(Updated content from 2015-2017 is at the bottom of this article)
Powszechność raka płuc w USA, i na świecie w tej sprawie, jest głównym problemem zdrowia publicznego i ekonomicznym. Przypisywany głównie paleniu papierosów, rak płuc jest zwykle diagnozowany w ostatnich stadiach przerzutów, co oznacza, że śmiertelnie niebezpieczna część nowotworu jest już zróżnicowana i oddzielona od swojego pochodzenia i przedostaje się do krwiobiegu. W ostatniej dekadzie tomografia komputerowa (TK) zyskała coraz większe uznanie ze względu na możliwość tworzenia trójwymiarowych obrazów klatki piersiowej, co zapewnia większą rozdzielczość guzków i patologii nowotworowej. Wadą badań przesiewowych opartych na tomografii komputerowej jest wysoki odsetek wyników fałszywie dodatnich, który w zależności od badania może wynosić nawet 50 procent, co prowadzi do niepotrzebnych wtórnych badań inwazyjnych i większego niepokoju pacjentów.
Chociaż wczesne wykrywanie jest z pewnością korzystne dla pacjentów, względna przewaga badania rentgenowskiego nad tomografią komputerową jako najbardziej odpowiedniego standardu badań przesiewowych w kierunku raka płuca jest nadal niejednoznaczna. W rzeczywistości National Cancer Institute (NCI) sponsoruje The National Lung Screening Trial (NLST), badanie przesiewowe w kierunku raka płuca, mające na celu wykrycie choroby u bezobjawowych pacjentów za pomocą promieniowania rentgenowskiego lub tomografii komputerowej.
Rentgen raka płuca
Z uwagi na dużą częstość występowania raka płuca wśród wszystkich przypadków nowotworów i wysoką śmiertelność po zdiagnozowaniu choroby, dominującym założeniem jest identyfikacja widocznych guzków przed wystąpieniem przerzutów w celu radykalnego zmniejszenia śmiertelności. Według American Cancer Society (ACS), dominującą metodą badań przesiewowych w kierunku raka płuc jest badanie rentgenowskie klatki piersiowej pacjenta wraz z analizą plwociny.
Ale w ostatnich latach nastąpił gwałtowny postęp w technologii rentgenowskiej dzięki wprowadzeniu cyfrowych zdjęć rentgenowskich o wysokiej rozdzielczości, najmniejszy rozmiar guzka, jaki można wykryć, jest ograniczony do 1 do 2 cm. Wskaźnik wyników fałszywie dodatnich waha się między 10 a 20 procent. Niemal każde duże kompleksowe badanie przesiewowe w kierunku raka płuc nie wykazało, że badanie rentgenowskie i cytologia plwociny zmniejszają śmiertelność z powodu raka płuc.
Dwa badania przeprowadzone w 1999 r. wykazały, że spiralna tomografia komputerowa o niskiej dawce promieniowania (LDCT) wykryła prawie sześć razy więcej guzków niż tradycyjna radiografia rentgenowska. Dzięki zdolności rozdzielczej poniżej 1 cm i możliwości generowania trójwymiarowych widoków płuc, LDCT wzbudzała entuzjazm jako wysokiej jakości substytut promieniowania rentgenowskiego. Jednak wysoka czułość LDCT generuje również wyższy wskaźnik wyników fałszywie dodatnich niż tradycyjne zdjęcia rentgenowskie, z odsetkiem wyników fałszywie dodatnich wynoszącym od 20 do 50 procent. Do tej pory nie ma wiarygodnych badań, które jednoznacznie wskazywałyby LDCT jako najlepsze narzędzie do badań przesiewowych w kierunku raka płuc.
Zidentyfikowanie najdokładniejszego narzędzia do badań przesiewowych w kierunku raka płuc nie tylko może zaoszczędzić służbie zdrowia ogromną ilość czasu i pieniędzy, ale co ważniejsze, może uratować więcej istnień ludzkich. Mając to na uwadze, National Cancer Institute rozpoczął w 2002 roku trwające badania, których celem jest jasne określenie korelacji pomiędzy badaniami przesiewowymi z użyciem promieniowania rentgenowskiego lub LDCT a wskaźnikami śmiertelności. Badanie obejmuje 50 000 obecnych lub byłych palaczy w 30 ośrodkach, którzy są losowo przydzielani do badań rentgenowskich lub LDCT. Uczestnicy badania są poddawani corocznym badaniom przesiewowym przez trzy lata, a w przypadku potencjalnych guzków nowotworowych wykonywane są dodatkowe badania przesiewowe, takie jak biopsja igłowa i/lub bronchoskopia. Badanie jest ukierunkowane na włączenie do niego nałogowych palaczy, definiowanych jako osoby, które wypalały trzy paczki dziennie przez 30 lat, dwie paczki dziennie przez 20 lat lub jedną paczkę dziennie przez 10 lat. Uczestnicy muszą być w wieku od 54 do 75 lat, bez wcześniejszej historii operacji płuc i/lub raka. Badanie trwa od sześciu do ośmiu lat i ma się zakończyć już w 2009 r.
Badacze spodziewają się, że badania przesiewowe wykryją raka płuc u około pięciu ze 100 pacjentów, którzy zostali włączeni do badania, lub pięcioprocentowy wskaźnik zachorowalności, który może doprowadzić do zdiagnozowania raka płuc u ponad 2000 pacjentów. Radiolodzy ocenią następnie zdjęcia rentgenowskie lub tomografię komputerową i przepiszą opcje leczenia, jeśli rak rozwinie się w trakcie badania. Wyniki NLST są bardzo oczekiwane zarówno przez pacjentów, jak i lekarzy, ponieważ dane statystyczne mogą potwierdzić skuteczność stosowania badań opartych na RTG i/lub TK w diagnostyce i śmiertelności z powodu raka płuca.
