СРАВНИТЕЛЬНО-ИСТОРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ В ДИАГНОСТИКЕ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ: ОТ ОЦЕНКИ КОСТНЫХ СТРУКТУР К МОЛЕКУЛЯРНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ

Быстрое совершенствование лучевой диагностики во второй половине XX века было неразрывно связано с внедрождением вычислительной техники, что позволило перейти от аналоговых изображений к цифровым методам обработки данных [1]. Компьютерная томография (КТ), изначально созданная для послойного изучения анатомии, быстро заняла ведущее место в онкологической практике. Как отмечала Е.К. Колесникова, «дигитальные устройства обеспечивают обработку изображений (сложение, вычитание, сглаживание, контрастирование, выделение «зон интереса», построение гистограмм и т. п.)» [1]. Однако истинное преобразование метода заключается не только в улучшении пространственного разрешения, но и в расширении его функциональности – от простой констатации наличия опухоли до оценки ее метаболической активности, рецепторного статуса и взаимодействия с иммунной системой. Сегодня мы наблюдаем переход от «классической» КТ к гибридным системам (ПЭТ/КТ, ОФЭКТ/КТ), которые позволяют одновременно получать анатомическую и молекулярную информацию.

Под сравнительно-историческим анализом компьютерной томографии в данной статье понимается не хронологическая смена поколений техники, а качественное преобразование диагностической роли метода: от анатомического картирования костных и мягкотканных структур к интеграции с функциональными и молекулярными технологиями (перфузионная КТ, гибридные системы ОФЭКТ/КТ и ПЭТ/КТ), что позволило использовать КТ не только для морфологической верификации, но и для оценки микроокружения опухоли, прогнозирования ответа на терапию и персонализированного подхода.

В качестве материала для анализа использованы научные статьи, охватывающие период с 1991 по 2025 год, представленные в открытых источниках. Рассматривались работы, посвященные диагностике первичных и вторичных опухолей костей, рака молочной железы, а также гибридным методам визуализации (ОФЭКТ/КТ, ПЭТ/КТ). Методологическую основу составил сравнительный анализ данных КТ, МРТ и гибридных технологий с патоморфологической верификацией.

На начальных этапах развития основным преимуществом КТ перед классической рентгенографией было получение поперечного изображения без наложения теней и скрытых зон, что позволяло дифференцировать мягкие ткани с малым градиентом плотности [1]. Переход от аналоговых изображений к цифровым (дигитальным) устройствам обеспечил возможность обработки изображений: сложение, вычитание, контрастирование, выделение «зон интереса», что создало предпосылки для количественного анализа [1]. Принципиальным прорывом стало создание шкалы Хаунсфилда (Hounsfield scale), где за 0 принята плотность воды, за +1000 – компактного вещества кости, за -1000 – плотность воздуха, что позволило объективизировать плотностные характеристики тканей [1].

Современным этапом развития стало внедрение мультиспиральной (мультидетекторной) компьютерной томографии (МСКТ/МДКТ), обеспечившей значительный выигрыш в производительности за счет сокращения продолжительности исследования, возможности получения более тонких срезов (до 0,5–1 мм) и практически изотропных изображений [2, 3]. Это открыло возможности для высококачественных мультипланарных (МПР) и трехмерных реконструкций, включая проекцию максимальных интенсивностей (МИП), отображение оттененных поверхностей (SSD) и объемное представление (VRT), что значительно облегчило пространственное восприятие распространенности опухолевого процесса [2, 3].

Ключевым направлением совершенствования КТ стало развитие перфузионных технологий. КТ-перфузия позволяет количественно оценить параметры кровотока (BF), объема крови (BV) и проницаемости сосудистой стенки (PS) за одно сканирование, что дает возможность оценить ангиогенез опухоли – один из ключевых маркеров злокачественности [4, 5]. Исследования показали, что параметры перфузии коррелируют с плотностью микрососудов и могут быть использованы для дифференциации нормальной ткани от опухолевой, а также для мониторинга ответа на терапию [4, 6]. У пациентов с раком предстательной железы КТ-перфузия позволяет идентифицировать участки опухоли в периферической зоне примерно у 80% пациентов, демонстрируя чувствительность 86,96% и специфичность 62,50% [5, 7].

С момента внедрения КТ заняла лидирующие позиции в диагностике костной патологии. По данным РОНЦ им. Н.Н. Блохина, информативность КТ в отображении основных признаков опухолей костей существенно выше возможностей стандартной рентгенографии: оценка состояния коркового слоя – в 81% случаев; выявление внекостного компонента и его взаимоотношений с магистральными сосудами – в 62 и 82,7% случаев соответственно; выявление периостальной реакции – в 54% случаев [2]. Амирасанов и Наджафов (2012) показали, что «информативность КТ составила 85,0%» [8], что значительно выше, чем у рентгенографии (57,1±6,5%) [8]. При этом чувствительность КТ достигает 91,2±4,9%, хотя специфичность остается умеренной (50,0±20,4%) [8].

