Modern trends in the radiological diagnostics of adrenal tumors

TL;DR

This paper discusses modern imaging techniques for diagnosing adrenal tumors, including advanced CT and machine learning methods.

Contribution

The paper highlights the use of dual-energy CT and machine learning-based texture analysis for improved adrenal tumor diagnostics.

Findings

Dual-energy CT and texture analysis improve diagnostic accuracy for adrenal tumors.

Machine learning methods enable multi-class differentiation of adrenal lesions.

Interdisciplinary and personalized approaches are emphasized for better patient outcomes.

Abstract

В редакционной статье рассматриваются современные тенденции и новые технологии в лучевой диагностике опухолей надпочечников, такие как двухэнергетическая компьютерная томография и методы текстурного анализа с использованием машинного обучения. Особое внимание уделяется дифференциальной диагностике образований надпочечников, включая дифференциацию на несколько классов. Представлены данные исследований, демонстрирующие высокую диагностическую эффективность данных подходов, а также подчеркивается важность междисциплинарного и персонализированного подхода в ведении пациентов. Материал отражает актуальные достижения и перспективы развития радиологических методов в эндокринологии и онкологии.

Figures

Full text

Объемные образования надпочечников представляют собой значимую клиническую проблему, актуальную на стыке эндокринологии, онкологии и лучевой диагностики. Выявление опухолей надпочечников продолжает расти, что обусловлено широкой доступностью и частым применением визуализирующих методов. Важно отметить, что индивидуальный клинический контекст, включающий возраст, сопутствующую патологию, онкологический анамнез и гормональный статус, требует персонализированного подхода в каждом конкретном случае. Однако первым и зачастую определяющим этапом в алгоритме ведения пациента становится именно радиологическая диагностика.

Долгое время для формирования показаний к оперативному вмешательству использовались 2 параметра: размер опухоли и скорость роста при динамическом наблюдении. Это приводило к большому числу необоснованных вмешательств при опухолях более 3–4 см и недооценке злокачественного потенциала образований малого размера, в том числе адренокортикального рака и метастатического поражения надпочечников. В настоящий момент основное внимание сконцентрировано на денситометрических критериях злокачественности опухоли и на количественных показателях трехфазной компьютерной томографии, что отражено в проекте клинических рекомендаций «Инциденталома надпочечника» [1].

Согласно рекомендациям Европейского общества эндокринологии от 2023 г. [2], в качестве первого метода визуализации инциденталом надпочечников рекомендуется бесконтрастная компьютерная томография (КТ) (рис. 1). Если при этом КТ-картина соответствует доброкачественному образованию (гомогенная структура и плотность ≤10), дальнейшая визуализация не требуется. Согласно систематическим обзорам и метаанализам, проведенным в 2016 [3] и в 2022 гг. [2], у 3723 пациентов без отягощенного онкоанамнеза и с подтвержденными доброкачественными образованиями надпочечников плотность этих образований на бесконтрастном КТ составляла ≤10 ед.Н.

Основные сложности возникают при выявлении при бесконтрастной КТ образования надпочечника плотностью более 10 ед.Н (рис. 2). В таких случаях рекомендуется применение дополнительных методов визуализации и обсуждение в мультидисциплинарной команде с решением вопроса о необходимости оперативного вмешательства [2].

Неоднородность структуры значительного количества образований надпочечников остается одной из основных проблем диагностики, а вопрос о диагностической эффективности различных методов лучевой диагностики при гетерогенных опухолях остается открытым. В этих условиях особенно возрастает значимость разработки и внедрения новых методов визуализации, позволяющих неинвазивно и с высокой точностью определить морфологическую и функциональную природу опухоли до начала лечения. Современные подходы к радиологической диагностике образований надпочечников стремительно развиваются. Появляются новые критерии оценки, совершенствуются протоколы визуализации.

Отдельного внимания заслуживает внедрение двухэнергетической КТ (ДЭКТ), предоставляющей возможность получения виртуальных неконтрастных изображений, количественной оценки йодного контраста, а также создания карт плотности материалов. ДЭКТ представляет собой метод, при котором в результате использования двух типов рентгеновского излучения, различающимися по энергии, становится возможной дифференцировка тканей, различных по химическому составу, но со схожим коэффициентом поглощения [4]. Метод ДЭКТ обладает 96% чувствительностью и 100% специфичностью в дифференциальной диагностике образований надпочечников [5]. С помощью ДЭКТ появляется возможность декомпозиции изображения и разложения его на материалы, создания йодных карт, виртуальных неконтрастных изображений и монохроматических изображений на разных уровнях энергии [4].

