Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 15
1.1. Принципы современной диагностики базальноклеточного рака кожи 15
1.2. Современные методы неинвазивной микроскопии тканей в диагностике базальноклеточного рака кожи 18
1.2.1. Дерматоскопия 18
1.2.2. Конфокальная микроскопия 19
1.3. Методы визуализации в диагностике базальноклеточного рака кожи 21
1.3.1. Магнитно - резонансная томография 23
1.3.2. Ультразвуковое исследование 26
1.3.3. Оптические методы исследования 30
1.3.3.1. Флюоресцентные методы диагностики 30
1.3.3.2.Оптическая когерентная
томография 33
Глава 2. Материалы и методы 42
2.1 Принцип метода оптической когерентной томографии 42
2.2. Характеристика используемого ОКТ устройства 45
2.3 Принципы оценки ОКТ - изображений 47
2.4. Объект исследования 48
2.5. Методика выполнения ОКТ-исследования 56
2.6 Методика установления информативности и эффективности метода оптической когерентной томографии в диагностике новообразований кожи 59
Глава 3. Результаты применения оптической когерентной томографии для прижизненной диагностики базальноклеточного рака кожи 62
Глава 4. Результаты применения оптической когерентной томографии для прижизненной дифференциальной диагностики базально клеточного рака кожи и других злокачественных и доброкачественных
новообразований кожи и клинически сходных дерматозов 80
4.1. Результаты использования оптической когерентной томографии в прижизненной дифференциальной диагностике базальноклеточного рака кожи и клинически сходных дерматозов 81
4.2. Результаты использования оптической когерентной томографии в прижизненной дифференциальной диагностике базальноклеточного рака и доброкачественных новообразований кожи 103
4.3. Результаты использования оптической когерентной томографии в прижизненной дифференциальной диагностике базальноклеточного рака и других злокачественных новообразований
кожи 124
Глава 5. Возможности оптической когерентной томографии в определении границ патологической зоны при базальноклеточном раке кожи 135
Глава 6. Опыт применения оптической когерентной томографии в мониторинге структурных изменений кожи в процессе лечения базальноклеточного рака кожи с целью оценки его 143
эффективности
Глава 7. Заключение 149
Выводы 173
Практические рекомендации 175
Список литературы 177
- Принципы современной диагностики базальноклеточного рака кожи
- Методы визуализации в диагностике базальноклеточного рака кожи
- Принцип метода оптической когерентной томографии
- Результаты использования оптической когерентной томографии в прижизненной дифференциальной диагностике базальноклеточного рака кожи и клинически сходных дерматозов
Введение к работе
Злокачественные новообразования (ЗНО) в настоящее время являются одной из главных проблем здравоохранения во всем мире [1, 25, 77].
Нижегородская область характеризуется стабильно высоким уровнем онкологической заболеваемости, среди регионов Приволжского Федерального округа Нижегородская область занимает первое место [7].
В структуре онкологической заболеваемости злокачественные новообразования кожи занимают 4 место и составляют 9,82% [7, 25, 61].
Базально-клеточный рак кожи (БКРК) - самая частая опухоль, поражающая представителей белой расы. Заболеваемость составляет около 300 случаев на 100 тыс. населения в год. Среди всех злокачественных новообразований кожи на долю БКРК приходится 45-90% [15, 21, 28, 30-32, 34, 36, 37, 41, 44-46, 51, 55, 56, 60, 77, 84, 93-95, 99, 102, 209].
Чаще всего БКРК кожи возникает после 40 —50 лет, однако, в последние годы отмечается крайне неблагоприятная тенденция учащения случаев развития роста БКРК у молодых, особенно при семейной предрасположенности [2, 9, 11, 12, 15, 30-32, 37, 41, 44-46, 61, 71, 77, 84, 94, 98, 209].
В большинстве случаев опухоль представляет собой солитарное образование, однако нередки и множественные поражения, составляющие до 20% случаев заболеваемости БКРК [30-32, 37, 81, 84].
Метастазирует опухоль редко, однако часто рецидивирует после лечения [15, 25, 28, 30, 31, 34, 36, 37, 41, 46, 61, 77, 79, 81, 84, 95].
