Оценка морфометрических характеристик гипофиза и окружающих его тканей для создания дозиметрической модели

Облучение гипофиза может увеличивать риск возникновения гормонозависимых раков, например, рака молочной железы. Гипофиз расположен в гипофизарной ямке клиновидной кости и может облучаться остеотропными радионуклидами, такими как 90Sr. Международная комиссия по радиологической защите не выделяет гипофиз как отдельный орган при расчете доз облучения от инкорпорированных радионуклидов. В связи с этим актуальной задачей является создание дозиметрической модели, которая имитирует геометрию тканей источников – костей черепа, ткани мишени – гипофиза и прилегающих тканей. Такая модель позволит рассчитать коэффициенты перехода от активности радионуклида в кости к мощности дозы в гипофизе. Для построения модели необходимо провести систематический обзор данных о размерах гипофиза и окружающих тканей. Цель исследования: оценить морфометрические характеристики, необходимые для построения вычислительного дозиметрического фантома гипофиза и окружающих его тканей для людей следующих возрастных групп: новорожденный, 1 год, 5 лет, 10 лет, 15 лет, взрослые. Материалы и методы: В состав модели предполагается включить, структуры в пределах 1,5 см вокруг гипофиза. Поэтому на основе опубликованных результатов измерений оценивались характеристики следующих тканей: часть головного мозга, содержимое клиновидной пазухи, сосуды вокруг гипофиза, гипофиз, часть клиновидной кости. Результаты исследования и обсуждение: Для всех возрастных групп были оценены характеристики моделируемых объектов, для турецкого седла они варьировали в пределах 3,4-13,3 мм, а для гипофиза – 3,8-13,6 мм. Эти значения основаны на исследованиях ~ 5000 человек. Размеры сосудистых синусов оценены в пределах 1-1,7 мм, толщина оболочек гипофиза – 0,57 мм. Толщина кортикальной кости – 0,75 мм, доля костной ткани в объёме губчатой кости – 39 %. Заключение: Результаты настоящей работы, будут использованы для создания трёхмерных вычислительных дозиметрических фантомов гипофиза и окружающих тканей для разных возрастных групп.

1. Крестинина Л.Ю., Микрюкова Л.Д., Шалагинов С.А. и др. Риск заболеваемости раком молочной железы у аварийно-облучённых лиц Южного Урала // Радиационная гигиена. 2021. T. 14, № 3. С. 69-79. DOI: 10.21514/1998-426X-2021-14-3-69-79.

2. Ajmal A., McKean E., Sullivan S. et al. Decreased quality of life (QoL) in hypopituitary patients: involvement of glucocorticoid replacement and radiation therapy // Pituitary. 2018. Vol. 21, № 6. P. 624–630.

3. Appelman-Dijkstra N.M., Kokshoorn N.E., Dekkers O.M. et al. Pituitary dysfunction in adult patients after cranial radiotherapy: systematic review and meta-analysis // The Journal of clinical endocrinology and metabolism. 2011. Vol. 96, № 8. P. 2330–2340.

4. Agha A., Sherlock M., Brennan S. et al. Hypothalamic-pituitary dysfunction after irradiation of nonpituitary brain tumors in adults // The Journal of clinical endocrinology and metabolism. 2005. Vol. 90, № 12. P. 6355–6360.

5. Lam K.S., Tse V.K., Wang C. et al. Effects of cranial irradiation on hypothalamicpituitary function – a 5-year longitudinal study in patients with nasopharyngeal carcinoma // Quarterly journal of medicine. 1991. Vol. 78, № 286. P. 165–176.

6. VanKoevering K.K., Sabetsarvestani K., Sullivan S.E. et al. Pituitary dysfunction after radiation for anterior Skull Base malignancies: incidence and screening // Journal of neurological surgery. Part B, Skull base. 2020. Vol. 81, № 1. P. 75–81.

