rentradВестник рентгенологии и радиологииJournal of radiology and nuclear medicine0042-46762619-0478Limited Liability Company "LUCHEVAYA DIAGNOSTIKA", Russian Association of Radiologists10.20862/0042-4676-2023-104-4-244-254rentrad-819Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL RESEARCHВозможности 3D-моделирования в оценке резектабельности опухолей головки поджелудочной железы3D-modeling Capabilities in Assessing Resectability of Pancreatic Head Tumorshttps://orcid.org/0009-0004-3085-9964КудашкинаА. С.KudashkinaA. S.

Кудашкина Александра Сергеевна, ассистент кафедры онкологии медицинского факультета; заведующая отделением магнитно-резонансной томографии

Университетская наб., 7-9, Санкт-Петербург, 199034

Литейный пр-т, 56, Санкт-Петербург, 191014

Aleksandra S. Kudashkina, Assistant Professor, Chair of Oncology, Faculty of Medicine; Head of Department of Magnetic Resonance Imaging

Universitetskaya naberezhnaya, 7–9, Saint Petersburg, 199034

Liteynyy prospekt, 56, Saint Petersburg, 191014

alkudashkina@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-8351-9216КамышанскаяИ. Г.KamyshanskayaI. G.

Камышанская Ирина Григорьевна, д. м. н., профессор кафедры онкологии медицинского факультета; заведующая отделом лучевой диагностики

Университетская наб., 7-9, Санкт-Петербург, 199034

Литейный пр-т, 56, Санкт-Петербург, 191014

Irina G. Kamyshanskaya, Dr. Med. Sc., Professor, Chair of Oncology, Faculty of Medicine;  Head of Department of Radiation Diagnostics

Universitetskaya naberezhnaya, 7–9, Saint Petersburg, 199034

Liteynyy prospekt, 56, Saint Petersburg, 191014

https://orcid.org/0000-0002-1921-8427ПавелецК. В.PaveletsK. V.

Павелец Константин Вадимович, д. м. н., профессор кафедры факультетской хирургии им. проф. А.А. Русанова; профессор кафедры общей хирургии; заведующий 6-м хирургическим отделением

Литейный пр-т, 56, Санкт-Петербург, 191014

ул. Литовская, 2, Санкт-Петербург, 194100

Пискаревский пр-т, 47, Санкт-Петербург, 195067

Konstantin V. Pavelets, Dr. Med. Sc., Professor, Rusanov Chair of Faculty Surgery; Professor, Chair of General Surgery; Head of the 6th Surgical Department

Liteynyy prospekt, 56, Saint Petersburg, 191014

ul. Litovskaya, 2, Saint Petersburg, 194100

Piskarevskiy prospekt, 47, Saint Petersburg, 195067

https://orcid.org/0000-0001-9101-7673РусановД. С.RusanovD. S.

Русанов Дмитрий Сергеевич, к. м. н., ассистент кафедры факультетской хирургии им. проф. А.А. Русанова; врач-эндоскопист

Литейный пр-т, 56, Санкт-Петербург, 191014

ул. Литовская, 2, Санкт-Петербург, 194100

Dmitry S. Rusanov, Cand. Med. Sc., Assistant Professor; Endoscopist

Liteynyy prospekt, 56, Saint Petersburg, 191014

ul. Litovskaya, 2, Saint Petersburg, 194100

https://orcid.org/0000-0002-3507-6123КалюжныйС. А.KalyuzhnyyS. А.

