6 курс / Гастроэнтерология / Багненко_С_С_Комплексное_магнитно_резонансное_исследование_в_выявлении

82

Качественными мы считали спектры, на которых:

1.Удовлетворительное соотношение сигнал/шум позволяло четко дифференцировать все семь пиков.

2.Амплитуда наиболее высокого пика была не ниже 0,15.

3.Амплитуда сигнала от креатинфосфата (PCr) мышц брюшной стенки или диафрагмы не превышала 95% от амплитуды самого высокого пика в изучаемом МР-спектре.

Пример качественного МР-спектра печени по фосфору практически здорового представителя контрольной группы представлен на Рисунке 3.

Рисунок 3. Качественный МР-спектр печени по фосфору пациента контрольной группы (красная кривая – теоретический МР-спектр для математического анализа). На правой половине рисунка синим цветом обозначена локализация вокселя, для которого построен данный МР-спектр

В результате отработки методики нами были определены оптимальные параметры сканирования: TR – 400 мс, ТЕ – 2,3 мс, FA – 90°, FOV – 280х280x40

мм, матрица 8х8 вокселей, количество усреднений – 24, WALT-4 развязка со стандартной частотой 1Н импульсов. Длительность протокола – 5 мин. 6 с.

83

После сбора «сырых» данных постпроцессорную обработку проводили с помощью программного обеспечения (Spectroscopy Application на базе оболочки

Syngo 2002B), установленного производителем (Siemens). Применяли стандартный протокол обработки информации «liver_csi_noe». Полученная информация представлялась в виде МР-спектра, для математической обработки которого программным обеспечением в автоматическом режиме строилась кривая теоретического спектра (Рисунок 3). Если кривая была построена неверно,

проводили ее ручную коррекцию в интерактивном режиме путем редактирования отдельных пиков (Рисунок 4).

Рисунок 4. Фрагмент МР-спектра печени по фосфору 31P

А – до коррекции красной кривой теоретического спектра (пики PME и Pi);

Б – после коррекции (красная и белая кривая практически совпадают).

Коррекцию базовой линии (Baseline correction) полученного спектра производили с помощью обсчета «сырых» данных основной базисной линии,

после чего получали идентифицированный спектр с характеристиками положения и интегрального исчисления относительных единиц пиков метаболитов:

креатинфосфата (PCr), фосфодиэфира (PDE), неорганического фосфата (Pi),

фосфомоноэфира (PME), а также трех фракций аденозинтрифосфорной кислоты

(α-, β-, γ-ATP). Анализу подвергались как абсолютные интегральные значения пиков данных химических веществ, так и соотношение их между собой.

84

После описанной выше предварительной обработки оценивали только качественные МР-спектры. Если таковые с первого раза получить не удавалось,

исследование проводили повторно, предварительно изменив расположение спектроскопической матрицы. Данные, полученные при обработке качественных МР-спектров, подвергали в дальнейшем статистическому анализу.

Таким образом, отработанная нами методика МРС печени по фосфору с применением поверхностной радиочастотной катушки на аппарате с напряженностью магнитного поля 1,5 Тл позволила обследовать 102 пациента (54

очага – 9%). На всех качественных спектрах печени отчетливо определяли 7

пиков фосфорсодержащих метаболитов: креатинфосфат (PCr), фосфодиэфир

(PDE), неорганический фосфат (Pi), фосфомоноэфир (PME) и три фосфатные группы АТФ (α, β, γ ATP).

2.2.5. Методики количественного анализа данных комплексного магнитно-

резонансного исследования и их статистическая обработка

Помимо качественного анализа данных, полученных в ходе применения различных методик МР-исследования, нами изучались количественные показатели изменения интенсивности МР-сигнала в очагах поражения печени,

