С приходом XXI века мы стали свидетелями появления множества новейших наукоёмких технологий, которые позволили визуализировать структуру и функции органов с изысканными деталями, что произвело настоящую революцию в повседневной медицинской практике. Внедрение в клинике совмещённой позитронно-эмиссионной и компьютерной томографии (ПЭТ / КТ) значительно расширило понимание патогенеза многих заболеваний. Однако, несмотря на такие достижения, применение структурной визуализации практически не используется для выявления ранних субклинических проявлений урологической патологии, при которой часто отсутствуют грубые структурные изменения в анатомии органа [1].

Внедрение ПЭТ / КТ в качестве метода молекулярной визуализации ясно продемонстрировало силу этого подхода в онкологии, нейрохирургии, неврологии, и теперь пришла очередь для диагностики инфекционных и воспалительных заболеваний, в том числе и органов мочеполовой системы [2]. Среди различных радиофармпрепаратов (РФП) в клинике наиболее часто используемым индикатором ПЭТ для оценки инфекционных и воспалительных заболеваний является 18F-ФДГ (Фтордэзоксиглюкоза). Поскольку большинство клеток человека метаболизируют глюкозу для синтеза аденозинтрифосфата, физиологическое поглощение изотопа происходит по всему телу, и ПЭТ / КT позволяет обнаружить аномальное повышение его поглощения, что может указывать на продолжающиеся инфекцию или воспаление. Одновременно лейкоциты и другие воспалительные клетки, которые попадают в инфицированную и воспалённую ткань, имеют высокий метаболизм глюкозы по сравнению с другими клетками, что делает многие инфекционные и воспалительные процессы видимыми на ПЭT / КT. Кроме того, медиаторы воспаления могут также вызывать локальную активацию транспортёров глюкозы [3]. Доказательная база эффективности применения ПЭТ / КТ с 18F-ФДГ при инфекционных и воспалительных заболеваниях постоянно увеличивается, в связи с чем этот метод визуализации имеет хорошую диагностическую перспективу и требует специальных многоцентровых исследований [4].

В последнее десятилетие появилось большое количество работ, раскрывающих новые, пока не исследованные возможности ядерной технологии по изучению жизнеспособности тканей органов мочеполовой системы на молекулярно-клеточном уровне [5]. Это связано с дальнейшим развитием самой технологии и появлением новых областей её применения [6]. Однако основным направлением применения ПЭТ / КТ остаётся онкоурология, именно её потребности легли в основу реализации наукоёмкого анализа метаболизма различных биологически активных молекул в процессе формирования опухоли [7]. Это связано с особенностями тропности раковых клеток к традиционно используемым изотопам, отличающимся различной степенью специфичности и чувствительности [8][9]. Вместе с тем давно замечено, что нормальные клетки органов мочеполовой системы неизбежно включают в свой метаболизм введённую метку. Вся разница в скорости и длительности фиксации её в тканях организма человека. Здоровая клетка, исходя из физиологических потребностей, в онлайн режиме берет ровно столько, сколько ей нужно. Клетка в состоянии воспаления либо повышает тропность к изотопу как следствие компенсаторно-приспособительной реакции в ответ на действие патогена, либо проявляет состояние структурно-функциональной «оглушённости» вплоть до полного аметаболизма, означающего её гибель [10]. Раковая клетка утилизирует метку в разы интенсивнее и на более длительный срок. В этом суть ПЭТ / КТ дифференциальной диагностики [11].

Вместе с тем для клинической урологии большой интерес представляют результаты сравнительного анализа молекулярно-клеточных процессов в органах мочеполовой системы в норме, при хроническом воспалении различного генеза, а также их динамика в процессе проведения терапии инфекций мочевых путей (ИМП) [12][13].

Цель исследования: изучить диагностическое значение ПЭТ / КТ с 18F-ФДГ (Фтордэзоксиглюкоза) при хронических воспалительных заболеваниях почек и мочевого пузыря.

В рамках настоящей работы проведено ретроспективное изучение результатов ПЭТ / КТ 45 пациентов, прошедших повторные исследования в различные сроки после хирургического лечения локализованных онкологических заболеваний аногенитальной зоны в стадии Т1N0M0 без вовлечения в процесс органов мочеполовой системы. Было установлено, что 24 пациентам проводилось наблюдение и амбулаторное лечение у уролога по поводу хронического пиелонефрита (ХрПН) и 21 пациент прошёл лечение по поводу лучевого цистита. Повторные ПЭТ / КТ по изучению результатов лечения основной онкологической патологии проводили через 6 месяцев у всех пациентов, которые в течение этого времени получили в том числе стандартную терапию ИМП. Контрольную группу составили 10 пациентов с аналогичным онкологическим диагнозом и не имеющих в анамнезе воспалительной урологической патологии.