Сравнительный анализ возможностей КТ и МРТ в диагностике злокачественных новообразований костей выявил четкое разделение диагностических задач. Преимущества КТ: высокая чувствительность в оценке кортикальной деструкции и состояния коркового слоя; превосходство в отображении опухолевой и реактивной минерализации, что позволяет более точно определять морфологическую картину; лучшая визуализация мелких кальцинатов и оссификатов; высокая информативность при плоских костях и в сложных анатомических областях (позвоночник, кости таза) [2, 9]. Преимущества МРТ: превосходная визуализация мягких тканей и костного мозга; лучшая оценка распространенности опухоли в костномозговом канале; более точное определение вовлеченности нервно-сосудистого пучка и суставных структур [9, 10].

В диагностике вторичного опухолевого поражения костей гибридные технологии (ОФЭКТ/КТ, ПЭТ/КТ) значительно превосходят возможности изолированной КТ. Глушков и Кисличко (2016) демонстрируют, что «ОФЭКТ/КТ в сравнении с ОФЭКТ позволяет снизить количество сомнительных заключений сканирований с 67,9 до 19,6 %» [11]. Дополнительное использование ОФЭКТ/КТ изменило заключения планарной остеосцинтиграфии о природе поражения костей у 30% больных [11, 12]. По данным сравнительного исследования Прохорова С. Н., Кочергиной Н. В., Рыжкова А. Д., Крылова А. С., Блудова А. Б. (2022), чувствительность КТ в диагностике метастазов в кости составила всего 10%, тогда как МРТ в режиме Т1+ДВИ достигла 99% [13]. Это подтверждает, что изолированная КТ не может рассматриваться как метод выбора для скрининга костных метастазов, однако остается незаменимой для уточнения характера поражения и планирования биопсии [13, 14].

В диагностике рака молочной железы КТ-маммография не является общепризнанным скрининговым методом, однако она занимает важное место как уточняющая методика [15]. Тонкие срезы и возможность мультипланарных реконструкций позволяют детально оценить структуру образования, его взаимоотношения с грудной стенкой и ретромаммарным пространством, что недоступно при стандартной маммографии [15, 16]. По данным Жакеновой (2012), «характерными КТ-маммографическими признаками рака молочной железы являлись нечеткие, неровные (50%) или спикулообразные (37,5%) контуры, «дорожка» к соску (45%), утолщение кожи (40%), втяжение соска (35%) и наличие микрокальцинатов в образовании (32,5%)» [15]. Основное значение КТ в диагностике рака молочной железы связано с определением локальной распространенности и стадированием. Применение тонких срезов позволяет уточнить T‑стадию (размеры первичной опухоли, выявление мультицентрического роста в 25% случаев по данным [15]), оценить инвазию грудной стенки (визуализация ретромаммарного пространства и прилежащих мягких тканей позволяет исключить или подтвердить опухолевую инфильтрацию пекторальных мышц) [15], а также оценить N‑статус (состояние подмышечных, подключичных и внутренних маммарных лимфатических узлов). Серебрякова (2009) отмечает, что при наличии высокой плотности железистой ткани у женщин репродуктивного возраста, когда рентгеновская маммография малоинформативна, КТ-маммография может стать методом выбора для уточняющей диагностики [17].

Современный этап характеризуется интеграцией КТ с другими визуализационными модальностями. Гибридные системы ОФЭКТ/КТ и ПЭТ/КТ объединяют высокое пространственное разрешение КТ с функциональной информацией радионуклидной диагностики [11]. В онкологии молочной железы применение гибридных технологий, в частности ОФЭКТ/КТ, позволяет одновременно оценивать морфологические изменения в ткани железы и функциональную активность регионарных лимфатических узлов. Как показано в клинических наблюдениях, ОФЭКТ/КТ с туморотропными радиофармпрепаратами способствует выявлению метастатического поражения молочных желез, в том числе в сложных случаях, когда традиционная маммография и ультразвуковое исследование дают неоднозначные результаты.

Кроме того, в последние годы все большее значение приобретает возможность КТ в составе гибридных систем оценивать не только структурные, но и метаболические характеристики опухоли. Например, ПЭТ/КТ с различными радиофармпрепаратами позволяет визуализировать рецепторный статус новообразования, что особенно важно при планировании таргетной терапии. Такие подходы уже активно применяются при нейроэндокринных опухолях, раке легкого и лимфопролиферативных заболеваниях, а в перспективе могут быть адаптированы и для других нозологий.