В 80% случаев опухоль локализуется на открытых участках тела, особенно часто на лице, что затрудняет гистологическое исследование, необходимое для подтверждения диагноза, а, нередко, и радикальное удаление [2, 15, 28, 30, 32, 37, 41, 44, 46, 51, 61, 72, 77, 84, 93, 94, 98, 99, 102]. Необходимо принимать во внимание, что количество врачей онкологов составляет всего 2% от общего числа врачей и поэтому организация раннего выявления опухолей является, прежде всего, прерогативой общей лечебной сети, а не специализированной онкологической службы. При подозрении на опухоли кожи врачи общемедицинской практики, как правило, направляют больных к дерматологу для предварительной оценки изменений на коже и разгрузки онкологов от необоснованно направленных больных [1, 11, 12, 41, 47, 52, 54, 61]. Таким образом диагностика БКРК в большинстве случаев осуществляется дерматологами.
Основным методом диагностики базалиомы является клинический. И лишь при наличии подозрений для подтверждения диагноза дерматолог использует традиционную биопсию [11, 12, 37, 39, 46, 58, 89, 93, 234, 235, 237]. Неспецифичность и внешнее сходство ранних проявлений базалиомы с клинически сходными дерматозами, а так же большая ответственность, которую должен принять на себя врач, прибегая к инвазивному методу исследования на открытом участке кожи, в т. ч. и на лице, приводят к несвоевременному проведению гистологического исследования и развитию запущенных форм болезни. При этом гистологическая диагностика не исключает ошибок. Например, не всегда может дать однозначный ответ на вопрос: чему соответствуют изменения, макроскопически находящиеся на границе злокачественного процесса, - атипичной опухоли или лишь ее предварительным изменениям [15]. А ведь именно ранняя диагностика злокачественных опухолей, в том числе и базалиом, является залогом эффективного лечения, хорошего косметического результата и предупреждения рецидивов опухоли [82, 98]. Активную раннюю диагностику БКРК могли бы обеспечить прижизненные высокочувствительные и методически простые диагностические методы для скрининга злокачественных новообразований кожи [47]. Лечение базалиом заключается в полном удалении опухоли в пределах здоровой ткани различными методами [8, 11, 25-27, 29, 30, 43, 50, 55, 56, 77, 79].
При этом одной из причин рецидивов БКРК является неправильная оценка размеров опухоли и неполное ее удаление. Наличие доступного и эффективного метода прижизненного определения границ опухоли и контроля радикальности лечения позволило бы значительно снизить число рецидивов [36].
За рубежом проблема оптимизации объема хирургического вмешательства при иссечении БКРК решается методом микрографической хирургии F.E. Mohs, описанная им в 1936 году. Суть метода заключается в помиллиметровом удалении опухоли с интраоперационной микроскопией замороженных горизонтальных срезов. Эффективность метода 98-100%, рецидивы при лечении первичного рака кожи возникают лишь в 1% случаев. Однако, данный способ редко используется, т.к., представляя собой довольно медленную и трудоемкую процедуру, увеличивает продолжительность операции на несколько часов, тяжело переносится пациентом и требует значительных материальных затрат, дополнительного оснащения операционной и участия многих лиц [30, 56, 79, 203, 209, 220].
В последние десятилетия в медицине появилась тенденция к развитию неинвазивных методов исследования морфологии тканей, позволяющих диагностировать заболевание, в т. ч. и опухоли кожи, на ранних стадиях и обеспечивающих возможность мультиочаговых и многократных исследований [1, 19, 33, 77, 178]. Особое место среди них занимают методы визуализации биоткани: компьютерная томография (КТ), магнитнорезонансная томография (МРТ), ультразвуковое исследование (УЗИ), конфокальная микроскопия (КМ), оптическая когерентная томография (ОКТ). При этом необходимо отметить, что КТ, МРТ, УЗИ позволяют визуализировать структурные изменения тканей лишь с пространственным разрешением 100-1000 мкм, что недостаточно для изучения патологических процессов в коже. Установлено, что современные модификации ультрасонографии и магниторезонансной томографии способны визуализировать кожные опухоли, однако не способны выявить отличий между воспалением и опухолью, дифференцировать доброкачественные и злокачественные новообразования между собой [14, 156,222,223,230].
Благодаря большой глубине проникновения зондирующего излучения указанные методы могут оказать помощь в определении нижней границы опухоли кожи, однако их малая разрешающая способность не может обеспечить определения ее периферической границы. Кроме того, сложность и высокая стоимость необходимого оборудования уменьшают практическую ценность этих методов на сегодняшний день.
