Медицинская литература. Новинки

 

 

 

 

 

 

Цифровой томосинтез в диагностике и контроле эффективности лечения туберкулеза органов дыхания (обзор литературы)

Вы можете загрузить полный текст статьи в формате pdf

В обзоре уделено особое внимание актуальному состоянию проблемы высокой заболеваемости туберкулезом в мире и Российской Федерации. Рассматриваются эволюционное развитие метода цифрового томосинтеза, а также особенности реконструкции изображения при данном исследовании. Отражены возможности применения томосинтеза при заболеваниях органов грудной полости и перспективы его использования в диагностике, контроле эффективности лечения туберкулеза органов дыхания. В современной фтизиорентгенологии к основным методам диагностики туберкулеза легких относятся рентгенография, линейная томография и компьютерная томография. Относительно новой методикой лучевого обследования пациентов фтизиатрического профиля в России является цифровой томосинтез. Благодаря послойной визуализации и достаточно высокой разрешающей способности цифрового томосинтеза актуальным может быть его применение в уточняющей диагностике выявленных при рентгенографии изменений легких, а также при контроле эффективности лечения туберкулеза. Оптимизация проведения исследования, а также уточнение его возможностей в визуализации различных форм туберкулеза имеют как научный интерес, так и практическое значение.

Ключевые слова:
цифровой томосинтез, томосинтез легких, туберкулез органов дыхания, диагностика туберкулеза, контроль эффективности лечения туберкулеза, digital tomosynthesis, tomosynthesis of lungs, tuberculosis of respiratory system, diagnosis of tuberculosis, monitoring of treatment efficacy of tuberculosis

