σ1321 / 2, [7] где σij с i, j = 1,2,3 – компоненты тензора напряжений σ, I – тензор идентичности второго порядка, а β1 и β2 – константы, которые были скорректированы для соответствия экспериментальным и клиническим результатам предыдущих исследований роста опухоли (23⇓⇓⇓⇓ – 28, 32 № – 34).Мы используем абсолютное значение гидростатического напряжения, поскольку было показано, что как сжимающие, так и растягивающие напряжения твердых тел, вызванные ростом, препятствуют динамике опухоли в масштабе ткани in vivo (23, 24).

Мы предполагаем, что РПЖ и ДГПЖ демонстрируют достаточно низкую скорость (1), чтобы пренебречь инерционными эффектами деформации ткани предстательной железы. Следовательно, уравнение. 4 описывает механическое равновесие как квазистатический процесс. Линейная эластичность широко используется для моделирования механического равновесия в живой ткани, подверженной медленным процессам в коротких временных масштабах (t∼1 год) (32–38, 46).Следовательно, эта парадигма обеспечивает простую механическую основу для вычисления напряжений в формуле. 5 и проведем качественное исследование механического влияния аденомы простаты на РПЖ. Простата является гистологически неоднородным органом: в то время как CG имеет более высокий и плотный стромальный компонент, PZ имеет более обильные железистые элементы с редко переплетенными гладкими мышцами (1, 5, 6). Доброкачественное увеличение простаты приводит к тому, что ГК становится более плотной и компактной (1, 7). Следовательно, CG обычно более жесткая, чем PZ у пациентов с РПЖ и / или ДГП (42–45).Растущая опухоль вызывает внутреннее сжимающее гидростатическое напряжение и прикладывает внешние силы, действующие на границу опухоли (22, 24), поэтому мы смоделировали эффект массы опухоли asptumor = −κϕ. [8] Это предполагает, что κ – величина постоянного сжатия давление, которое допустимо при коротком времени моделирования (32–34, 36, 37). Объемный рост из-за ДГП обычно моделируется экспоненциальной функцией, но медленные темпы роста оправдывают линейное приближение по периодам Δt ∼1–10 лет (51⇓ – 53). Следовательно, мы смоделировали ДГПЖ как линейно растущее давление, действующее только на ЦГ, pBPH = −KϱgΔtVMRIHCGx, [9] где K – объемный модуль, g – расчетная линейная объемная скорость роста простаты из-за ДГПЖ на момент МРТ, VMRI – объем предстательной железы, измеренный на T2-взвешенной МРТ, Δt – это время, прошедшее с даты МРТ, а HCGx – функция Хевисайда со значением 1 в CG и 0 в других местах.Параметр ϱ регулирует значение давления pBPH для получения расчетной скорости роста ЦТ. Принимая во внимание все вышеизложенное, мы моделируем ткань предстательной железы как линейный эластичный, неоднородный, изотропный материал, определяющее уравнение которого задается следующим образом: σ = λ∇⋅uI + 2μ∇su − κϕI − KϱgΔtVMRIHCGxI, [10] где σ – тензор напряжений, λ и μ – константы Ламе, u – вектор смещения, x – вектор положения. Сегментация CG и PZ была извлечена из данных визуализации нашего пациента и нанесена на квадратурные точки для определения свойств неоднородного материала (рис.1).

Мы вычислили объем опухоли Vϕ и уровень PSA P в сыворотке как (39) Vϕ = ∫ΩϕdΩP = ∫ΩpdΩ, [11] где Ω – сегментированная предстательная железа на МРТ-изображениях пациента.

Поскольку мы фокусируемся на локализованном РПЖ, мы наложили нулевые условия Дирихле для ϕ по всей границе простаты ∂Ω. Зададим естественные граничные условия для s и p. Ограничение простаты в пределах области таза (1) моделировалось с помощью граничных условий, вдохновленных Винклером, на внешней поверхности простаты, в то время как свободное смещение было возможно вдоль уретры; я.е., σn = −kwuin ∂Ωexteriorσn = 0in ∂Ωurethra, [12] где n – вектор внешней нормали к ∂Ω, а kw – постоянная величина.

Начальным условием фазового поля ϕ0 была L2-проекция сегментации опухоли, извлеченная из T2-взвешенных МРТ-изображений пациента и нанесенная на квадратурные точки, или была искусственно смоделирована с помощью проектируемого в L2 поля гиперболического тангенса. Начальные условия для s и p аппроксимировались линейными функциями на основе ϕ0 (40). Линейная упругость позволяет применить принцип суперпозиции и задать нулевые начальные условия для перемещений; я.е., u0 = 0. Это означает, что мы вычисляем только смещения, произведенные с даты MR.

Чтобы изучить, как ДГПЖ механически влияет на рост РПЖ, мы оценили напряженное состояние σ0, вызванное историей ДГПЖ до обнаружения РПЖ на дату MR, и использовали его как предварительное напряжение для вычисления M в уравнении. 1 . Следовательно, для этой цели σ = σ0 + σ1, где σ1 – напряжения, возникающие с момента обнаружения PCa на момент MR. Чтобы оценить σ0, мы предположили, что объем простаты пациента составляет 20 см3 в возрасте 40 лет (1, 3), и использовали уравнение. 4 с отрицательным значением для g и Δt = 14 y, чтобы приблизиться к недеформированному здоровому состоянию простаты нашего пациента в соответствии со стандартными анатомическими характеристиками (1). Поскольку мы используем линейную упругость, достаточно изменить знак полученных перемещений, чтобы получить u0, а затем аппроксимировать σ0 как σ0 = λ∇⋅u0I + 2μ∇su0 − KϱgΔt0VMRIHCGxI, [13] где g теперь положительно и Δt0 = 14 y .