ОКТ - новейший неинвазивный высокоразрешающий (15 мкм) метод прижизненной визуализации структуры биотканей на глубину 1,5-2 мм. В основе метода лежит принцип, аналогичный ультразвуку, с использованием в качестве зондирующего излучения низкоинтенсивного света ближнего инфракрасного диапазона с мощностью 1-1,5 мВт, не оказывающего повреждающего действия на биоткани. Метод позволяет получать изображение кожи в реальном времени.
Предыдущими работами российских ученых были определены ОКТ-признаки здоровой кожи[20, 62, 63, 66, 143, 146, 149, 212]. Установлена возможность ОКТ визуализировать и прижизненно диагностировать основные патоморфологические процессы и доказана высокая эффективность ОКТ для прижизненной диагностики дерматозов. Получены данные о способности ОКТ визуализировать опухоли кожи, в т. ч. и БКРК [20, 62, 63, 66, 143, 146, 149, 212].
Однако, отсутствие систематических данных по интерпретации ОКТ -изображений БКРК, критериев ОКТ - диагностики и дифференциальной диагностики БКРК с другими заболеваниями кожи, а так же по определению периферических границ данной опухоли требует дальнейших исследований. Попытка решения этих вопросов составляет основное содержание данной работы и определяет ее актуальность.
Цель исследования: Определить возможность использования ОКТ для прижизненной диагностики и дифференциальной диагностики различных форм БКРК и определения периферических границ патологической зоны опухоли.
Задачи исследования:
1. Изучить возможность получения ОКТ - изображений различных клинических форм и морфологических вариантов БКРК, сформулировать характеризующие их ОКТ - признаки, определить их специфичность, разработать методику ОКТ-исследования новообразований кожи.
2. Определить возможности метода ОКТ в прижизненной дифференциальной диагностике БКРК и других злокачественных и доброкачественных новообразований кожи и клинически сходных дерматозов.
3. Установить информативность ОКТ в качестве неинвазивной методики исследований структуры кожи при диагностике и дифференциальной диагностике злокачественных и доброкачественных новообразований кожи.
4. Установить возможности метода ОКТ в прижизненном определении периферических границ патологической зоны при БКРК.
5. Установить возможности использования ОКТ для прижизненного мониторинга морфологического состояния кожи в процессе и после лечения БКРК с целью оценки его результатов. Научная новизна. Доказана возможность получения специфического ОКТ-образа при БКРК.
Сформулированы диагностические ОКТ-признаки БКРК, включающие 3 варианта ОКТ-проявлений.
Доказана возможность эффективного использования
сформулированных признаков для прижизненной диагностики и дифференциального диагноза БКРК с другими новообразованиями кожи и клинически сходными дерматозами.
Разработана методика обследования пациентов с новообразованиями кожи методом ОКТ.
Установлена возможность использования ОКТ для прижизненного определения периферических границ патологической зоны при БКРК для выбора оптимального метода лечения.
Статистически доказана высокая информативность ОКТ при использовании для прижизненной дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных новообразований кожи.
Доказана возможность использования ОКТ для мониторинга структурных изменений кожи в процессе лечения БКРК.
Определены перспективы и место метода ОКТ в дерматоонкологии.
Практическая значимость.
Разработана методика ОКТ - исследования для прижизненной диагностики и определения периферических границ патологической зоны при БКРК.
Разработаны критерии оценки и сформулированы ОКТ - признаки БКРК, других злокачественных и доброкачественных опухолей кожи, необходимые для дифференциальной диагностики базалиом с другими новообразованиями кожи и клинически сходными дерматозами. Предложен способ мониторинга структурных изменений кожи в процессе и после лечения БКРК, способный обеспечить оценку адекватности терапии и объективный контроль объема вмешательства при удалении опухолей кожи.
Внедрение в практику.
ОКТ как метод прижизненной диагностики БКРК и других опухолей кожи, дифференциального диагноза доброкачественных и злокачественных новообразований кожи и неопухолевых дерматозов внедрен в практику диагностического обследования пациентов дерматологических отделений ФГУ «Нижегородский научно-исследовательский кожно-венерологический институт Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».