Литература:
1.World Health Organization (WHO). Global tuberculosis report 2015. Available at: http://www.who.int/tb/publications/global_report/en/ (accessed 20 May 2016).
2.Sulis G., Roggi A., Matteelli A. et al. Tuberculosis: Epidemiology and Control. Mediterr. J. Hematol. Infect. Dis. 2014; 6 (1): e2014070.
3.Glaziou P., Sismanidis C., Floyd K. et al. Global epidemiology of tuberculosis. Cold. Spring Harb. Perspect. Med. 2014; 5 (2): a017798.
4.Yablonskii P. K., Vizel A.A., Galkin V.B. et al. Tuberculosis in Russia. Its history and its status today. Am. J. Respir. Crit. Care. Med. 2015; 191 (4): 372-376.
5.Степанян И.Э., Пунга В.В., Якимова М.А., Ерохин В.В. Эпидемическая ситуация по туберкулезу в России. Вестник Российского государственного медицинского университета. 2013; 5-6: 101-105.
6.Шилова М.В. Взгляд на эпидемическую ситуацию с туберкулезом в Российской Федерации (в современных социально-экономических условиях). Российский электронный журнал лучевой диагностики (REJR). 2014; 4 (1): 34-41.
7.Перельман М.И. Национальное руководство по фтизиатрии. М.: ГЭОТАР, 2007. 505 с.
8.Ратобыльский Г.В. Малодозовая цифровая рентгенография (флюорография) высокого разрешения в выявлении и диагностике патологии органов и систем на поликлиническом уровне. Поликлиника. 2013; 3: 15-17.
9.Тюрин И.Е. Компьютерная томография органов грудной полости. СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2003. 371 с.
10.Jeong Y. J., Lee K. S. Pulmonary tuberculosis: up-to-date imaging and management. Am. J. Roentgenol. 2008; 191 (3): 834-844.
11.Линник Н.И., Мусиенко Н.Н. Роль многосрезовой компьютерной томографии в решении проблемы своевременного выявления и предупреждения гипердиагностики туберкулеза. Украинский пульмонологический журнал. 2011; 4: 28-32.
12.Quaia E., Baratella E., Cernic A. et al. Analysis of the impact of digital tomosynthesis on the radiological investigation of patients with suspected pulmonary lesions on chest radiography. Eur. Radiol. 2012; 22: 1912-1922.
13.Molk N., Seeram E. Digital tomosynthesis of the chest: A literature review. Radiography. 2015; 21 (2): 197-202.
14.Bertolaccini L., Viti A., Terzi A. Digital tomosynthesis in lung cancer: state of the art. Ann. Тransl. Мed. 2015; 3 (10): 139.
15.Sharma M., Sandhu M.S., Gorsi U. et al. Role of digital tomosynthesis and dual energy subtraction digital radiography in detection of parenchymal lesions in active pulmonary tuberculosis. Eur. J. Radiol. 2015; 84 (9): 1820-1827.
16.Thomas A.M.K., Banerjee A.K. The History of Radiology. Oxford University Press. Oxford, 2013. 240 p.
17.Eisenberg R. L. Radiology: an illustrated history. Mosby-Year Book, 1992. 620 p.
18.Cierniak R. X-Ray Computed Tomography in Biomedical Engineering. Springer-Verlag London Limited, 2011. 319 p.
19.Littleton J.T., Durizch Littleton M.L. Conventional tomography. History of the Radiological Sciences, 1996. 368-401.
20.Васильев А.Ю., Нечаев В.А. Томосинтез в диагностике заболеваний органов грудной клетки (обзор литературы). Радиология-Практика. 2015; 6 (54): 59-67.
21.Левитов А.А., Краснюк В.И., Дога В.И. Цифровой линейный томосинтез: новые возможности лучевой диагностики. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2014; 3 (59): 32-38.
22.Мазуров А.И. Последние достижения в цифровой рентгенотехнике. Медицинская техника. 2010; 5: 10-13.
23.Grant D.G. Tomosynthesis: a three-dimensional radiographic imaging technique. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1972; 19 (1): 20-28.
24.Chakraborty D.P., Yester M.V., Barnes G.T. et al. Selfmasking subtraction tomosynthesis. Radiology. 1984; 150 (1): 225-229.
25.Ruttimann U.E., Groenhuis R.A.J., Webber R.L. Restoration of digital multiplane tomosynthesis by a constrained iteration method. IEEE Trans. Med. Imaging. 1984; 3: 141-148.
26.Dobbins III J.T. Tomosynthesis imaging: at a translational crossroads. Med. Phys. 2009; 36 (6): 1956-1967.
27.McAdams H.P., Godfrey D.J., Dobbins III J.T. Digital tomosynthesis for improved lung nodule detection: initial clinical experience. RSNA Scientific Assembly and Annual Meeting Program. Chicago, 2003. 524 p.
28.Гуржиев С.Н., Новиков В.П., Соколов С.Н. Оценка возможностей томосинтеза на рентгенографическом аппарате “Програф-7000”. Медицинская техника. 2011; 6: 34-40.
29.Dobbins III J.T., McAdams H.P. Chest tomosynthesis: technical principles and clinical update. Eur. J. Radiol. 2009; 72 (2): 244-251.
30.Wu T., Moore R.H., Rafferty E.A. et al. A comparison of reconstruction algorithms for breast tomosynthesis. Med. Phys. 2004; 31 (9): 2636-2647.
31.Mertelmeier T., Orman J., Haerer W. et al. Optimizing filtered backprojection reconstruction for a breast tomosynthesis prototype device. Med. Imaging. 2006; 61420F-12.
32.Warp R.J., Godfrey D.J., Dobbins III J.T. Applications of Matrix Inverse Tomosynthesis. Proc. SPIE. 2000; 376-383.
33.Godfrey D.J., Warp R.J., Dobbins III J.T. Optimization of matrix inverse tomosynthesis. Medical Imaging 2001. Int. Soc. Optics and Photonics. 2001; 696-704.
34.Gomi T., Hirano H., Nakajima M. et al. X-ray digital linear tomosynthesis imaging. J. Biomed. Sci. Eng. 2011; 4 (6): 443-453.
35.Godfrey D.J., Rader A., Dobbins III J.T. Practical strategies for the clinical implementation of matrix inversion tomosynthesis (MITS). Medical Imaging 2003. Int. Soc. Optics and Photonics. 2003 (June 9); 379-390.
36.Maravilla K.R., Murry R.C., Horner S. Digital tomosynthesis: technique for electronic reconstructive tomography. Am. J. Roentgenol. 1983; 141 (3): 497-502.
37.Takumi Y. Development of a Digital Tomosynthesis Workstation. Shimadzu Review. 2005; 61: 127-134.