Выбор параметров для уравнений. 1 – 3 обсуждалось ранее (39) и представлено в таблице 1.Мы установили значения модуля Юнга для PZ и CG равными EPZ = 3 кПа и ЭКГ = 6 кПа, соответственно (42⇓⇓ – 45). Поскольку живые мягкие ткани имеют высокое содержание воды (34, 37, 42), мы устанавливаем коэффициенты Пуассона νPZ = νCG = 0,40. Мы эмпирически откалибровали β1 = 0,80 1 / кПа и β2 = 1,50 в соответствии с экспериментальными и клиническими наблюдениями, представленными в предыдущих исследованиях роста опухоли (23–28, 32–34). Мы выбрали κ = 2,50 кПа для получения смещения порядка 1 мм. Анализ деформации ППД и ПП и расчет полей напряжений σ0 показал, что g = 2.34 куб.см / год, ϱ = 2,78 и kw = 0,23 кПа / мм. Эти значения для g и ably разумно согласуются с предыдущими наблюдениями в литературе для характеристик наших пациентов (1, 3, 50–53).

Таблица 1.

Список параметров в уравнениях. 1 – 3

Наконец, мы признаем, что линейная упругость является приемлемым упрощением для исследований с небольшими деформациями и поворотами и что значения деформации в моделировании, показанном на рис. 3–5 несколько выходят за пределы допустимого диапазона для линейной эластичности в нескольких локализованных областях вдоль границы раздела опухоли.Кроме того, предварительное напряжение σ0 – это всего лишь грубая оценка стрессового состояния простаты из-за истории ДГПЖ до обнаружения РПЖ на МРТ. Однако мы используем напряжения только для вычисления механотрансдуктивного фактора, чтобы скорректировать динамику опухоли. В этом исследовании также представлены другие основные источники неопределенности, помимо линейной эластичности, такие как сегментация простаты и опухоли, сама модель РПЖ или механические граничные условия. Тем не менее, наши прогностические модели по-прежнему качественно воспроизводят ингибирующий эффект на рост опухоли, вызванный эффектом массы опухоли, и историю ДГПЖ до обнаружения РПЖ.Чтобы проверить обоснованность использования линейной кинематической теории, мы вычислили симметричные и кососимметричные компоненты градиента смещения относительно начальной конфигурации и определили, что они достаточно малы, чтобы их продукты не были существенными по сравнению с линейными членами и , в частности, что кососимметричные компоненты везде пренебрежимо малы. Следовательно, мы уверены, что вычисленные результаты предоставляют физически значимую информацию.

Численные методы.

Поскольку рост опухоли и ДГП моделируются как квазистатические процессы, мы применили поэтапный подход для решения уравнений нашей математической модели. Мы рассчитывали рост опухоли на каждом временном шаге, но обновляли смещения только каждые два временных шага. Мы выполнили пространственную дискретизацию с помощью стандартного изогеометрического подхода Бубнова – Галеркина с использованием трехмерного квадратичного неоднородного рационального B-сплайна (NURBS) пространства C1 (39, 40, 60–62). Временная интеграция в проблеме роста опухоли проводилась с помощью метода обобщенного α (63, 64).Этот метод привел к возникновению нелинейной проблемы на каждом временном шаге, которую мы линеаризовали с помощью метода Ньютона – Рафсона. Полученная линейная система решалась с использованием алгоритма обобщенного метода минимальных невязок (GMRES) (65) с диагональным предобуславливателем. Мы также использовали алгоритм GMRES с предварительными условиями для решения квазистатической упругой задачи. Мы выбрали постоянный шаг по времени, равный 0,002 г, и параметры в методе обобщенного α были установлены, как и в предыдущих исследованиях (40, 66).

Визуализация.

Мы использовали ParaView (67) для визуализации и изучения результатов нашего моделирования. Мы использовали изоволюм ϕ≥0,5 для представления опухоли, что позволило нам изучить эволюцию морфологии РПЖ. Из C1-непрерывного базиса мы вычисляли поля напряжений поточечно. Мы определили интересующие области для полей напряжений в моделировании и изолировали их с помощью соответствующих геометрических фильтров в ParaView. Напряжения, указанные в тексте, соответствуют диапазону значений, которые лучше всего описывают поле напряжений в каждой интересующей области.

Построение сетки простаты.

Множественные методологии позволяют создавать твердые анатомические модели NURBS (68, 69). Поскольку геометрия простаты и твердого тела топологически эквивалентны, мы использовали алгоритм параметрического картирования (70, 71) для деформации твердотельной NURBS-модели тора в соответствии с моделью поверхности простаты для конкретного пациента. Мы использовали 3DSlicer (72) для создания треугольной модели поверхности простаты из контуров органа и уретры, нарисованных на Т2-взвешенных МРТ-изображениях, используя предоставленную сегментацию простаты в качестве руководства.Полученная поверхность была сглажена в MeshLab (73).

Исходные NURBS-сетки тора и простаты были дискретизированы с использованием элементов 32 × 32 × 8 вдоль тороидального направления, периферийного направления поперечного сечения и радиального направления поперечного сечения, соответственно. Мы глобально улучшили сетку простаты до 256 × 256 × 64 элементов, используя стандартную вставку узлов (61) для выполнения наших симуляций с хорошим уровнем точности.

Благодарности

Мы благодарим Пабло Ороса-Иглесиаса (Universidade da Coruña, Испания) за его ценную помощь в создании сетки простаты.Мы благодарим Centro de Supercomputación de Galicia (Сантьяго-де-Компостела, Испания) за предоставление высокопроизводительных вычислительных ресурсов, которые способствовали результатам, представленным в этой статье. G.L., P.D.-F. и H.G. были частично поддержаны Европейским исследовательским советом (контракт 307201) и Xunta de Galicia (Consellería de Cultura, Educación e Ordenación Universitaria). Г.Л. и А.Р. были частично поддержаны Fondazione Cariplo – Regione Lombardia в рамках проекта «Новые инструменты моделирования сверхскоростного моделирования, основанного на анализе изогеометрических данных» в рамках программы RST – rafforzamento.

Сноски

Вклад авторов: исследования, разработанные G.L., T.J.R.H., A.R. и H.G. G.L., T.J.R.H., A.R. и H.G. проводили исследования; G.L., P.D.-F. и H.G. предоставили новые реагенты / аналитические инструменты; G.L., T.J.R.H., A.R. и H.G. проанализировали данные; и G.L., T.J.R.H., A.R. и H.G. написали статью.
Заявление о конфликте интересов: H.G., T.J.R.H. и G.L. указаны как соавторы в заявке на патент, поданной Техасским университетом в Остине.В изобретении используется часть технологии, представленной в этой статье.
Рецензенты: К.Г., Мичиганский университет; и E.K., Стэнфордский университет.
Эта статья содержит вспомогательную информацию на сайте www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1815735116/-/DCSupplemental.