Составлен аналитический обзор «Возможности оптической когерентной томографии в оценке патологических состояний кожи» в 2001 году в соавторстве с Г.А. Петровой, Н.К. Никулиным.
Оформлена новая медицинская технология «Прижизненное исследование морфологии кожи методом оптической когерентной томографии в норме и при патологических состояниях» в соавторстве с Г.А. Петровой, Н.Д. Гладковой, К.С. Петровой.
Результаты исследования используются в педагогическом процессе на кафедре кожных и венерических болезней и в ЦПК и ППС ГОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия Росздрава».
Апробация работы.
Материалы доложены и обсуждены на международных биомедицинских оптических конференциях: BiOS OO (San Jose, California, USA, 2000), EuroBiOS" 03 (Munich, Germany, 2003); на VIII Всероссийском съезде дерматовенерологов (г. Москва, 2001), I Российском конгрессе дерматовенерологов (г. Санкт-Петербург, 2003) (2 доклада), 30th Annual Scientific Meeting of Clinical Oncology Society of Australia (Perth, Australia, 2003); Всероссийской Конференции дерматовенерологов «Современные направления диагностики, лечения и профилактики ИППП и дерматозов» (Н. Новгород, 2004) (2 доклада); 5 Медицинском Форуме, Всероссийском Конгрессе «Современные технологии в профилактике, диагностике и лечении онкологических заболеваний» (Н. Новгород, 2004); Saratov fall Meeting (International School for Young Scientists and Students on Optics, Laser and Biophysics) ( Saratov, Rossia, 2004) (2 доклада),131 Congress of the European Academy of Dermatology and Venereology (Florence, Italy,2004) (2 доклада); 4 ежегодной научной сессии НГМА «Современное решение актуальных научных проблем в медицине» (Н. Новгород, 2005) (2 доклада); 9 Всероссийском съезде дерматовенерологов ( Москва, 2005); 5 Международном Конгрессе эстетической медицины ( Москва, 2005); 14th Congress of the European Academy of Dermatology and Venereology (London, UK, 2005)( 2 доклада); 5 Международном симпозиуме по эстетической медицине (Москва, 2006).
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 22 работы.
Объем и структура работы.
Диссертация изложена на 190 странице машинописного текста, содержит 20 таблиц, 35 рисунков, 3 клинических примера. Состоит из введения, обзора литературы, главы с описание материалов и методов исследований, 4 глав собственных исследований, заключения, выводов, списка литературы, включающего 141 иностранный и 102 отечественных источника. Положения диссертации, выносимые на защиту:
1. Метод ОКТ способен получить специфический образ БКРК, включающий 3 варианта ОКТ-проявлений, независящих от морфологического типа.
2. Метод ОКТ может быть использован для дооперационного определения периферических границ патологической зоны БКРК с целью выбора оптимального метода лечения и минимизации инвазивности оперативного вмешательства.
3. Благодаря специфичности ОКТ-признаков БКРК метод ОКТ может быть использован для прижизненного дифференциального диагноза между БКРК и доброкачественными новообразованиями кожи и клинически сходными дерматозами.
4. Метод ОКТ характеризуется высокой информативностью при использовании для прижизненной дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных состояний кожи.
5. Метод ОКТ может быть использован для прижизненного мониторинга структурных изменений кожи в процессе и после лечения БКРК с целью оценки его эффективности.
Принципы современной диагностики базальноклеточного рака кожи
Проблемы своевременной и эффективной диагностики и дифференциальной диагностики БКРК, а так же определения истинных границ опухоли с целью полноценного ее удаления остаются актуальными.
Основой диагностики БКРК на современном этапе являются клинические, цитологические и гистологические методы [11, 12, 15, 37, 39, 58, 84, 93, 98, 183, 234, 235, 237].
Клинические методы диагностики являются недостаточными. Это связано с субъективностью восприятия врачом признаков болезни. Клиническое сходство БКРК и других злокачественных и доброкачественных новообразований кожи, а так же БКРК и хронических дерматозов, особенно на ранних стадиях развития, требуют использования морфологических методов.
Преимуществом одного из них, цитологического, является возможность использования при любой локализации опухоли, позволяющее выявить базалиоидные клетки, но не позволяющее уточнить тип БКРК, что не является полной гарантией выявления БКРК в нетипичных случаях течения. Кроме того, метод можно применять лишь при нарушении целостности покрова опухоли [80, 84].