Перспективные направления развития КТ включают в первую очередь радиомику и таргетную молекулярную визуализацию. Радиомика позволяет извлекать из КТ-изображений тысячи количественных признаков, неразличимых человеческим глазом, что повышает точность дифференциальной диагностики и прогнозирования [21]. Таргетная молекулярная визуализация с использованием новых радиофармпрепаратов, специфичных к рецепторам опухолевых клеток (например, рецепторам эстрогенов, HER2/neu), открывает возможности для неинвазивной оценки биологического подтипа рака молочной железы [19, 22]. Далее следует развитие искусственного интеллекта, который позволяет автоматизировать анализ изображений и повысить воспроизводимость результатов [21]. Кроме того, перспективными являются спектральная и фазово-контрастная КТ, позволяющие получить дополнительную информацию о составе тканей и микроструктуре опухоли [20], а также интеграция КТ в мультимодальные навигационные системы для планирования и контроля биопсии и малоинвазивных вмешательств [23].

На основе анализа литературных данных можно сформулировать следующие клинические рекомендации. При первичной диагностике при подозрении на патологические изменения в костях первым методом должна оставаться стандартная рентгенография [14]. КТ показана для детализации выявленных изменений, оценки состояния коркового слоя, выявления минерализации и определения взаимоотношений с прилежащими структурами [2, 8, 9]. Для оценки локальной распространенности костных опухолей КТ и МРТ взаимодополняют друг друга: КТ лучше визуализирует кортикальную деструкцию и кальцификаты, МРТ – поражение костного мозга и мягких тканей [9, 10]. Для поиска отдаленных метастазов в костях КТ не может рассматриваться как метод скрининга из-за низкой чувствительности (10% по данным [13]), предпочтение следует отдавать ОФЭКТ/КТ, ПЭТ/КТ или МРТ с диффузионно-взвешенными изображениями [11, 13].

В диагностике рака молочной железы КТ-маммография показана в качестве уточняющего метода при плотной железистой ткани, при подозрении на распространение процесса на грудную стенку, а также для выявления мультицентрического роста и оценки состояния регионарных лимфатических узлов [15–17]. В сложных дифференциально-диагностических ситуациях, особенно при наличии в анамнезе злокачественных новообразований других локализаций, целесообразно применение гибридных методов (ОФЭКТ/КТ, ПЭТ/КТ), позволяющих одновременно оценить структурные и метаболические изменения.

Развитие технологий КТ сопровождается вниманием к вопросам радиационной безопасности. Эффективная доза облучения при КТ составляет от 4 до 13 мЗв в зависимости от протокола и исследуемой области [11, 13]. В гибридных системах доза складывается из радионуклидного компонента (например, 4,2 мЗв при остеосцинтиграфии) и КТ-компонента (до 13,3 мЗв при ОФЭКТ/КТ) [13]. Современные подходы к снижению лучевой нагрузки включают использование низкодозовых протоколов, итеративных алгоритмов реконструкции, автоматической модуляции силы тока и строгое соблюдение принципа ALARA [1, 11]. При проведении КТ-маммографии особое внимание уделяют минимизации дозы без потери диагностического качества изображения, что достигается за счет современных мультиспиральных систем и постпроцессорных методов обработки [16, 17].

Проведенный сравнительно-исторический анализ показывает, что компьютерная томография в онкологии прошла путь от простого анатомического картирования до сложной мультимодальной и молекулярной визуализации. Несмотря на сохранение ведущей роли КТ в оценке костных структур (деструкция, оссификация, состояние коркового слоя), ее истинный потенциал раскрывается в гибридных технологиях (ОФЭКТ/КТ, ПЭТ/КТ) и в интеграции с функциональными методиками (КТ-перфузия, двухэнергетическая КТ). Современная КТ выступает не как изолированный метод, а как анатомический базис для визуализации метаболических процессов, рецепторов опухоли и клеток микроокружения. Развитие радиомики, таргетной молекулярной визуализации и искусственного интеллекта открывает перспективы для дальнейшей трансформации КТ в инструмент персонализированной диагностики, позволяющий не только выявлять и стадировать опухоль, но и прогнозировать ответ на терапию, включая иммунотерапию. Дальнейшие исследования должны быть направлены на стандартизацию протоколов функциональной КТ и интеграцию мультимодальных подходов в повседневную клиническую практику.