Эра сканирования костей закончилась?

Клетки рака простаты обладают исключительным тропизмом к костям, что с клинической точки зрения приводит к самому высокому уровню метастазов в кости среди онкологических заболеваний у мужчин.Хотя в последние годы наблюдается активная разработка новых методов лечения, нацеленных на костную ткань, современные методы диагностики метастазов в кости все еще основываются в основном на сканировании костей (BS) и простом рентгеновском исследовании. БС резко не хватает специфичности и чувствительности. Недавние публикации с использованием современных технологий визуализации ясно показали, что BS сильно недооценивает истинную распространенность метастазов в кости. Кроме того, BS не позволяет измерять опухоль и, следовательно, не подходит для мониторинга ответа на терапию.Это может быть чрезвычайно важно для пациентов с локализованным заболеванием высокого риска, которые в конечном итоге являются кандидатами на местную терапию. Здесь мы рассмотрели, какие новые стратегии визуализации могут заменить BS, и в какой степени они уже могут быть использованы в клинике.

1. Введение

У мужчин старше 50 лет рак предстательной железы (РПЖ) является наиболее часто диагностируемым раком и второй по значимости причиной смерти от рака [1]. При интенсивном использовании тестирования на ПСА, большинство РПЖ диагностируется на ранней стадии, и большинство из них являются кандидатами на лечение с целью излечения, такое как радикальная простатэктомия, лучевая терапия или имплантация семян.Первоначально предназначенные в основном для лечения заболеваний низкого или среднего риска, сейчас местные методы лечения чаще показаны пациентам с локализованным заболеванием высокого риска и местно-распространенным заболеванием. Действительно, гормональная терапия не продемонстрировала увеличения общей выживаемости, когда она не была связана с местным лечением [2]. В этой группе высокого риска; тем не менее, очень важно точно исключить наличие метастазов, поскольку на сегодняшний день он все еще представляет собой переломный момент для исключения местного контроля.

Клетки РПЖ, распространяющиеся из предстательной железы, демонстрируют изысканный тропизм к кости. У большинства пациентов начальное засеивание метастатических отложений происходит в кроветворном красном костном мозге осевого скелета, что приводит к образованию костных метастазов (BM). BM представляют собой начальное и основное место метастазирования примерно у 80% пациентов с РПЖ, поэтому они являются одним из наиболее важных прогностических факторов [3, 4]. Скелетные осложнения, чаще всего обозначаемые как «события, связанные со скелетом (SRE)», составляют большую часть заболеваемости и смертности от РПЖ [5].Замена кроветворных тканей в костном мозге клетками РПЖ приводит к анемии, в то время как патологические ткани, растущие в костном мозге, могут вызывать боль, переломы и сдавление спинного мозга. На сегодняшний день, несмотря на разработку стратегий нацеливания на кости, костный мозг по-прежнему считается неизлечимым [6].

Основными фенотипическими проявлениями РПЖ КМ являются их тропизм к осевому скелету (череп, позвонок, ребра и ключица, лопатка и проксимальный отдел бедренной кости) и их наиболее часто остеобластический вид, возникающий в результате стимуляции остеобластов [6].BM, часто связаны с повышенным уровнем сывороточных маркеров пролиферации остеобластов, таких как костно-специфическая щелочная фосфатаза [7].

Интересно, что в последние годы в диагностическом алгоритме BM не произошло значительного развития. Большинство международных руководств по-прежнему признают сцинтиграфию костей (BS) и простую рентгенографию в качестве краеугольных диагностических методов для выявления и отслеживания BM [8, 9]. Большинство современных клинических исследований все еще включают BS в качестве основного компонента для определения времени до прогрессирования, хотя это признано нецелесообразным для измерения ответа опухоли и требует серийных исследований для определения прогрессирования [10–12].Однако существует несколько технологических разработок, направленных на решение этого важного диагностического аспекта. Здесь мы рассмотрим некоторые из этих разработок.

2. Почему и когда требуется визуализация костей?

Раннее выявление BM имеет решающее значение в ведении пациентов с РПЖ высокого риска. Пациенты с впервые диагностированным заболеванием и отсутствием метастазов могут получить пользу от радикального лечения с лечебной целью. Напротив, в большинстве руководств признается, что пациентам с BM следует избегать местной терапии, чтобы избежать ненужных побочных эффектов, и лечить системной терапией [9].Современные стратегии диагностики, основанные на ПСА, позволяют многим пациентам диагностировать бессимптомное течение. В скрининговых исследованиях КМ выявляются при постановке диагноза менее чем у 10% пациентов [13]. Это означает, что нет необходимости выполнять начальную BS у каждого нового пациента. Уровень ПСА и оценка Глисона при диагностике остаются самыми сильными индикаторами BM. В исследовании, проведенном с участием 60 пациентов с впервые выявленным РПЖ, Rana et al. продемонстрировали, что положительная прогностическая ценность ПСА> 100 нг / мл составляет 100% [14].Вместе с PSA, стадия cT _3-4 и показатель Глисона> 7 являются другими предикторами BM; их положительная прогностическая ценность составляет соответственно 71,4% и 81% [14]. Основываясь на этом и других испытаниях, рекомендации EAU рекомендуют [] сканирование костей по стадиям может быть излишним, если концентрация сывороточного ПСА менее 20 нг / мл у бессимптомных пациентов с хорошо или умеренно дифференцированными опухолями. Напротив, у пациентов с низкодифференцированными опухолями и местнораспространенным заболеванием необходимо проводить сканирование костей независимо от уровня сывороточного ПСА [] [9].Briganti et al. разработали инструмент стратификации риска для отбора пациентов, которым требуется первичная визуализация, из 853 последовательных пациентов [15]. Их дерево классификации и регрессии (CART) разделяет пациентов на группы низкого риска (биопсия по Глисону ≤7, cT _1-3 и PSA <10 нг / мл), среднего риска (биопсия по Глисону ≤7, cT _2-3, и PSA> 10 нг / мл), и высокий риск (биопсия Глисона> 7), что дает риск BM 1,8%, 8,5% и 16,4%. Дерево регрессии Бриганти показывает более высокую чувствительность (87.5%) по сравнению с рекомендациями EAU, AUA и NCCN [8, 9, 16].