интактной паренхиме органа, а также в селезенке, аорте и нижней полой вене. Для этого на полученных томограммах с помощью встроенного программного обеспечения томографа выбирали соответствующие зоны интереса (округлой или овальной формы). Выделяемые зоны при изучении магистральных сосудов и паренхиматозных органов верхних отделов живота должны были быть максимально однородны и не включать в себя расположенных поблизости структур и тканей. При изучении интенсивности сигнала от паренхиматозных органов зону интереса увеличивали до максимальных размеров (с учетом предыдущего ограничения). При оценке данного параметра в массивных очаговых поражениях печени старались избегать крупных областей некроза и кровоизлияний. Участок измеряемого сигнала в интактной паренхиме печени

85

располагали вблизи очагового поражения органа (для снижения влияния неоднородности магнитного поля и чувствительности принимающей катушки томографа). Замеры проводили как на нативных МР-томограммах, так и на изображениях, полученных после внутривенного введения контрастных препаратов. Изучение динамики накопления и выведения контрастного вещества проводили на аксиальных срезах, полученных с помощью импульсной последовательности Vibe с разрешением матрицы 256х256 и 320х320 пикселей.

При оценке ДВИ анализировали как «сырые» данные, так и карты ИКД. Примеры описанных измерений представлены на Рисунках 5 и 6.

Рисунок 5. Измерение интенсивности сигнала на нативных изображениях (А

– Т2 Haste, Б – Т1 Flash, В – ДВИ с фактором взвешенности 300 с/мм², Г – карта ИКД, построенная на основе трех коэффициентов взвешенности: 50, 300 и 800

с/мм²): овалами обозначены зоны интереса в селезенке, аорте, нижней полой вене,

в интактных отделах правой доли печени и очаге ее поражения в области S6

сегмента. На сносках указаны полученные данные (Area – площадь зоны интереса в мм², Mean – среднее значение интенсивности сигнала в условных единицах и

Std. Dev. – стандартное отклонение этой величины)

86

В Г

Рисунок 6. Измерение интенсивности сигнала при ДКУ (импульсная последовательность Vibe: А – нативное изображение, Б – артериальная фаза, В – портальная-венозная фаза, Г – фаза сосудистого равновесия). Зоны интереса и данные на сносках аналогичны предыдущему рисунку

Поскольку интенсивность сигнала от каждой конкретной точки тела человека, находящегося в МР-томографе, зависит от целого ряда факторов

(удаленность от изоцентра аппарата, однородность магнитного поля, физические характеристики соседних тканей и т.д.) и может нелинейно изменяться в довольно широком диапазоне, исследовать ее абсолютное значение некорректно. Поэтому мы в дальнейшем анализе пользовались различными коэффициентами,

рассчитываемыми на основании соотношения измеренных величин в нескольких органах, в различных участках печени или в одной и той же области печени в разные фазы сканирования. Так, для изучения интенсивности сигнала в опухолевом узле пользовались следующими соотношениями: «Очаг / Печень», «Очаг / Селезенка», «Очаг / Поджелудочная», «Очаг / Почка», «Очаг / Аорта», «Очаг / НПВ» для каждой импульсной последовательности (T2 Haste, T1 Flash, Trufi, Vibe и т.д.).

87

Оценку динамики накопления контрастного вещества очаговым образованием осуществляли на базе других коэффициентов, отражающих изменение интенсивности сигнала в очаге поражения (последовательность Vibe)

на этапе всех фаз ДКУ: (натив / арт. фаза), (натив / веноз. фаза), (натив / равновес.

фаза), (натив / отсроч. фаза), (натив / 20 мин.), (натив / 60 мин.), (натив / 90 мин.),

а также (арт. фаза / веноз. фаза), (арт. фаза / равновес. фаза) и т.д.

Кроме того, рассчитывали изменение первой группы показателей (для последовательности Vibe) в различные фазы сканирования: «Очаг / Печень (натив

/ арт. фаза)», «Очаг / Печень (натив / веноз. фаза)», «Очаг / Печень (натив /

равновес. фаза)» и т.д., а также «Очаг / Печень (арт. фаза / веноз. фаза)», «Очаг /

Печень (арт. фаза / равновес. фаза)» и т.д. Аналогично для остальных соотношений: «Очаг / Селезенка», «Очаг / Поджелудочная», «Очаг / Почка», «Очаг / Аорта», «Очаг / НПВ».