1. Колесникова Е.К. Перспективы компьютерной томографии в онкологии // НИИ клинической онкологии. - 1991.
2. Лукьянченко А.Б., Медведева Б.М., Мусаев Э.Р., Валиев А.К. РКТ и МРТ в диагностике опухолей опорно-двигательного аппарата (современное состояние вопроса) // Вестник РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН. - 2010. - Т. 21, № 2. - С. 42-50.
3. Амирасанов А.Т., Наджафов С.Р. Значение компьютерной томографии в диагностике доброкачественных опухолей и опухолеподобных образований костей // Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. - 2012. - № 5. - С. 60.
4. Валеев А.И., Малов А.А. Роль магнитно-резонансной томографии в диагностике злокачественных новообразований костей. Современное состояние вопроса // Российский журнал детской гематологии и онкологии. - 2020. - Т. 7, № 4. - С. 77-81.
5. Глушков Е.А., Кисличко А.Г. ОФЭКТ/КТ в диагностике вторичного опухолевого поражения костей // Сибирский онкологический журнал. - 2016. - Т. 15, № 5. - С. 82-88.
6. Крживщикий П.И., Канаев С.В., Новиков С.Н., и др. ОФЭКТ-КТ в диагностике метастатического поражения скелета // Вопросы онкологии. - 2014. - Т. 60, № 1. - С. 56-63.
7. Прохоров С.Н., Кочергина Н.В., Рыжков А.Д., и др. Сравнение эффективности остеосцинтиграфии, рентгенографии, ОФЭКТ/КТ и МРТ в диагностике метастазов солидных опухолей различной природы в костях // Медицинская радиология и радиационная безопасность. - 2022. - Т. 67, № 6. - С. 74-78.
8. Кочергина Н.В., Зимина О.Г., Молчанов Г.В. Комплексная диагностика опухолей костей // НИИ клинической онкологии ГУ РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН. - 2004.
9. Жакенова Ж.К. Компьютерно-томографическая семиотика рака молочной железы // Казахский Национальный медицинский университет им. С.Д. Асфендиярова.
10. Терновой С.К., Абдураимов А.Б. Роль мультиспиральной компьютерной томографии в диагностике и определении распространенности рака молочной железы // Радиология - практика. - 2007. - № 6. - С. 7-12.
11. Серебрякова С.В. Место магнитно-резонансной томографии в комплексной дифференциальной лучевой диагностике образований молочных желез // Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова. - 2009.
12. Рыжков А.Д., Крылов А.С., Щипахина Я.А., и др. Диагностика скелетных метастазов методом ОФЭКТ/КТ // Лучевая диагностика и терапия. - 2018. - Т. 1, № 3. - С. 21-26.
13. Pretorius E.S., Fishman E.K. Volume rendering 3D spiral CT: musculoskeletal applications // Radiographics. - 1999. - Vol. 19. - P. 1143-1160.
14. Yeung T.P., Bauman G., Yartsev S., et al. Dynamic perfusion CT in brain tumors // Eur J Radiol. - 2015. - Vol. 84, No. 12. - P. 2386-2392.
15. Luczynska E., Blecharz P., Dyczek S., et al. Perfusion CT is a valuable diagnostic method for prostate cancer: a prospective study of 94 patients // Ecancermedicalscience. - 2014. - Vol. 8. - P. 476.
16. Osimani M., Bellini D., Di Cristofano C., et al. Perfusion MDCT of prostate cancer: correlation of perfusion CT parameters and immunohistochemical markers of angiogenesis // AJR Am J Roentgenol. – 2012. - Vol. 199, No. 5. - P. 1042-1048.
17. Chemorotov V., Kosenreich V., Zvegintsev R. CT Perfusion as New Modality in the Arsenal of Diagnostics for Advanced Prostate Cancer // Acta Scientific Medical Sciences. - 2023. - Vol. 7, No. 11. - P. 14-19.
18. Harani H., Kalola J., Harani J. Comparative role of CT scan and MR imaging in primary malignant bone tumors // IOSR J Dent Med Sci. - 2014. - Vol. 13, No. 11. - P. 29-35.
19. Wang X., Shen W., Yao L., et al. Current status and future prospects of molecular imaging in targeting the tumor immune microenvironment // Front Immunol. - 2025. - Vol. 16. - P. 1518555.
20. Mahnken A.H., Wildberger J.E., Gehbauer G., et al. Multidetector CT of the spine with MR imaging and radiography // AJR. - 2002. - Vol. 216. - P. 23-25.
21. Park C., Na K.J., Choi H., et al. Tumor immune profiles noninvasively estimated by FDG PET with deep learning correlate with immunotherapy response in lung adenocarcinoma // Theranostics. – 2020. – Vol. 10, No. 23. – P. 10838–10848.
22. Zhao L., Wen X., Xu W., et al. Clinical evaluation of (68)Ga-FAPI-RGD for imaging of fibroblast activation protein and integrin α(v)β(3) in various cancer types // J Nucl Med. – 2023. – Vol. 64, No. 8. – P. 1210–1217.

Все статьи автора «author90123»