Калюжный Сергей Алексеевич, врач-хирург

Пискаревский пр-т, 47, Санкт-Петербург, 195067

Sergey А. Kalyuzhnyy, Surgeon

Liteynyy prospekt, 56, Saint Petersburg, 191014

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет»; СПб ГБУЗ «Городская Мариинская больница»РоссияSaint Petersburg State University; City Mariinsky HospitalRussian FederationСПб ГБУЗ «Городская Мариинская больница»; ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава России; ФГБОУ ВО «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова» Минздрава РоссииРоссияCity Mariinsky Hospital; Saint Petersburg State Pediatric Medical University; Mechnikov North-Western State Medical UniversityRussian FederationСПб ГБУЗ «Городская Мариинская больница»; ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава РоссииРоссияCity Mariinsky Hospital; Saint Petersburg State Pediatric Medical UniversityRussian FederationСПб ГБУЗ «Городская Мариинская больница»РоссияCity Mariinsky HospitalRussian Federation2023210120241044244254Copyright © Кудашкина А.С., Камышанская И.Г., Павелец К.В., Русанов Д.С., Калюжный С.А., 20242024Кудашкина А.С., Камышанская И.Г., Павелец К.В., Русанов Д.С., Калюжный С.А.Kudashkina A.S., Kamyshanskaya I.G., Pavelets K.V., Rusanov D.S., Kalyuzhnyy S.А.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.russianradiology.ru/jour/article/view/819

Актуальность. Рак головки поджелудочной железы (ПЖ) занимает 6–7-е место по распространенности среди онкологических заболеваний и 4–5-е место среди причин смертности. На сегодняшний день только 5% больных достигают 5-летней выживаемости. Несмотря на успехи современной диагностики и хирургического лечения, проблема раннего выявления, стадирования онкологического процесса и, как следствие, комбинированного лечения рака головки ПЖ, остается актуальной.Цель: повышение точности диагностики и оценки резектабельности рака головки ПЖ на основе комплексного использования лучевых методов с 3D-моделированием панкреатодуоденальной зоны.Материал и методы. В исследование включены 93 пациента (44 (47,31%) мужчины, 49 (52,69%) женщин) с осложненными образованиями панкреатодуоденальной зоны, получавшие лечение с 2019 по 2022 гг. в хирургическом отделении Городской Мариинской больницы. Возраст больных варьировался в интервале от 44 до 90 лет, средний возраст 67±0,74 года. Всем пациентам проведена магнитно-резонансная томография (МРТ) на МР-томографе Ingenia (Philips Medical Systems, Нидерланды) с индукцией магнитного поля 3 Тл. Выполняли нативное исследование брюшной полости и забрюшинного пространства, дополненное протоколом МР-холангиопанкреатографии, а также исследование с динамическим контрастным усилением со сбором данных в артериальную, портальную и отложенную фазы. Затем получали Т2-взвешенные изображения по технологии «турбоспин-эхо», в том числе с жироподавлением, для оценки структурных изменений и наличия жидкости в фасциальных пространствах. Также пациентам проводили эндоскопическое ультразвуковое исследование панкреатодуоденальной зоны по методу push and pull и мультисрезовую компьютерную томографию (МСКТ) органов брюшной полости. Для построения 3D-моделей использовали бесплатно распространяемые программы 3D-slicer, Mimics, которые позволили в полуавтоматическом режиме выполнять построение 3D-изображения для дальнейшей оценки анатомо-топографических соотношений.Результаты. По данным построения МСКТ-3D-модели выявили инвазию опухоли в верхнюю брыжеечную вену у 6 (23,06%) пациентов, тогда как на МРТ-моделях – у 4 (15,38%), а интраоперационное подтверждение получено у 5 человек (19,23%). Инвазия чревного ствола по данным как МСКТ-, так и МРТ-моделирования обнаружена в 1 (5,2%) случае, что подтвердилось интраоперационной картиной. Инвазию нижней полой вены на МСКТ- и МРТ-моделях выявили у 3 (11,54%) пациентов, тогда как интраоперационно – у 4 (15,38%). По МСКТ- и МРТ-3D-моделям совпали данные по инвазии чревного ствола у 1 (3,85%) пациента, верхней брыжеечной артерии – у 2 (7,69%), что полностью подтвердилось интраоперационно.Заключение. 3D-моделирование на основе МРТ и МСКТ-исследований является информативным методом в дооперационном стадировании рака головки ПЖ и его резектабельности. Данный метод позволяет объективно определить локализацию и распространенность опухолевого процесса на прилежащие анатомические структуры, а также визуально продемонстрировать метастатическое поражение регионарных лимфатических узлов. По параметрам диагностической эффективности 3D-модели максимально приближенны к интраоперационной картине, что дает возможность планировать как объем, так и ход оперативного вмешательства.