Биопсия кожи на сегодняшний день является основным диагностическим методом исследования в дерматоонкологии [6, 11, 12, 15, 37, 39, 58, 84, 93, 234, 235, 237]. Биопсия может быть инцизионной, когда берут только часть пораженной ткани и эксцизионной, когда элемент иссекается полностью [6, 93, 98]. Преимуществом биопсии является возможность исследования структурных изменений кожи на клеточном и субклеточном уровнях.
Информативность метода может быть повышена за счет применения дополнительных модификаций. Иммуногистохимические и иммуноморфологические методы исследования позволяют получить более полные характеристики опухоли, характер пролиферативных процессов, апоптоза, тонких структурных нарушений, установить биологическую активность опухоли по совокупности этих данных, провести дифференциальную диагностику [84].
Главным же недостатком всех этих методов является инвазивность, которая (с учетом излюбленной локализации БКРК) ограничивает возможность ее широкого применения [235, 237]. В силу инвазивности метод традиционной биопсии практически исключает мультиочаговые исследования, необходимые для дифференциальной диагностики, установления принадлежности высыпаний к одному или различным заболеваниям и контроля эффективности лечения. При этом биопсия оставляет рубец, не редки инфекционные осложнения, у пожилых лиц и ряда больных (с сахарным диабетом, иммуиодефицитными состояниями, повышенной кровоточивостью, использующих кортикостероиды и цитостатики) затруднено заживление в силу снижения репаративных способностей организма. При подозрении на меланому (при пигментных базалиомах) применение биопсии нежелательно, т.к. может вызвать быстрый рост и метастазирование опухоли [37, 89].
Нередко клиницисту трудно решиться на применение столь травмирующего метода исследования на лице при начальных проявлениях опухолевого процесса, что нередко приводит к несвоевременной диагностике, прогрессированию и дальнейшему росту опухоли, а, впоследствии, значительным затруднениям в лечении, в связи с запущенностью процесса. Общеизвестно, что эффективность лечения БКРК и косметические результаты на прямую зависят от стадии болезни [1].
Далеко не во всех случаях морфологический метод диагностики опухолей кожи, в т. ч. и БКРК, является абсолютно надежным. Иногда это обусловлено тем, что степень морфологических изменений не в полной степени соответствует клиническим проявлениям опухоли. В других случаях ложно отрицательные результаты гистологического исследования могут быть обусловлены недостаточно выраженными морфологическими изменениями в исследуемом биоптате, в связи с неудачным выбором места для забора материала. Подобные ситуации указывают на известные пределы гистологического метода исследования в диагностике опухолей кожи и указывают на необходимость в каждом случае соотносить результаты морфологии кожи с клиническими и другими параклиническими данными [15,77].
Кроме того, методика проведения гистологического исследования достаточно трудоемка, включает несколько этапов, требует много времени (особенно при использовании парафиновых заливок), больших материальных затрат, участия многих специально подготовленных лиц. Это является причиной недостаточной оснащенности патогистологическими лабораториями даже крупных областных, а иногда и республиканских, учреждений дерматовенерологической службы, что требует направления больных в другие учреждения и города.
В связи с вышесказанным ведется поиск новых неинвазивных методов исследования морфологии биотканей с целью ранней диагностики заболеваний кожи и опухолей в том числе. В последние десятилетия получили развитие прижизненные методы микроскопии и визуализации тканей, в т. ч. и кожи.
Методы визуализации в диагностике базальноклеточного рака кожи
Первые изображения живой кожи методом КМ получены около 15 лет назад. Проводятся работы по оценке патологических состояний кожи и опухолей [125-127, 130, 152, 211, 232]. КМ позволяет прижизненно получить горизонтально ориентированный оптический срез кожи на разных уровнях в пределах эпидермиса и верхней части дермы в условиях естественной среды и реального времени без повреждения тканей.
Метод КМ имеет высокую разрешающую способность (латеральное разрешение 0,5-1 мкм, продольное разрешение 2-3 мкм) при глубине исследования 100-300 мкм. Метод позволяет визуализировать живую клетку, ее ядро, внутриклеточные включения и другие морфологические структуры клеток в поверхностных слоях кожи [128, 152, 232].