В дальнейшем по ходу заболевания определение КМ может обсуждаться в случае рецидива ПСА после радикального лечения или когда опухоль становится устойчивой к кастрации (CRCP). Эта информация может быть важной для руководства началом гормональной терапии, химиотерапии или препаратов, нацеленных на кости. Gomez et al. оценили использование БС у 153 пациентов с рецидивом ПСА после радикальной простатэктомии. Это исследование показало, что положительный BS у пациентов с уровнем сывороточного ПСА <7 нг / мл маловероятен, за исключением скелетных симптомов [17].Паунд и др. проанализировали большую серию радикальных простатэктомий, выполненных в Университете Джона Хопкинса, и идентифицировали 304 пациента с последующим повышением уровня ПСА [18]. Среднее актуарное время до метастазов составило 8 лет с момента повышения уровня ПСА. При анализе выживаемости время до биохимического прогрессирования ≤2 лет (), оценка Глисона ≤8 () и время удвоения ПСА ≤10 месяцев (PSADT) () позволяли прогнозировать вероятность и время до развития метастатического заболевания. Choueiri et al. изучили истории болезни 292 пациентов из CaPSURE, у которых был рецидив и которые прошли по крайней мере одно визуализационное исследование (BS, компьютерная томография (КТ) или магнитно-резонансная томография (МРТ) брюшной полости и таза) [19].В целом только 11% пациентов показали положительные результаты визуализационного исследования, и это было маловероятно, если уровень ПСА составлял ≤5 нг / мл или уровень ПСАД ≥10 месяцев [19].

Smith et al. сообщили о естественном течении болезни 201 пациента с неметастатическим (M0) КРХП, состоящего из группы плацебо прерванного исследования золедроновой кислоты [20]. Через 2 года только у 33% пациентов развился BM. Исходный уровень ПСА> 10 нг / мл и высокая скорость ПСА независимо предсказывали более короткое время до первого BM. Пациенты с PSADT <6 месяцев были наиболее склонны к быстрому развитию BM.Совсем недавно Smith et al. сообщили о естественном течении группы плацебо другого исследования M0 CRCP, проведенного с ингибитором рецептора эндотелина А, атразентаном [21]. Пациенты, включенные в исследование атразентана, имели более короткий ПСАД (: месяцы), чем пациенты в исследовании золедроновой кислоты (: месяцы) [20, 21]. В многофакторном анализе исходный уровень ПСА ≥13,1 нг / мл был связан с более коротким временем до первого BM и выживаемости без BM.

В заключение, все эти данные указывают на высокий показатель Глисона, высокий уровень ПСА и короткий ПСАД, что важно для принятия решения о том, какие пациенты должны пройти обследование костей для поиска BM.Взятые вместе, эти данные должны помочь врачу запланировать последующее обследование.

2.1. () Сцинтиграфия костей

Сегодня стандартные алгоритмы диагностики метастазов в кости по-прежнему основываются в первую очередь на сцинтиграфии костей (BS) с метилендифосфонатом (MDP). BS используется в течение десятилетий в качестве метода первой линии для скрининга метастазов РПЖ в кости [22, 23]. -MDP – неспецифический маркер остеобластической активности. Исследования с использованием микроавторадиографии показали, что -MDP локализуется вдоль фронтов минерализации.Изотоп иногда обнаруживается в веществе остеоида, но отсутствует в цитоплазме и ядрах остеобластов и остеоцитов [24]. -MDP накапливается в ответ не только на опухоль, но и на дегенеративное заболевание суставов, доброкачественные переломы и воспаление [25–27]. Таким образом, BS обнаруживает метастазы в кости на поздней стадии инфильтрации опухолью, когда возникает остеобластическая реакция на отложение метастатических клеток [28]. Чувствительность, указанная в литературе, колеблется от 62 до 89% и, следовательно, может считаться приемлемой [28].Основная проблема БС – его низкая специфичность, поэтому его диагностическая эффективность широко подвергалась сомнению в литературе [29, 30]. Действительно, во многих случаях области повышенного поглощения нельзя окончательно охарактеризовать как отрицательные или положительные в отношении злокачественности. Обычно это заканчивается чтением, характеризуемым как «двусмысленный», «возможный», «подозрительный», «вероятный», «очень подозрительный», «почти наверняка», – серия определений, охватывающих все случаи, в которых результаты визуализации не могут быть обнаружены. уверенно классифицируются как метастатические или доброкачественные, независимо от уровня неопределенности.Обычно сомнительное поглощение BS будет охарактеризовано прицельным рентгеновским снимком, чтобы отличить доброкачественное (перелом, болезнь Педжета, дегенеративное заболевание суставов и т. Д.) От злокачественного (метастатического) происхождения [31]. Эта ассоциация несовершенная, и после этого обследования диагноз может оставаться неоднозначным. В клинической практике нормальная рентгенограмма кости, связанная с аномальным сканированием, с большой вероятностью указывает на BM [32]. Но этот вывод больше основывается на общепринятом мнении или предположении, чем на здравом подходе. В клинической практике для оценки риска переломов может быть приемлемо общепринятое мнение; это становится сомнительным, когда дело доходит до окончательных решений в онкологии [33].