38.Chen Y., Balla A., Rayford C.E. et al. Digital tomosynthesis parallel imaging computational analysis with Shift and Add and Back Projection reconstruction algorithms. Int. J. Comput. Biol. Drug. Des. 2010; 3 (4): 287-296.
39.Deak Z., Grimm J.M., Treitl M. et al. Filtered back projection, adaptive statistical iterative reconstruction, and a model-based iterative reconstruction in abdominal CT: an experimental clinical study. Radiology. 2013; 266 (1): 197-206.
40.Badea C., Kolitsi Z., Pallikarakis N. Image quality in extended arc filtered digital tomosynthesis. Acta Radiol. 2001; 42 (2): 244-248.
41.Dobbins III J. T., Godfrey D. J. Digital x-ray tomosynthesis: current state of the art and clinical potential. Phys. Med. Biol. 2003; 48 (19): R65-106.
42.van Sornsen de Koste J. R., Dahele M., Mostafavi H. et al. Digital tomosynthesis (DTS) for verification of target position in early stage lung cancer patients. Med. Phys. 2013; 40 (9): 091904.
43.Galea A., Durran A., Adlan T. et al. Practical applications of digital tomosynthesis of the chest. Clin. Radiol. 2014; 69 (4): 424-430.
44.Bath M., Svalkvist A., von Wrangel A. et al. Effective dose to patients from chest examinations with tomosynthesis. Radiat. Prot. Dosimetry. 2010; 139 (1-3): 153-158.
45.Jung H.N., Chung M.J., Koo J.H. et al. Digital tomosynthesis of the chest: utility for detection of lung metastasis in patients with colorectal cancer. Clin. Radiol. 2012; 67 (3): 232-238.
46.Zhao F., Zeng Y., Peng G. et al. Experimental study of detection of nodules showing ground-glass opacity and radiation dose by using anthropomorphic chest phantom: digital tomosynthesis and multidetector CT. J. Comput. Assist. Tomogr. 2012; 36 (5): 523-527.
47.Asplund S.A., Johnsson A.A., Vikgren J. et al. Effect of radiation dose level on the detectability of pulmonary nodules in chest tomosynthesis. Eur. Radiol. 2014; 24 (7): 1529-1536.
48.Zhang Y., Li X., Segars W.P. et al. Comparison of patient specific dose metrics between chest radiography, tomosynthesis, and CT for adult patients of wide ranging body habitus. Med. Phys. 2014; 41 (2): 023901.
49.Soderman C., Asplund S. Allansdotter Johnsson A. et al. Image quality dependency on system configuration and tube voltage in chest tomosynthesis - a visual grading study using an anthropomorphic chest phantom. Med. Phys. 2015; 42 (3): 1200-1212.
50.James T.D., McAdams H.P., Song J.W. et al. Digital tomosynthesis of the chest for lung nodule detection: interim sensitivity results from an ongoing NIH-sponsored trial. Med. Рhys. 2008; 35 (6): 2554-2557.
51.Vikgren J., Zachrisson S., Svalkvist A. et al. Comparison of Chest Tomosynthesis and Chest Radiography for Detection of Pulmonary Nodules: Human Observer Study of Clinical Cases. Radiology. 2008; 249 (3): 1034-1041.
52.Quaia E., Baratella E., Poilucci G. et al. Digital Tomosynthesis as a Problem-Solving Imaging Technique to Confirm or Exclude Potential Thoracic Lesions Based on Chest X-ray Radiography. Acad. Radiol. 2013; 20 (5): 546-553.
53.von Steyern K.V., Bjorkman-Burtscher I., Geijer M. Tomosynthesis in pulmonary cystic fibrosis with comparison to radiography and computed tomography: a pictorial review. Ins. Imaging. 2012; 3: 81-89.
54.Yamada Y., Jinzaki M., Hashimoto M. et al. Tomosynthesis for the early detection of pulmonary emphysema: diagnostic performance compared with chest radiography, using multidetector computed tomography as reference. Eur. Radiol. 2013; 23 (8): 2118-2126.
55.Langer S.G., Graner B.D., Schueler B.A. et al. Sensitivity of Thoracic Digital Tomosynthesis (DTS) for the Identification of Lung Nodules. J. Digit. Imaging. 2016; 29 (1): 141-147.
56.Terzi A., Bertolaccini L., Viti A. et al. Lung cancer detection with digital chest tomosynthesis: baseline results from the observational study SOS. J. Thorac. Oncol. 2013; 8 (6): 685-692.
57.Bertolaccini L., Viti A., Tavella C. et al. Lung cancer detection with digital chest tomosynthesis: first round results from the SOS observational study. Ann. Transl. Med. 2015; 3 (5): 67.
58.Нечаев В.А., Бажин А.В., Новоселова Е.В. Применение томосинтеза в диагностике заболеваний органов грудной клетки. Радиология-Практика. 2015; 5: 14-21.
59.Левитов А.А., Краснюк В.И., Ситникова Е.В., Дунаев А.П. Эффективность рентгеновского цифрового линейного томосинтеза в визуализации очаговых образований легких, подозрительных на метастатическое поражение, в сравнении с цифровой рентгенографией у больных раком молочной железы. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2013; 2 (58): 46-52.
60.Battezzati G., Gollini P., Rahnama S. Use of digital tomosynthesis in pulmonary mycobacterial disease: a preliminary experience. ESTI congress, 2012. http://posterng.netkey.at/esr/viewing/index.php?module=viewing_poster&task=&pi=114220&searchkey= (accessed 20 May 2016).
61.Zachrisson S., Vikgren J., Svalkvist A. et al. Effect of clinical experience of chest tomosynthesis on detection of pulmonary nodules. Acta Radiol. 2009; 50 (8): 884-891.
62.Kim E.Y., Chung M.J., Lee H.Y. et al. Pulmonary Mycobacterial Disease: Diagnostic Performance of Low-Dose Digital Tomosynthesis as Compared with Chest Radiography. Radiology. 2010; 257 (1): 269-277.
63.Chou S.H., Kicska G.A., Pipavath S.N. et al. Digital tomosynthesis of the chest: current and emerging applications. RadioGraphics. 2014; 34 (2): 359372.
64.Song I., Chung M.J., Lee G. et al. Digital Tomosynthesis of the Thorax: Serial Assessment of Drug-sensitive and Multidrug-resistant Tuberculosis. RSNA 2012 Scientific Assembly and Annual Meeting, 2012.