Background. Pancreatic head cancer ranks 6–7th among oncologic diseases and 4–5th among causes of mortality, with only 5% of patients achieving 5-year survival rate to date. Despite the successes of modern diagnostics and surgical treatment, the problem of early detection, staging of oncologic process and, as a consequence, combined treatment of pancreatic head cancer remains actual.Objective: increasing the accuracy of diagnostics and estimation of resectability of the pancreatic head cancer on the basis of the complex use of the radiation methods of investigation with pancreaticoduodenal zone 3D-reconstructions.Material and methods. The study included 93 patients (44 (47.31%) males and 49 (52.69%) females) with complicated pancreatoduodenal masses treated from 2019 to 2022 at the Surgical Department of the City Mariinsky Hospital. The patients’ age varied from 44 to 90 years, the mean age was 67±0.74 years. All patients underwent magnetic resonance imaging (MRI) on an Ingenia MR tomograph (Philips Medical Systems, Netherlands) with a magnetic field induction of 3 Tesla. The native examination of the abdomen and retroperitoneum, supplemented with MR-cholangiopancreatography protocol, and dynamic contrast enhancement with data collection in arterial, portal, and delayed phases were carried out. T2-weighted images were then performed using turbospin-echo technology, including fat-suppressed images, to evaluate structural changes and the presence of fluid in fascial spaces. Patients also underwent endoscopic ultrasound of the pancreaticoduodenal zone using the push and pull method, and abdominal multislice computed tomography (MSCT). To build 3D models, we used free 3D-slicer and Mimics programs, which allowed to build semi-automatic model for further evaluation of anatomo-topographic relations.Results. MSCT 3D modeling revealed tumor invasion into the superior mesenteric vein in 6 (23.06%) patients, whereas MRI models showed tumor invasion in 4 (15.38%) patients, intraoperatively the results were confirmed in 5 patients (19.23%). According to both MSCT and MRI modeling data, the invasion of the ventral trunk occurred in 1 (5.2%) case, which was confirmed intraoperatively. Inferior vena cava invasion on MSCT and MRI models was detected in 3 (11.54%) patients, whereas intraoperatively – in 4 (15.38%) patients. The MSCT and MRI 3D models coincided with the data on invasion of the ventral trunk in 1 (3.85%) patient and the superior mesenteric artery in 2 (7.69%) patients, which was fully confirmed intraoperatively.Conclusion. 3D modeling on the basis of MRI and MSCT studies is an informative method in preoperative staging of pancreatic head cancer and its resectability. This method allows to objectively determine the localization and prevalence of the tumor process on adjacent anatomical structures, as well as visually demonstrate the metastatic lesion of regional lymph nodes. By the parameters of diagnostic efficiency, 3D models are maximally close to the intraoperative picture, which allows planning both the volume and the course of surgical intervention.