2.2. ОФЭКТ и ОФЭКТ CT

Следует отметить, что руководства не содержат технических рекомендаций для BS. Во многих центрах BS ограничивается передними и задними планарными изображениями. Стандартный планарный BS можно улучшить с помощью однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) на выбранных участках, таких как нижняя часть грудного и поясничного отделов позвоночника, или даже на всем осевом скелете (ОФЭКТ всего тела) [33–35]. У онкологических больных в целом и при РПЖ в частности ОФЭКТ повышает как чувствительность, так и специфичность для обнаружения BM [34–36].Even-Sapir et al. сравнили определение КМ с помощью BS, SPECT, ¹⁸ F-фторид-ПЭТ и ¹⁸ F-фторидного ПЭТ / КТ у 44 пациентов с РПЖ высокого риска, в том числе 23 (52%) с BM [36]. Чувствительность, специфичность, положительная прогностическая ценность (PPV) и отрицательная прогностическая ценность (NPV) планарной BS составляли 70%, 57%, 64% и 55% соответственно, а SPECT – 92%, 82%, 86%. , и 90% соответственно. ОФЭКТ выявила 62% поражений, не замеченных планарной БС. Основное преимущество ОФЭКТ заключается в том, что дополнительное преимущество томографической визуализации требует небольшой дополнительной дозы облучения и лишь незначительных дополнительных затрат, поскольку большинство современных камер теперь предлагают возможность ОФЭКТ всего тела [33].Nozaki et al. оценили значение ОФЭКТ в обнаружении РПЖ в поясничных позвонках у 39 пациентов, у всех из которых наблюдалось повышенное поглощение БС [37]. Окончательный диагноз БМ был установлен с помощью МРТ. Чувствительность, специфичность, PPV и NPV костной ОФЭКТ составляли 95,9%, 73,1%, 72,3% и 96,1% соответственно. Helyar et al. исследовали дополнительную ценность ОФЭКТ / КТ по сравнению с БС Tc-99m и ОФЭКТ на 50 поражениях, обнаруженных БС у 40 пациентов [38]. Сообщая о планарном исследовании и сканировании ОФЭКТ, рецензенты оценили 61% поражений как сомнительные.При сообщении результатов сканирования ОФЭКТ / КТ только 8% поражений были оценены как сомнительные, 24% – как злокачественные и 68% – как доброкачественные.

В заключение, ОФЭКТ и ОФЭКТ / КТ обеспечивают лучшую точность, чем Tc99m BS, в дифференциальной диагностике поясничного костного мозга. Поскольку ОФЭКТ всего тела требует много времени и не является широко доступной, она еще не признана «оптимальным современным» методом скрининга, хотя она доступна на большинстве стандартных BS-аппаратов и может выполняться с минимальными затратами. .

2.3. Метаболическая визуализация, ПЭТ и ПЭТ / КТ

Обнаружение опухолей с использованием позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) и ПЭТ / КТ стало стандартным методом визуализации в онкологии, поскольку ПЭТ / КТ продемонстрировала более высокую чувствительность для раннего обнаружения метастазов. , в том числе БМ, при различных злокачественных новообразованиях [39–41]. К сожалению, наиболее широко используемый метаболический маркер ¹⁸ F-FDG PET не вызывает особого интереса у пациентов с РПЖ. Ghanem et al. продемонстрировали, что ¹⁸ F-FDG-PET отдельно или с использованием слияния изображений PET-CT менее чувствителен, чем МРТ при обнаружении метастазов в кости [42].¹⁸ F- (Натрий) Фторид – это высокоаффинный агент, направленный на поиск костей, обычно рассматриваемый как многообещающий заменитель -МДФ. В вышеупомянутой серии из 44 случаев РПЖ высокого риска Even-Sapir et al. сообщил о чувствительности, специфичности, PPV и NPV соответственно 100%, 62%, 74% и 100% для ¹⁸ F-фторидный ПЭТ и 100% для всех параметров для ¹⁸ F-фторидный ПЭТ / CT [36]. Из 156 поражений костей, обнаруженных с помощью ¹⁸ F-фторида, 81 поражение (52%), включая 34 метастаза, не было замечено с нормальным внешним видом на плоской BS.Напротив, другое вышеупомянутое исследование Ghanem et al. не удалось показать превосходство ¹⁸ F-фторид-ПЭТ над МРТ в обнаружении костного мозга [42].

Будущие исследования будут сосредоточены на новых маркерах, таких как ¹¹ C- или ¹⁸ F-меченные холин и ацетат, ¹¹ C-метионин и ¹⁸ F-фтордигидротестостерон [26, 36, 40–44] . Kotzerke et al. сравнили поглощение ¹¹ C-ацетата и ¹¹ C-холина у 12 пациентов с РПЖ и пришли к выводу, что способность обоих радиоиндикаторов обнаруживать известный BM была идентична, хотя различия между индивидуумами были высокими [45].Yu et al. протестировали возможность применения ¹¹ C-ацетата и ¹⁸ F-FDG для обнаружения и измерения ответа на терапию у 8 пациентов, у которых выявлено ≥3 BM, диагностированное с помощью BS. ¹¹ ПЭТ с C-ацетатом выявила КМ у всех 8 пациентов, тогда как ¹⁸ ПЭТ с F-ФДГ выявила поражения у 6 из 7 пациентов с изображениями [46]. Бехешти и др. проспективно сравнили потенциальную ценность ¹⁸ F-фторхолина и ¹⁸ F-фторида ПЭТ / КТ для выявления BM у 38 пациентов с РПЖ [47].В случае противоречивых результатов в качестве валидатора использовалось наблюдение. В целом в этом исследовании оценивали 321 очаг. Шестнадцать злокачественных остеобластических поражений были отрицательными как для ¹⁸ F-фторхолина, так и для ¹⁸ F-фторида ПЭТ / КТ. Чувствительность, специфичность и точность ПЭТ / КТ для выявления РПЖ РПЖ составила 81%, 93% и 86% для ¹⁸ F-фторида и 74% (), 99% () и 85% для ¹⁸. ПЭТ / КТ F-фторхолина соответственно. В более позднем исследовании с участием 70 пациентов Beheshti et al.подсчитали, что чувствительность, специфичность и точность ¹⁸ F-фторхолиновый ПЭТ / КТ при обнаружении РПЖ РПЖ составила 79%, 97% и 84% соответственно [48]. Eschmann et al. опубликовали небольшое исследование с участием 42 пациентов, цель которого – сравнить диагностическую точность ПЭТ / КТ с C-холином ¹¹ и WB-MRI всего тела [49]. После проверки гистологией, последующим наблюдением или согласованным чтением 88/103 обнаруженных поражений были признаны злокачественными, включая 44 BM. Чувствительность, специфичность и точность для ПЭТ / КТ ¹¹ C-холина составила 96.6%, 76,5% и 93,3% соответственно, а для WB-MRI 78,4%, 94,1% и 81,0% соответственно. Интересно, однако; МРТ всего тела проводилась без диффузионного считывания, что снизило ее эффективность.