Badania raka płuca oparte na CAD
To, co może dać TK przewagę nad RTG, to Computer Aided Detection (CAD) for CT lung, oprogramowanie, które podkreśla podejrzane guzki w morfologii płuca i ocenia zmiany wielkości guzków w czasie, aby śledzić postępy terapii przeciwnowotworowej. CAD odcisnął również swoje piętno, demonstrując zdolność do zapewnienia radiologom lepszych widoków ultra-małych guzków płucnych o wielkości zaledwie 6 mm.
Choć obiecujący, CAD jest wciąż stosunkowo nową koncepcją, a niektórzy lekarze i szpitale sceptycznie podchodzą do korzyści płynących z CAD i zwrotu z inwestycji, zwłaszcza jeśli nie jest on refundowany. Ponieważ jednak liczba obrazów, które lekarze muszą przeglądać, dramatycznie wzrosła, a liczba radiologów pozostaje względnie stała, istnieje większe zapotrzebowanie na technologię taką jak CAD, która może pomóc zwiększyć skuteczność i wydajność lekarzy w identyfikowaniu potencjalnych nieprawidłowości i zarządzaniu nimi.
Rozwiązania dostępne obecnie na rynku obejmują aplikację syngo LungCare firmy Siemens i ImageChecker CT Lung Nodule firmy R2 Technology. Ponieważ skuteczność systemu CAD w wykrywaniu zmian i guzków w płucach nie jest w pełni znana, producenci zwracają uwagę na to, że ich rozwiązania CAD mają być stosowane wyłącznie jako drugi czytnik, a nie jako substytut. „CAD będzie w coraz większym stopniu stawał się standardem w badaniach TK klatki piersiowej w celu wykrywania guzków w płucach i wad wypełnienia tętnic płucnych, takich jak zator, oraz zarządzania nimi, aby zapewnić dodatkowe wsparcie decyzyjne” – powiedział Terry Chang, dyrektor ds. marketingu CT CAD w firmie R2 Technology Inc.
W ostatnich badaniach obejmujących wielodetektorową charakterystykę odbiornika operacyjnego (ROC), potencjalne przeoczone guzki wykazały 26-procentową redukcję dzięki oprogramowaniu ImageChecker firmy R2, a także średnią poprawę wyników wśród radiologów w zakresie wykrywania guzków o wielkości od 4 do 30 mm. Inne badanie retrospektywne wykazało, że znaczące guzki zostały przeoczone w 33 procentach przypadków, co potwierdza potrzebę stosowania technologii wspierającej czytniki. Jeśli CAD okaże się skuteczną pomocą diagnostyczną dla badań TK płuc, tomografia komputerowa może prawdopodobnie przewyższyć badania rentgenowskie klatki piersiowej w badaniach przesiewowych w kierunku raka płuc.
Jak dobrze radzi sobie CAD?
Badacze chcą wiedzieć, czy to prawda – czy CAD może stać się złotym standardem dla badań TK lub RTG? Chociaż systemy CAD płuc okazały się obiecujące jako drugi czytnik w wykrywaniu guzków w płucach, krytycznym pytaniem jest, ile z wykrytych guzków to rzeczywiście raki płuc?
Ponieważ skuteczność systemów CAD w wykrywaniu raka płuc nie została w pełni zbadana, NCI również umieściło CAD pod mikroskopem. We współpracy z Fundacją Narodowych Instytutów Zdrowia (Foundation for the National Institutes of Health) NCI prowadzi obecnie inicjatywę Imaging Database Resources Initiative (IDRI). Poprzez rozszerzenie bazy danych tomografii komputerowej płuc Lung Image Database Consortium (LIDC) o 150 procent i opracowanie nowej bazy danych radiogramów klatki piersiowej, celem IDRI „jest szybkie stworzenie publicznej bazy danych tomografii komputerowej płuc i obrazów rentgenowskich, która może być wykorzystywana przez przemysł jako zasób badawczy w celu poprawy optymalizacji i oceny produktów komputerowego wspomagania diagnostyki (CAD) w celu poprawy klinicznego zarządzania rakiem płuc.” Bazy danych pozwolą na znaczące porównania między metodami CAD, zidentyfikują obiecujące techniki CAD, a także mogą skłonić do innowacji i rozwoju nowego oprogramowania CAD klatki piersiowej przy niższych kosztach.
„Sama liczba obrazów generowanych w badaniu cienkowarstwowej spiralnej TK sprawia, że radiologom jest niezwykle trudno szukać małych guzków na każdym obrazie” – powiedział. „System CAD jest potrzebny jako praktyczna konieczność. Jedną z przeszkód w rozwoju CAD był brak wysokiej jakości, prawdziwej, standaryzowanej bazy danych. Naszym drugim motywem jest zapewnienie takiej bazy danych” – powiedział dr Laurence Clarke, szef oddziału rozwoju technologii obrazowania w Programie Obrazowania Nowotworów NCI.
Baza danych ma pomóc w zarządzaniu ogromną ilością danych uzyskiwanych z obrazowania TK płuc w nadziei, że algorytmy CAD pomogą we wczesnym wykrywaniu i leczeniu raka płuc. Przy bazie danych zbliżającej się do 400 przypadków, projekt LIDC powinien zostać wkrótce zakończony, a informacje dostępne do publicznego użytku badawczego w trzecim kwartale 2006 roku. W tym momencie lekarze mogą mieć jaśniejszy obraz tego, która metoda obrazowania – rentgenowska czy tomograficzna – jest najskuteczniejsza w badaniach przesiewowych w kierunku raka płuc.