В ФГБУ «НМИЦ эндокринологии им. академика И.И. Дедова» МЗ России проводятся исследования по оценке эффективности ДЭКТ в дифференциальной диагностике опухолей надпочечников различной степени злокачественности и возможности снижения лучевой нагрузки за счет применения виртуальных нативных изображений [6][7]. Полученные данные демонстрируют отсутствие статистически значимой разницы между виртуальными нативными изображениями и реальными нативными изображениями, а показатели ДЭКТ характеризуются чувствительностью 100%, специфичностью 81% в дифференциальной диагностике адренокортикального рака от аденом с низким содержанием жира.

Радиомика и машинное обучение открывают дополнительные горизонты для диагностики: анализ текстуры, формы и гетерогенности опухолей может позволить создавать предиктивные модели, способные повысить диагностическую точность и стандартизировать интерпретацию изображений [8][9]. С 2018 г. по настоящее время было опубликовано лишь несколько статей, касающихся текстурного анализа у пациентов с поражениями надпочечников. Тем не менее имеющийся мировой опыт применения текстурного анализа [10] показывает значимый потенциал в повышении точности диагностики с использованием количественных параметров медицинских изображений для анализа структурных особенностей тканей и актуальность проведения дальнейших исследований.

Результаты исследования Filippo Crimì и соавт. [11] показывают, что текстурный анализ имеет высокую точность в дифференциации доброкачественных и злокачественных поражений надпочечников (объединенная AUC 0,85), в частности, в дифференциации между образованиями коркового слоя надпочечников (аденомами и АКР).

В систематическом обзоре [12] проведен метаанализ 9 исследований по дифференциальной диагностике доброкачественных и злокачественных опухолей надпочечников, были получены средние значения метрик качества: чувствительность 0,80 (0,68–0,88), специфичность 0,83 (0,73–0,90).

Следует отметить, что практически все исследования в этой области сосредоточены на бинарной классификации (доброкачественные и злокачественные) или узких подгруппах (например, дифференцировка аденом на типы). При этом комплексные модели для диагностики одновременно нескольких классов новообразований надпочечников не разрабатывали. В доступной литературе только исследование [13] предлагает классификацию опухолей надпочечников с разделением их более чем на два типа. В то же время подход с многоклассовой классификацией представляется принципиально важным, поскольку феохромоцитомы, несмотря на потенциально злокачественный характер, требуют отличной от АКР и аденом диагностической и терапевтической стратегии [2].

В ФГБУ «НМИЦ эндокринологии им. академика И.И. Дедова» МЗ России в настоящее время проводится работа по определению истинной ценности машинного обучения в радиомике надпочечников [14][15][16].

Полученные результаты демонстрируют, что модели на основе текстурных признаков изображений КТ обеспечивает высокую диагностическую эффективность в дифференциальной диагностике доброкачественных и злокачественных опухолей надпочечников (AUC 0,954), а также в дифференциации феохромоцитом и аденом (чувствительность 89%). В то же время отмечены неудовлетворительные результаты при различении адренокортикального рака и феохромоцитом. Это может быть связано с рядом факторов, в том числе с гетерогенностью адренокортикального рака, который, как известно, обладает высокой структурной и функциональной неоднородностью [17]. По результатам исследования было показано, что существуют текстурные признаки с дискриминативной способностью для различения морфологических подтипов адренокортикального рака (low-grade и high-grade) со средним значением ROC-AUC в пределах 0,709–0,769. Выявлены статистически значимые текстурные паттерны, ассоциированные с высоким индексом пролиферации Ki-67 (>10%), которые характеризуется чувствительностью 83,3%, специфичностью 77,8%. Это подтверждает потенциал радиомики в улучшении диагностических процессов.

Настоящий выпуск журнала посвящен современным возможностям и перспективам диагностических методов. Мы стремимся отразить как достижения, так и существующие вызовы, подчеркнуть необходимость междисциплинарного подхода и акцентировать внимание на персонализации диагностики. Уверены, что представленная в номере информация будет полезна специалистам различных профилей и послужит стимулом для дальнейших исследований в этой важной и стремительно развивающейся области медицины.

Дополнительная информация

Источники финансирования. Работа выполнена по инициативе авторов без привлечения финансирования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с содержанием настоящей статьи.

Участие авторов. Все авторы одобрили финальную версию статьи перед публикацией, выразили согласие нести ответственность за все аспекты работы, подразумевающую надлежащее изучение и решение вопросов, связанных с точностью или добросовестностью любой части работы.