3. Сканер КТ

КТ сканер является центральным звеном в диагностике заболеваний опорно-двигательного. При злокачественных новообразованиях костей он используется не в качестве скринингового теста, а в качестве метода визуализации второй линии для выявления аномального поглощения BS, остающегося необъяснимым после стандартной рентгенографии, или для визуализации подозрений на неврологические расстройства.

В последнее время развитие спиральной технологии с множеством детекторов пробудило потенциальный интерес КТ к раннему обнаружению BM. В недавнем анализе Groves et al. исследовали значение этого метода при оценке BM [50]. Они сравнили BS и изображение костей от вершины черепа до колена с помощью 16-срезовой компьютерной томографии у 43 пациентов с известным злокачественным новообразованием. БС выявил БМ у 14 из 43 пациентов, КТ – у 13 из 43 пациентов. Однако было несколько разногласий. Основываясь на своем предварительном анализе, Groves et al.пришли к выводу, что CT с его нынешними характеристиками вряд ли заменит BS для скрининга BM. Кроме того, общая накопленная доза облучения, необходимая для КТ всего позвоночника, исключает систематическое использование этого метода для определения терапевтического ответа в клинических испытаниях.

4. Магнитно-резонансная томография (МРТ) скелета

МРТ очень чувствительна для обнаружения BM у онкологических больных [25, 31, 51–53]. Его превосходство над БС было неоднократно продемонстрировано [54–56].Он был использован в качестве «золотого стандарта » для оценки ПЭТ для выявления КМ, а в последнее время для количественной оценки метастазов РПЖ и измерения ответа опухоли на терапию [30, 57]. Однако использование МРТ в первой линии часто представляется как «неосуществимое», что указывает на его ограниченную доступность, стоимость или ограничения опубликованных серий, подтверждающих метод [30].

МРТ-характеристики злокачественного поражения костного мозга хорошо документированы [25, 36, 57–59]. Различные модели МРТ вовлечения костного мозга в опухолевые заболевания были точно описаны, так что квалифицированные радиологи могут легко отличить метастатические поражения от доброкачественных аномалий костного мозга, таких как гиперплазия костного мозга, вызванная химиотерапией.Внешний вид МРТ позвоночника и тазобедренного сустава можно разделить на простые четко определенные категории [58, 60]: нормальный внешний вид, очаговые метастатические поражения (очаговая картина замещения костного мозга), которые представляют собой узловые области, которые можно измерить, и диффузная инфильтрация костного мозга. (Фигура 1).

Преимущество МРТ заключается в ее способности обнаруживать ранние опухолевые клетки, попадающие в гематопоэтический компартмент, что приводит к замещению нормального гематопоэтического костного мозга и его жировых клеток. Таким образом, этот метод определяет BM на ранней стадии, до того, как реакция хозяина остеобластов становится видимой на BS и рентгеновских лучах, что повышает чувствительность [25, 28].Уже в 1993 году Turner et al. сообщили об использовании МРТ у 18 пациентов с РПЖ для разрешения противоречивых доказательств BM, обнаруженных при сканировании костей и рентгенографии [61]. МРТ исключила метастазирование в 2 из 8 положительных BS и выявила BM в 5 отрицательных BS. На всех 5 сомнительных БП на МРТ не было обнаружено костных поражений. Кроме того, у 6 пациентов с доказательствами серийного МРТ BM после ADT было продемонстрировано рентгенологическое и клиническое улучшение. В 2000 году Walker et al. оценили STIR-MRI всего тела для выявления метастазов в печень, мозг и кости как одно обследование у женщин с раком груди [62].BM был идентифицирован у 11/17 пациентов, с корреляцией между результатами МРТ всего тела и сцинтиграфией у 15/17 пациентов. Daldrup-Link et al. сравнили диагностическую точность МРТ всего тела, Tc-99m BS и FDG-PET для выявления метастазов в кости у 39 детей в возрасте от 2 до 19 лет с различными злокачественными новообразованиями [28]. Чувствительность к обнаружению метастазов в кости составила 90% для FDG-PET, 82% для MRI и 71% для сцинтиграфии скелета. Но FDG-PET также вызывал большинство ложноположительных поражений.Совсем недавно наша группа оценила диагностическую эффективность и влияние на терапию одноэтапной МРТ осевого скелета (МРТ) для выявления BM у 66 пациентов с РПЖ высокого риска [63]. МРТ сравнивали с рутинным обследованием, основанным на BS, завершенным с помощью прицельного рентгеновского снимка в случаях сомнительных результатов BS и с МРТ «по запросу» (MRIor) в случае неубедительных результатов BS / рентгеновского снимка. Чувствительность составила 46% для одного только Tc-99m BS, 63% для BS / рентгеновского излучения, 83% для BS / рентгеновских лучей / МРТ и 100% для МРТ. Соответствующие специфичности составили 32%, 64%, 100% и 88%.МРТ был значительно более чувствительным, чем любой другой подход (МакНемар). МРТ правильно определила метастазы у 7/23 (30%) пациентов, считавшихся отрицательными, и 8/17 (47%) пациентов, считавшихся сомнительными другими стратегиями, что привело к изменению первоначально запланированной терапии. Эта повышенная чувствительность, несомненно, имеет дополнительную ценность в повседневной практике, как при впервые диагностированном РПЖ, так и во избежание ненужной радикальной терапии, а также на более поздних этапах болезни, позволяя начать лечение в надежде предотвратить или отсрочить осложнения, связанные с метастазами.

Достаточно ли этих результатов, чтобы окончательно утверждать, что МРТ заменит БС в качестве начального и единственного метода визуализации для определения стадии всех пациентов с РПЖ? Ответ – нет. Доступ к технологии МРТ все еще нуждается в улучшении, а имеющийся аппарат МРТ должен быть увеличен. Действительно, не всегда приемлемо откладывать лечение пациентов с высоким риском, ожидающих исключения BM. Кроме того, многие авторы по-прежнему выступают за использование БС, полагая, что МРТ будет слишком дорогостоящим [25, 26, 39]. Эти данные, однако, демонстрируют, что МРТ превосходит текущую стратегию визуализации, используемую для определения стадии кости в популяции пациентов с высоким риском.Есть место для крупных многоцентровых исследований в четко определенных группах пациентов для оценки и подтверждения клинической эффективности МРТ как начального инструмента определения стадии костной ткани при РПЖ.