При подобных вычислениях удается перейти к относительным величинам,

тем самым решив (или существенно нивелировав) озвученную выше проблему.

Что касается ИКД, то его значение определяется на основании ряда импульсных последовательностей (в данном исследовании это две группы последовательностей со значениями фактора взвешенности 50, 300, 800 с/мм² и 300, 1200, 1500 с/мм²), поэтому конечная величина является относительной и допускает анализ абсолютных значений.

Всего было изучено от 97 до 378 исходных измерений для каждого очага, на базе которых вычислены более 600 различных соотношений. После предварительного отбора рассматриваемых величин и исключения заведомо неинформативных, в конечный анализ изменений интенсивности МР-сигнала вошли 252 коэффициента для каждого выявленного образования печени.

Результаты всех измерений и другая информация, собранная в ходе комплексного МР-обследования, в формализованном виде заносились в специально разработанную базу данных, с помощью программ Microsoft Excel из пакета Microsoft Office 2010.

88

При анализе полученных в ходе исследования данных решались такие задачи, как описание изучаемых параметров в группах, оценка значимости различия количественных и качественных показателей в группах, оценка связи между показателями, оценка показателей диагностической эффективности методов.

В ходе исследования применялись следующие процедуры и методы статистического анализа:

определение числовых характеристик переменных;

оценка соответствия эмпирического закона распределения количественных переменных теоретическому закону нормального распределения по критерию Шапиро-Уилка;

оценка значимости различий средних значений количественных показателей в независимых выборках по t-тесту Стьюдента с поправкой на различие дисперсий показателей в группах;

оценка степени влияния качественного фактора на дисперсию количественных показателей с использованием дисперсионного анализа ANOVA,

парные сравнения проводились при помощи метода множественных сравнений в рамках дисперсионного анализа с использованием метода LSD Test

(множественное сравнение групп, основанное на применении критерия Стьюдента);

 проверка гипотезы о происхождении групп, сформированных по качественному признаку, из одной и той же популяции, проводилась на основе построения таблиц сопряженности наблюдаемых и ожидаемых частот;

применялся двусторонний точный тест Фишера (Fisher exact test).

При оценке диагностической эффективности математических моделей дифференциальной диагностики очаговых поражений печени использовали следующие показатели:

1. Показатель чувствительности, определяемый как относительная величина частоты положительных ответов в группе с истинной патологией. Показатель характеризует способность методики распознавать патологию, когда она есть.

89

2.Показатель специфичности, определяемый как относительная величина частоты отрицательных ответов в группе без патологии. Данный показатель характеризует способность методики давать отрицательный результат при отсутствии патологии.

3.Уровень ложноотрицательных ответов – определялся как относительная величина частоты отрицательных ответов в группе с истинной патологией.

Отражает вероятность не распознать патологию с использованием данной методики (ошибка первого рода).

4. Уровень ложноположительных ответов – определялся как относительная величина частоты положительных ответов в группе без патологии. Отражает вероятность не распознать отсутствие патологии с использованием данной методики (ошибка второго рода).

В качестве комплексного показателя информативности модели выступала диагностическая эффективность, определяемая как относительная величина частоты правильных ответов в общем количестве наблюдений. Является одной из широко используемых интегральных оценок эффективности диагностических методик. Характеризует общую «точность» метода исследования.

Оценка значимости различия показателей диагностической эффективности для сравниваемых методов диагностики проводилась с использованием точного критерия Фишера. Гипотеза об отсутствии статистической значимости различия отвергалась при уровне значимости p<0,05.

Статистическая обработка данных проводилась в соответствии с рекомендациями по обработке результатов медико-биологических исследований

(Юнкеров В.И. 2000; Боровиков В.И., 2001; Реброва О.Ю., 2003; Юнкеров В.И.,

Григорьев С.Г., Резванцев М.В., 2011).

Для проведения статистического анализа и моделирования использовался персональный компьютер в стандартной конфигурации. В исследовании применяли пакеты прикладных программ: Statistica for Windows 8.0 – для статистического анализа, Microsoft Office 2010 – для организации и формирования матрицы данных, подготовки графиков и диаграмм.