3D-моделированиемагнитно-резонансная томографиямультисрезовая компьютерная томографияаденокарциномацистаденомарезекция поджелудочной железы3D modelingmagnetic resonance imagingmultislice computed tomographyadenocarcinomacystadenomapancreatic resectionReferencesOrth M, Metzger P, Gerum S, et al. Pancreatic ductal adenocarcinoma: biological hallmarks, current status, and future perspectives of combined modality treatment approaches. Radiat Oncol. 2019; 14: 141. https://doi.org/10.1186/s13014-019-1345-6.Orth M, Metzger P, Gerum S, et al. Pancreatic ductal adenocarcinoma: biological hallmarks, current status, and future perspectives of combined modality treatment approaches. Radiat Oncol. 2019; 14: 141. https://doi.org/10.1186/s13014-019-1345-6.Murakami T, Hiroshima Y, Matsuyama R, et al. Role of the tumor microenvironment in pancreatic cancer. Ann Gastroenterolo Surg. 2019; 3(2): 130–7. https://doi.org/10.1002/ags3.12225.Murakami T, Hiroshima Y, Matsuyama R, et al. Role of the tumor microenvironment in pancreatic cancer. Ann Gastroenterolo Surg. 2019; 3(2): 130–7. https://doi.org/10.1002/ags3.12225.Ho WJ, Jaffee EM, Zheng L. The tumour microenvironment in pancreatic cancer – clinical challenges and opportunities. Nat Rev Clin Oncol. 2020; 17(9): 527–40. https://doi.org/10.1038/s41571-020-0363-5.Ho WJ, Jaffee EM, Zheng L. The tumour microenvironment in pancreatic cancer – clinical challenges and opportunities. Nat Rev Clin Oncol. 2020; 17(9): 527–40. https://doi.org/10.1038/s41571-020-0363-5.Hu JX, Zhao CF, Chen WB, et al. Pancreatic cancer: a review of epidemiology, trend, and risk factors. World J Gastroenterol. 2021; 27(27): 4298–321. https://doi.org/10.3748/wjg.v27.i27.4298.Hu JX, Zhao CF, Chen WB, et al. Pancreatic cancer: a review of epidemiology, trend, and risk factors. World J Gastroenterol. 2021; 27(27): 4298–321. https://doi.org/10.3748/wjg.v27.i27.4298.Жук Л.А., Тур Г.Е. Структура заболеваемости больных раком поджелудочной железы. В кн.: Маскевич С.А., Позняк С.С. (ред.) Сахаровские чтения 2019 года: экологические проблемы XXI века. Материалы 19-й международной научной конференции, 23–24 мая 2019 г. Часть 1. Минск: ИВЦ Минфина; 2019: 216–9.Zhuk LA, Tur GE. Structure of morbidity and mortality of patients with pancreatic cancer. In: Maskevich SA, Poznyak SS (Eds). Sakharov Readings 2019: environmental problems of the XXI century. Proceedings of the 19th International Scientific Conference, May 23–24, 2019. Minsk; 2019: 216–9 (in Russ).Райн В.Ю., Чернов А.А., Заботкин С.О. Выживаемость при протоковой аденокарциноме головки поджелудочной железы после панкреатодуоденальной резекции. Медицинская наука и образование Урала. 2020; 21(4): 127–30. https://doi.org/10.36361/1814-8999-2020-21-4-127-130.Rayn VU, Chernov AA, Zabotkin SO. Survival after pancreaticoduodenectomy for pancreatic ductal Литература [References adenocarcinoma. Medical Science And Education Of Ural. 2020; 21(4): 127–30 (in Russ). https://doi.org/10.36361/1814-8999-2020-21-4-127-130.Singh RR, O’Reilly EM. New treatment strategies for metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma. Drugs. 2020; 80(7): 647–69. https://doi.org/10.1007/s40265-020-01304-0.Singh RR, O’Reilly EM. New treatment strategies for metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma. Drugs. 2020; 80(7): 647–69. https://doi.org/10.1007/s40265-020-01304-0.Подкопаева Д.С. Рак головки поджелудочной железы – протоковая аденокарцинома, с позиции современной онкохирургии. В кн.: Эксперимент в хирургии и онкологии: сборник научных трудов и материалов научно-практической конференции с международным участием. Курск: КГМУ; 2020: 20–1. https://doi.org/10.21626/cb.20.surgeryexperiment-sept.Podkopaeva DS. Pancreatic head cancer – ductal adenocarcinoma, from the perspective of modern oncosurgery. In: Experiment in surgery and oncology: a collection of scientific papers and materials of the scientific and practical conference with international participation. Kursk; 2020: 20–1 (in Russ). https://doi.org/10.21626/cb.20.surgeryexperiment-sept.Fang C, Zhu W, Wang H, et al. A new approach for evaluating the resectability of pancreatic and periampullary neoplasms. Pancreatology. 