7. Contrera K.J., Phan J., Waguespack S.G. et al. Prevalence of pituitary hormone dysfunction following radiotherapy for sinonasal and nasopharyngeal malignancies // Head & neck. 2023. Vol. 45, № 10. P. 2525-2532. DOI: 10.1002/hed.27476.

8. Schuler L.A., O'Leary K.A. Prolactin: The Third Hormone in Breast Cancer // Frontiers in Endocrinology (Lausanne). 2022. Vol. 13, № 910978. DOI: 10.3389/fendo.2022.910978. PMID: 35784527; PMCID: PMC9244687.

9. Дёгтева М.О., Шагина Н.Б., Воробьёва М.И. и др. Современное представление о радиоактивном загрязнении реки Теча в 1949–1956 гг. // Радиационная биология, радиоэкология. 2016. Т. 56, № 5. С. 523-534.

10. ICRP. Age-dependent Doses to Members of the Public from Intake of Radionuclides - Part 2 Ingestion Dose Coefficients. ICRP Publication 67. Annals of the ICRP. 1993. Vol. 23, No 3-4.

11. Pirinc B., Fazliogullari Z., Guler I. et al. Classification and volumetric study of the sphenoid sinus on MDCT images // European archives of oto-rhino-laryngology: official journal of the European Federation of Oto-Rhino-Laryngological Societies (EUFOS): affiliated with the German Society for Oto-Rhino-Laryngology - Head and Neck Surgery. 2019. Vol. 276, № 10. P. 2887-2894. DOI: 10.1007/s00405-019-05549-8.

12. Dwairya A.L., Mousaa S., Fataftah A. et al. Morphometric analysis of the sella turcica and sphenoid sinus: a retrospective cross-sectional study // International Journal of Morphology. 2023. Vol. 41, № 3. P. 858-862.

13. Kayalioglu G., Erturk M., Varol T. Variations in sphenoid sinus anatomy with special emphasis on pneumatization and endoscopic anatomic distances // Neurosciences (Riyadh). 2005. Vol. 10, № 1. P. 79-84.

14. Nagaraj T., Shruthi R., James L. et al. The size and morphology of sella turcica: A lateral cephalometric study // Journal of medicine, radiology, pathology and surgery. 2015. Vol. 1. P. 3-7.

15. Konwar S.K., Singhla A., Bayan R. Morphological (Length, Depth, and Diameter) Study of Sella Turcica in Different Mandibular Growth Patterns in Indians // International Journal of Dental and Medical Specialty. 2016. Vol. 3, № 3. P. 4-9.

16. AL-Mohana R.A.A.M., Muhammed F.K., Li X. et al. The bridging and normal dimensions of sella turcica in Yemeni individuals // Oral Radiology. 2022. Vol. 38. P. 162–170. DOI: 10.1007/s11282-021-00541-7.

17. Hasan H.A., Alam M.K., Yusof A. et al. Size and morphology of sella turcica in Malay populations: a 3D CT study // Journal of Hard Tissue Biology. 2016. Vol. 25. P. 313–320. DOI: 10.2485/jhtb.25.313.

18. GetData GraphDrgitizer. URL: http://getdata-graph-digitizer.com (Дата обращения 01.06.2025).

19. Covell W.P. Growth of the human prenatal hypophysis and the hypophyseal fossa // American Journal of Anatomy. 1927. Vol. 38. P. 379–422.

20. Axelsson S., Storhaug K., Kjaer I. Post-natal size and morphology of the sella turcica. Longitudinal cephalometric standards for Norwegians between 6 and 21 years of age // European Journal of Orthodontics. 2004. Vol. 26, № 6. P. 597-604. DOI: 10.1093/ejo/26.6.597.

21. Abebe G., Gebremickael A., Mergu P. et al. Morphometric Analysis of the Sella Turcica and its Variation with Sex and Age among Computed Tomography Scanned Individuals in Soddo Christian Hospital, Ethiopia // International Journal of Anatomy Radiology and Surgery. 2021. Vol. 10, № 2. P. 48-51.