Дальнейшие разработки будут сосредоточены на МРТ всего тела (WBMRI). Достижения в области аппаратного и программного обеспечения позволили получить WBMRI, в том числе изображения обычной последовательности (T1, STIR), покрывающие весь скелет, а в последнее время – изображения, взвешенные по диффузии (DWI), что облегчает обнаружение BM, особенно в труднодоступных областях скелета. для оценки обычных последовательностей, таких как ребра [64–68].Кроме того, это позволяет представить комплексное лечение метастазов (висцеральных и костных). Eschmann et al. сравнили диагностическую точность ПЭТ / КТ ¹¹ C-холина с МРТ всего тела для определения стадии РПЖ у 42 пациентов [44]. Чувствительность, специфичность и точность ПЭТ / КТ ¹¹ C-холина составляли 96,6%, 76,5% и 93,3% соответственно, а для МРТ 78,4%, 94,1% и 81,0%. Интересно, что 3 BM изначально были пропущены при ПЭТ / КТ ¹¹ C-холина и были обнаружены ретроспективно.Автор пришел к выводу, что сильной стороной МРТ является превосходное качество изображения, предоставляющее подробную анатомическую информацию, тогда как преимуществом холина ПЭТ / КТ является высокая контрастность изображения патологических очагов (рис. 2).

5. Заключение

Правильная диагностика BM стала серьезной проблемой для тех, кто разрабатывает новые терапевтические стратегии, включая тех, кто выступает за агрессивное местное лечение локализованных и местно-распространенных заболеваний высокого риска. Tc-99m BS, возможно, еще не закончился, но время, когда пациентов лечили по подозрению, а не на основании убедительных доказательств, прошло.Многие технологии, включая метаболическую визуализацию с помощью ПЭТ и МРТ, действительно быстро вызывают интерес в повседневном ведении пациентов с РПЖ. Как и в случае современных методов лечения, стратегии диагностики будут многопрофильными по своей природе и будут включать перекрестное оплодотворение между ядерщиками, урологами и онкологами-радиологами.

Раковые клетки простаты становятся «оборотнями» и распространяются на отдаленные органы

Слева: белки AIM1 окрашены в коричневый цвет в нормальных клетках простаты и расположены вдоль внешней границы каждой клетки.Справа: белки AIM1 в клетках первичного рака простаты диффундируют по каждой клетке.

Предоставлено: Nature Communications.

Поделиться быстрыми фактами

Клетки рака простаты становятся «оборотнями» и распространяются на отдаленные органы – Нажмите, чтобы твитнуть
«Изменяющие форму» клетки рака простаты получают способность изменять форму и распространяться – Нажмите, чтобы твитнуть

Ученые из онкологического центра имени Джона Хопкинса Киммела сообщают, что они обнаружили биохимический процесс, который дает клеткам рака простаты почти неестественную способность изменять свою форму, протискиваться в другие органы и укореняться в других частях тела.Ученые говорят, что их клеточные культуры и исследования на мышах этого процесса, который включает связанный с раком белок под названием AIM1, предлагают потенциальные способы перехватить или обратить вспять способность рака метастазировать или распространяться.

Результаты исследования описаны в выпуске от 26 июля Nature Communications .

Для этого исследования ученые Джона Хопкинса использовали общедоступные данные исследований генетики и химии сотен первичных и метастатических видов рака, включенных в пять исследований мужчин с раком простаты.Они обнаружили, что ген под названием AIM1 (он же «отсутствует в меланоме 1»), который производит белки, также называемые AIM1, удален примерно в 20–30 процентах случаев рака простаты, ограниченных железой, и примерно в 40 процентах случаев метастатического рака простаты. Кроме того, ученые обнаружили в среднем в два-четыре раза меньшее количество экспрессии AIM1 при метастатическом раке простаты по сравнению с нормальными клетками предстательной железы или с клетками от мужчин с раком простаты, ограниченным простатой, предполагая, что снижение белков AIM1 каким-то образом связано с распространение опухоли.

Помимо связи с развитием меланомы, смертельного рака кожи, ученые мало знали о функции AIM1.

«Наши эксперименты показывают, что потеря белков AIM1 дает клеткам рака простаты способность изменять форму, мигрировать и вторгаться. Эти способности могут позволить клеткам рака простаты распространяться в различные ткани животного и, предположительно, человека », – говорит Майкл Хаффнер, доктор медицинских наук, патологоанатом и бывший научный сотрудник онкологического центра имени Джона Хопкинса Киммела, который занимается исследование.«Это не вся история о том, что происходит с распространением рака простаты, но в некоторых случаях, похоже, это значительная его часть».

При более внимательном рассмотрении гена AIM1 и уровня его белка в тканях рака простаты ученые Джонса Хопкинса обнаружили, что во многих случаях, даже когда ген не полностью удален и его производство белка снижено, его расположение в клетке рака простаты сильно отклоняется от нормы по сравнению с нормальными клетками простаты. Это происходит даже в первичных раковых клетках простаты, которые вторглись в местные структуры и образовали инвазивный рак в предстательной железе, говорят ученые.

Исследовательская группа использовала красители для отслеживания местоположения белков AIM1 в клетках человека, выращенных в лаборатории, и проследила, где они появляются в нормальных и злокачественных тканях простаты. В нормальных клетках простаты AIM1 был расположен вдоль внешней границы каждой клетки и спарен с белком, называемым бета-актином, который помогает формировать цитоскелет клетки, или каркас. Однако в клетках рака простаты белок распространился от внешней границы клеток и больше не спаривался с бета-актином.

Ученые обнаружили эту закономерность среди образцов ткани простаты человека, включая 81 нормальную простату, 87 локализованных раковых опухолей простаты и 52 рака простаты, которые распространились на лимфатические узлы.

«Похоже, что когда уровень белка AIM1 падает или когда он ненормально распространяется по клетке, а не ограничивается внешней границей, каркас клеток рака простаты становится более податливым и способным проникать в другие ткани», – говорит Васан Егнасубраманян, М.D., доктор философии, доцент Онкологического центра Киммела и член исследовательской группы. По словам Егнасубраманяна, каркас AIM1 удерживает нормальные клетки в жесткой, упорядоченной структуре. По его словам, без AIM1 клетки становятся более податливыми, меняют форму кочевников, которые могут мигрировать в другие части тела.