2012; 12(4): 364–71. https://doi.org/10.1016/j.pan.2012.05.006.Fang C, Zhu W, Wang H, et al. A new approach for evaluating the resectability of pancreatic and periampullary neoplasms. Pancreatology. 2012; 12(4): 364–71. https://doi.org/10.1016/j.pan.2012.05.006.Захарова О.П., Кубышкин В.А., Кармазановский Г.Г. Протокол КТ-исследования при оценке резектабельности рака поджелудочной железы. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2012; 8: 44–50.Zakharova OP, Kubyshkin VA, Karmazanovskii GG. The requirement for the CT-scan protocol for the proper assessment of pancreatic tumors resectability. Pirogov Russian Journal of Surgery. 2012; 8: 44–50 (in Russ).Тюрина А.Н., Пронин И.Н., Фадеева Л.М. и др. Протонная 3D-МР-спектроскопия в диагностике глиальных опухолей головного мозга. Медицинская визуализация. 2019; 3: 8–18. https://doi.org/10.24835/1607-0763-2019-3-8-18.Tyurina AN, Pronin IN, Fadeeva LM, et al. Proton 3D MR spectroscopy in the diagnosis of glial brain tumors. Medical Visualization. 2019; 3: 8–18 (in Russ). https://doi.org/10.24835/1607-0763-2019-3-8-18.Rasenberg D, Ramaekers M, Jacobs I, et al. Computer-aided decision support and 3D modelling in pancreatic cancer surgery. Eur J Surg Oncol. 2023; 49(2): e162–3. https://doi.org/10.1016/j.ejso.2022.11.625.Rasenberg D, Ramaekers M, Jacobs I, et al. Computer-aided decision support and 3D modelling in pancreatic cancer surgery. Eur J Surg Oncol. 2023; 49(2): e162–3. https://doi.org/10.1016/j.ejso.2022.11.625.Duan H, Liu P, Chen C, et al. Reconstruction of threedimensional vascular models for lymphadenectomy before surgery. Minim Invasive Ther Allied Technol. 2020; 29(1): 42–8. https://doi.org/10.1080/13645706.2019.1569533.Duan H, Liu P, Chen C, et al. Reconstruction of threedimensional vascular models for lymphadenectomy before surgery. Minim Invasive Ther Allied Technol. 2020; 29(1): 42–8. https://doi.org/10.1080/13645706.2019.1569533.Rossetti D, Vitale SG, Tropea A, et al. New procedures for the identification of sentinel lymph node: shaping the horizon of future management in early stage uterine cervical cancer. Updates Surg. 2017; 69(3): 383–8. https://doi.org/10.1007/s13304-017-0456-6.Rossetti D, Vitale SG, Tropea A, et al. New procedures for the identification of sentinel lymph node: shaping the horizon of future management in early stage uterine cervical cancer. Updates Surg. 2017; 69(3): 383–8. https://doi.org/10.1007/s13304-017-0456-6.Chen C, Chen L, Tang L, et al. Application of digital threedimensional model of abdominal and pelvic vessels in selecting intravascular catheterization method. J Interv Radiol. 2015; 24(3): 252–6 (in Chinese). http://doi.org/10.3969/j.issn.1008-794X.2015.03.017.Chen C, Chen L, Tang L, et al. Application of digital threedimensional model of abdominal and pelvic vessels in selecting intravascular catheterization method. J Interv Radiol. 2015; 24(3): 252–6 (in Chinese). http://doi.org/10.3969/j.issn.1008-794X.2015.03.017.Hu HJ, Huang YW, Zhu YC. Tumor feeding artery reconstruction with multislice spiral CT in the diagnosis of pelvic tumors of unknown origin. Diagn Interv Radiol. 2014; 20(1): 9–16. http://doi.org/10.5152/dir.2013.12176.Hu HJ, Huang YW, Zhu YC. Tumor feeding artery reconstruction with multislice spiral CT in the diagnosis of pelvic tumors of unknown origin. Diagn Interv Radiol. 2014; 20(1): 9–16. http://doi.org/10.5152/dir.2013.12176.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.