Совмещённую позитронно-эмиссионную и компьютерную томографию всего тела с изотопом 18F-ФДГ выполняли на аппарате PET|CT (Siemens Biograph). Изучали изменения в структурно-функциональном состоянии паренхимы почек и стенки мочевого пузыря по активности метаболизма изотопа (рис. 1 – 2). Зоны интереса анализировали полуколичественным методом и картировали штрих-линией. В них вычисляли среднее значение стандартного уровня захвата изотопа 18F-ФДГ (SUV max). Расчёт проводили программным комплексом автоматически. Диагностически значимым показателем считали максимальное значение (SUV mах). За норму принимали показатели в пределах 7,9 - 9,0 g/ml.

Методы статистического анализа. Статистический анализ и обработку материала проводили при помощи программы Statistica for Windows (версия 11.5). Непрерывные переменные представлены в виде M ± m (среднее значение ± стандартная ошибка среднего). Достоверность выявленных различий оценивалась по t-критерию Стьюдента с использованием общепринятых уровней значимости — 5% и 1% (p < 0,05 и p < 0,01 соответственно).

Перед проведением ПЭТ / КТ в группах пациентов не было субъективных жалоб со стороны почек и мочевого пузыря, однако имели место лабораторные проявления мочевого синдрома подтверждающего наличие латентного течения воспаления (лейкоцитурия, бактериурия, следы белка, цилиндры).

На рисунке 3 представлена картина ПЭТ / КТ визуализации паренхимы почек пациента с проявлениями ХрПН, на котором видно изменение цветовой гаммы, отражающей появление регионов диффузного гипометаболизма 18F-ФДГ (красное — оглушение, синий — аметаболизм), характерного для снижения функциональности элементов нефрона. На ПЭТ / КТ томограммах после проведения курса терапии ИМП наблюдали уменьшение этих зон, подтверждающее обратимость выявленных изменений. Полученные визуальные данные дополнялись математическим расчётом, а увеличение площади паренхимы почек после проведённого лечения подтверждало лабораторные данные о его эффективности (табл. 1).

На рисунке 4 представлена типичная картина ПЭТ / КТ визуализации метаболизма 18F-ФДГ в стенке мочевого пузыря онкологического пациента с проявлениями лучевого цистита до и после проведённой стандартной терапии ИМП, сопровождающейся купированием мочевого синдрома. При этом видно, что метаболизм 18F-ФДГ в тканях стенки мочевого пузыря при проявлениях лучевого воспаления достоверно возрастал, что подтверждалось результатами математического расчёта тропности клеточных структур мочевого пузыря к меченой молекуле. После проведения терапии ИМП визуально и в цифровом выражении метаболическая активность снижалась. Вместе с тем сохранение прежних размеров диаметра и объёма мочевого пузыря могло быть следствием глубоких фиброзных изменений стенки органа (табл. 2).

На современном этапе медицинских познаний единственным объективным методом диагностики патологического процесса в урологии считается цитобиопсия, отражающая клеточный состав изучаемой ткани и выраженность деструктивных процессов в ней. Однако этот метод не позволяет ответить на вопрос о функциональности изучаемых структур, а главное, об обратимости выявленных изменений. Совмещённая ПЭТ / КТ в отличие от других методов визуализации имеет множество преимуществ, включая высокое временное разрешение и чувствительность, позволяющие получать динамическое трёхмерное изображение, превосходное пространственно-временное разрешение, абсолютное количественное определение с моделированием кинетики радиоактивных индикаторов и трёхмерную совместную регистрацию с изображением всех мочевыводящих путей в одном исследовании [14][15]. Наши пилотные исследования активности ПЭТ/КТ метаболизма энергоёмких молекул 18F-ФДГ показали неоднозначность молекулярно-клеточной реакции на различных уровнях мочевой системы при воздействии патогена и активности проявлений патологии, вместе с тем они позволили констатировать обратимость выявленных изменений, что может быть использовано в качестве дополнения к результатам проводимой биопсии органа, а при наличии противопоказаний или высокой опасности осложнений при её проведении — в качестве альтернативы.

Состояние метаболизма 18F-ФДГ в тканях почек и мочевого пузыря может объективно отражать функциональность тканей, активность воспаления и обратимость его последствий, дополнять клинико-лабораторные данные об эффективности проводимого лечения. Проведённые исследования носят пилотный характер, что требует дальнейшего изучения и уточнения.