Чтобы отследить, как движутся эти изменяющие форму раковые клетки, ученые Джонса Хопкинса вместе со Стивеном Эном, доктором философии, экспертом по клеточной механике и доцентом Школы общественного здравоохранения Блумберга Джонса Хопкинса, внимательно изучили Клетки рака простаты, лишенные AIM1, с использованием сложных и количественных анализов отдельных клеток, предназначенных для исследования материала и физических свойств живой клетки и ее цитоскелета.

Они обнаружили, что клетки, лишенные AIM1, реконструируют свой каркас более чем в два раза больше, чем клетки с нормальным уровнем AIM1, и что они оказывают в три-четыре раза больше силы на свое окружение, чем клетки с нормальным уровнем белка. Такие клеточные свойства напоминают клетки с высоким потенциалом вторжения и миграции, отмечает An.

Кроме того, ученые обнаружили, что клетки простаты, лишенные AIM1, способны мигрировать в незанятые места на чашке для культивирования или проникать через материалы, подобные соединительной ткани, со скоростью в четыре раза выше, чем клетки с нормальным уровнем AIM1.

Затем научная группа имплантировала клетки рака простаты человека, сконструированные без AIM1, пяти мышам и обнаружила, что эти клетки распространились на другие ткани на уровнях от 10 до 100 раз быстрее, чем клетки с нормальным уровнем AIM1, которые были имплантированы пяти аналогичным мышам. Однако клетки с отсутствием AIM1 не смогли образовать полные колонии и опухоли в этих других тканях, что позволяет предположить, что истощение AIM1 – это еще не все, что связано с распространением и ростом метастатического рака простаты.

«AIM1 может способствовать распространению клеток рака простаты по телу, но что-то еще может помочь им сформировать полномасштабные метастатические опухоли, когда они попадут туда», – говорит Егнасубраманян.

Ученые Джона Хопкинса планируют продолжить изучение того, что происходит с белком AIM1, чтобы вызвать его аномальное расположение при раке простаты, и определить другие белки и гены, которые работают с AIM1 и вызывают метастазы. Такие исследования могут помочь ученым найти новые мишени для лекарств, нацеленных на предотвращение или устранение метастазов в простату.

Другие ученые, которые участвовали в исследовании, включают Дэвид М. Эсопи, Алсидес Шо, Мельтем Гюрель, Сусмиту Гош, Аджай М. Вагасиа, Харрисон Цай, Кунхва Ким, Николь Кастанью, Хонг Лам, Джессику Хикс, Николас Уихс, Дебику Бисвал Шинохара, Паула Дж.Херли, Брайан В. Саймонс, Эдвард М. Шеффер, Тамара Л. Лотан, Уильям Б. Айзекс, Джордж Дж. Нетто, Анджело М. Де Марцо и Уильям Г. Нельсон из Джона Хопкинса.

Исследование финансировалось Национальным институтом рака при Национальных институтах здравоохранения (P50 CA058236, CA070196, P50 CA88843, P30CA006973, R01CA183965, U01CA196390 и U54CA210173-01), Фондом рака простаты, Фондом исследования рака простаты Патрика К. Уолша. Премия Х. Коха, V Фонд исследований рака Мартина Д.Премия ученого Абелоффа, Фонд Содружества, Стипендия Масенхимера Фонда Кливленда и Онкологический центр физических наук Джонса Хопкинса.

Корреляция (68) Ga-PSMA ПЭТ / КТ в начальной стадии рака простаты

Эта статья изначально была опубликована здесь

Hell J Nucl Med. 2021, 20 апреля: s002449

7. DOI: 10.1967 / s002449

7. Онлайн до печати.

РЕФЕРАТ

ЦЕЛЬ: Целью этого исследования было оценить корреляцию между различными группами риска рака простаты (РПЖ) в отношении наличия метастазов и паттернов захвата специфического мембранного антигена простаты галлия-68 (⁶⁸ Ga-PSMA) в предстательная железа.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. В этом ретроспективном исследовании приняли участие 139 пациентов с впервые диагностированным нелеченным РПЖ, которым была проведена ПЭТ / КТ-визуализация ⁶⁸ Ga-PSMA для стадирования в период с июля 2017 года по март 2019 года. Максимальные стандартизованные значения поглощения (SUVmax) определяли путем ручного размещения интересующей области к первичной опухоли в предстательной железе. Пациенты были разделены на группы в соответствии с их значениями простат-специфического антигена (ПСА), группами оценок Международного общества урологической патологии (ISUP), оценками Глисона (GS), критериями стратификации риска Д’Амико и наличием метастазов.U-критерий Манна-Уитни использовался при сравнении двух групп данных. В многомерном анализе логистическая регрессия использовалась для определения независимых предикторов наличия метастазов.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Существовали статистически значимые различия между группами риска D’Amico в отношении уровней SUVmax простаты. Уровни SUVmax у пациентов в группе высокого риска были значительно выше, чем уровни SUVmax у пациентов в группах низкого-среднего риска (P <0,001). Максимальные стандартизованные уровни значений поглощения у пациентов с уровнем ПСА 20 нг / мл и выше были значительно выше, чем у пациентов с уровнем ПСА ниже 20 нг / мл (P <0.001). Частота метастазов у пациентов с поглощением ⁶⁸ Ga-PSMA в двух долях предстательной железы была значительно выше (42,6%), чем частота метастазов у пациентов с поглощением ⁶⁸ Ga-PSMA только в одной доле (7,9%) ( P <0,001). Медиана SUVmax опухолей у пациентов с метастазами была статистически значимо выше, чем у пациентов без метастазов. В многомерном анализе; билобарного поражения, значение ПСА 20 нг / мл, значение SUVmax простаты 8,6 и GS 8 были определены как независимые предикторы наличия метастазов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Сильная корреляция между значениями ПСА и / или значениями оценки / степени Глисона и значениями SUVmax предполагает, что значение SUVmax предстательной железы может быть ценным определяющим фактором при классификации риска.

PMID: 33866340 | DOI: 10.1967 / s002449