22. Motwani M.B., Biranjan R., Dhole A. et al. A study to evaluate the shape and size of sella turcica and its correlation with the type of malocclusion on lateral cephalometric radiographs // IOSR Journal of Dental and Medical Sciences. 2017. Vol. 16. P. 126-132.

23. Muhammed F.K., Abdullah A.O., Liu Y. Morphology, Incidence of Bridging, Dimensions of Sella Turcica, and Cephalometric Standards in Three Different Racial Groups // Journal of Craniofacial Surgery. 2019. Vol. 30, № 7. P. 2076-2081. DOI: 10.1097/SCS.0000000000005964.

24. Muhammed F.K., Abdullah A.O., Liu Y. A morphometric study of the sella turcica: race, age, and gender effect // Folia morphologica. 2020. Vol. 79. P. 318-326.

25. Issrani R., Alanazi S.H., Alrashed F.F. et al. Radiographic Analysis of Morphological Variations of Sella Turcica in Different Skeletal Patterns Among Saudi Subpopulations // International Journal of General Medicine. 2023. Vol. 16. P. 2481-2491. DOI: 10.2147/IJGM.S413903.

26. Usman Z., Zagga A.D., Yunusa G.H. et al. Shapes and Sizes of Sella Turcica Using Computerized Tomography (CT) from Tertiary Hospital in Sokoto, Nigeria // Asian Journal of Medicine and Health. 2020. Vol. 18, № 1. P. 8-15. URL: https://journalajmah.com/index.php/AJMAH/article/view/390 (Дата обращения 01.06.2025).

27. Islam M., Alam M.K., Yusof A. et al. 3D CT Study of Morphological Shape and Size of Sella Turcica in Bangladeshi Population // Journal of Hard Tissue Biology. 2017. Vol. 26. P. 1–6.

28. Ibinaiye P.O., Olarinoye-Akorede S., Kajogbola O. et al. Magnetic Resonance Imaging Determination of Normal Pituitary Gland Dimensions in Zaria, Northwest Nigerian Population // Journal of Clinical Imaging Science. 2015. Vol. 5. P. 29. DOI: 10.4103/2156-7514.157853.

29. Önal V., Evren A., Chatzioglou G.O.N. et al. Anatomical features of sella turcica with comprehensive literature review // Revista da Associacao Medica Brasileira. 2023. Vol. 69. № 8. DOI: 10.1590/1806-9282.20230402.

30. Jha A., Paudel N., Nepal S. et al. Normal Pituitary Gland Size and Morphology and Its Variations Related to Age and Gender: An MRI Evaluation // Journal of Nepalgunj Medical College. 2020. Vol. 18, № 1. P. 36–39. DOI: 10.3126/jngmc.v18i1.35175.

31. Lamichhane T.R., Pangeni S., Paudel S. et al. Age and gender related variations of pituitary gland size of healthy Nepalese people using magnetic resonance imaging // American Journal of Biomedical Engineering. 2015. Vol. 5, № 4. P. 130-35.

32. Yadav P., Singhal S., Chauhan S. et al. MRI evaluation of size and shape of normal pituitary gland: Age and sex related changes // Journal of Clinical and Diagnostic Research. 2017. Vol. 11, № 12. DOI: 10.7860/JCDR/2017/31034.10933.

33. Iskr T., Stachera B., Mozdzen´ K. et al. Morphology of the Sella Turcica: A Meta-Analysis Based on the Results of 18,364 Patients // Brain Science. 2023. Vol. 13, № 8. P. 1208. DOI: 10.3390/brainsci13081208.

34. Chen J., Pool C., Slonimsky E. et al. Anatomical Parameters and Growth of the Pediatric Skull Base: Endonasal Access Implications // Journal of Neurological Surgery Part B: Skull Base. 2022. Vol. 84. № 4. P. 336-348. DOI: 10.1055/a-1862-0321.