Digital Tomosynthesis in the Diagnosis and Monitoring the Effectiveness of Treatment of Tuberculosis of the Respiratory System (Literature Review)

In the review is paid particular attention to actual problem of the high incidence of tuberculosis in the world and Russian Federation. It considers the evolutionary development of digital tomosynthesis, and also features of image’s reconstruction at this study. It describes the possibility of using tomosynthesis for diseases of the chest cavity organs and prospects for its using in the diagnosis, monitoring of treatment efficacy of tuberculosis of respiratory system. In modern ftizioradiology the main methods of diagnosis of pulmonary tuberculosis include radiography, linear tomography and computerized tomography. A relatively new method of radiation research of tuberculosis patients in Russia is digital tomosynthesis (DT). Because of multisection imaging and sufficiently high resolution of DT, it may be relevant in specifying diagnosis relieved by pneumonography changes, as well as in monitoring of treatment efficacy of tuberculosis. Optimization of conducting of the trial, as well as clarification of its capabilities in visualization of various forms of tuberculosis has both scientific interest and practical importance.

Keywords:
цифровой томосинтез, томосинтез легких, туберкулез органов дыхания, диагностика туберкулеза, контроль эффективности лечения туберкулеза, digital tomosynthesis, tomosynthesis of lungs, tuberculosis of respiratory system, diagnosis of tuberculosis, monitoring of treatment efficacy of tuberculosis