35. Silveira B.T., Fernandes K.S., Trivino T. et al. Assessment of the relationship between size, shape and volume of the sella turcica in class II and III patients prior to orthognathic surgery // Surgical and Radiologic Anatomy. 2020. Vol. 42, № 5. P. 577-582. DOI: 10.1007/s00276-019-02406-5.

36. BodyParts3D/Anatomography. URL: https://lifesciencedb.jp/bp3d/ (Дата обращения: 17.06.2025).

37. Lang J., Issing P. Uber Messungen am Clivus, den Foramina an der Basis cranii externa und den oberen Halswirbeln [The measurements of the clivus, the foramina on the external base of the skull and the superior vertebrae] // Annals of Anatomy. 1989. Vol. 169, № 1. P. 7-34.

38. Pryor McIntosh L., Strait D.S., Ledogar J.A. et al. Internal Bone Architecture in the Zygoma of Human and Pan // The Anatomical Record. 2016. Vol. 299, № 12. P. 1704-1717. DOI: 10.1002/ar.23499.

39. González-García R., Monje F. Is micro-computed tomography reliable to determine the microstructure of the maxillary alveolar bone? // Clinical Oral Implants Research. 2013. Vol. 24, № 7. P. 730-737. DOI: 10.1111/j.1600-0501.2012.02478.x.

40. Sari S., Sari E., Akgun V. et al. Measures of pituitary gland and stalk: from neonate to adolescence // Journal of Pediatric Endocrinology and Metabolism. 2014. Vol. 27, № 11-12. P. 1071-1076. DOI: 10.1515/jpem-2014-0054.

41. Argyropoulou M., Perignon F., Brunelle F. et al. Height of normal pituitary gland as a function of age evaluated by magnetic resonance imaging in children // Pediatric Radiology. 1991. Vol. 21, № 4. P. 247-249. DOI: 10.1007/BF02018614

42. Sahni D., Jit I., Harjeet. et al. Weight and dimensions of the pituitary in northwestern Indians // Pituitary. 2006. Vol. 9, № 1. P. 19-26. DOI: 10.1007/s11102-006-7503-5.

43. Ju K.S., Bae H.G., Park H.K. et al. Morphometric study of the korean adult pituitary glands and the diaphragma sellae // Journal of Korean Neurosurgical Society. 2010. Vol. 47, № 1. P. 42-47. DOI: 10.3340/jkns.2010.47.1.42.

44. Bonczar M., Wysiadecki G., Ostrowski P. et al. The Morphology

45. of the Pituitary Gland: A Meta-Analysis with Implications for Diagnostic Imaging // Brain Science. 2023. Vol. 13, № 1. P. 89. DOI: 10.3390/brainsci13010089.

46. Kosty J., Peterson R., Miriyala S. et al. An Anatomic Assessment of the Intercavernous Sinuses and Review of the Literature // Journal of Neurological Surgery Part B: Skull Base. 2022. Vol. 84, № 3. P. 266-271. DOI: 10.1055/a-1819-0144

47. Songtao Q., Yuntao L., Jun P. et al. Membranous layers of the pituitary gland: histological anatomic study and related clinical issues // Neurosurgery. 2009. Vol. 64, № 3 Suppl, P. ons1-ons10. DOI: 10.1227/01.NEU.0000327688.76833.F7.

48. Fujioka M., Young L.W. The sphenoidal sinuses: radiographic patterns of normal development and abnormal findings in infants and children // Radiology. 1978. Vol. 129, № 1. P. 133. DOI: 10.1148/129.1.133.

49. Tan H.K., Ong Y.K., Teo M.S. et al. The development of sphenoid sinus in Asian children // International Journal of Pediatric Otorhinolaryngology. 2003. Vol. 67, № 12. P. 1295-1302. DOI: 10.1016/j.ijporl.2003.07.012.