В высокорассеивающей среде, такой как кожа, разрешающие способности метода быстро спадают с глубиной, что приводит к ухудшению контрастности изображения. Поэтому на практике применение метода ограничено, т. к. позволяет получить четкое изображение лишь поверхностных структур эпидермиса, что недостаточно для диагностики опухолей кожи и определения их границ [125, 211, 220, 240].
Для выявления отдельных структур клетки, более четкого изображения морфологических и метаболических особенностей клетки некоторыми авторами использованы флюорофоры [180, 232, 239].
Метод способен трехмерно реконструировать малый по площади объем поверхностных слоев кожи на основании прижизненно полученных изображений нескольких оптических срезов [111], но, не смотря на это, область применения КМ ограничена клеточным и субклеточным уровнями, т. к. метод не дает представления об архитектонике пораженного участка кожи в целом.
Имеются единичные сообщения об использовании КМ для определения границ немеланомных раков кожи и объема оперативного вмешательства: КМ была применена in vitro [179] и при микрохирургии методом Mohsa in vivo [203, 204].
Более детальное исследование поверхности клеток рогового слоя может обеспечить новейший метод сканирующей электронной микроскопии, обладающий очень высокой разрешающей способностью. Но метод только начал развиваться, оборудование уникально, он сложен в применении, исследуемая площадь мала. Все это ограничивает применение метода в дерматоонкологии только научными задачами [87].
На современном этапе применение КМ на практике ограничено, исследования в основном носят лишь научный характер. Помимо возможностей метода этому так же способствуют сложность, трудоемкость и высокая стоимость оборудования, что ограничивает его широкое распространение.
До 90% всей информации человек получает с помощью зрения, поэтому методы диагностики, позволяющие визуализировать (сделать видимыми) структуры тканей, наиболее ценны. При этом информация поступает в форме диагностического изображения. Диагностическое изображение - это копия пространственных характеристик реальных объектов в виде распределения яркостей на фотопленке или светящихся экранах. Яркость «кодирует» физические или физико-химические параметры тканей в зависимости от вида изображения [100, 101].
С открытием рентгеновских лучей в медицине выделилась новая область - диагностика по изображениям (медицинская визуализация, лучевая диагностика), которая объединяет рентгенодиагностику, радионуклидную визуализацию, УЗИ, MPT и, в последние годы, ОКТ.
При выборе метода визуализации руководствуются следующими критериями: информативность, доступность, потенциальная вредность, экономические затраты. Ценность метода определяется отношением диагностической информативности к произведению вреда и стоимости. Ценность метода тем выше, чем информативнее метод, меньше его вред и дешевле стоимость. Вредность метода обусловлена ионизирующим излучением и инвазивностью. Доступность метода связана с его стоимостью, степенью оснащенности оборудованием [100, 101].
Принцип метода оптической когерентной томографии
В основе метода ОКТ лежит принцип, аналогичный ультразвуку, но в качестве зондирующего излучения используется низкоинтенсивный свет видимого и ближнего инфракрасного диапазона с мощностью 1-1,5 мВт, что не оказывает повреждающего действия на ткани.
Визуализация структуры биологических тканей осуществляется за счет регистрации рассеянной назад части зондирующего излучения от внутритканевых элементов, отличающихся друг от друга по показателю преломления и различиям свойств обратного рассеяния.
Поглощающие и рассеивающие свойства кожа таковы, что кожа мало прозрачна для видимого света и близких к нему диапазонов электромагнитных волн. В методе ОКТ используется световое излучение с длинами волн в пределах так называемого «терапевтического окна» (700 -1300 нм). Данный диапазон характеризуется относительно небольшим поглощением и сильным рассеянием света от оптических микронеоднородностей среды. Это позволяет получить изображение структур колеи на основе регистрации отраженной ими части светового пучка. Однако фотоны зондирующего излучения, испытывающие на пути от границы среды до объекта и обратно многократное рассеяние, создают яркий шумовой фон, затрудняющий прием полезного сигнала, в качестве которого выступает очень небольшая часть фотонов, которые сумели дойти до объекта, отразиться и вернуться к наблюдателю, не испытав дополнительного рассеяния. Поэтому основным элементом устройства, обеспечивающим выделение этой слабой полезной (когерентной по отношению к падающему излучению) компоненты на фоне мощной засветки, создаваемой неинформативной диффузно рассеянной компонентой, является интерферометр. В нем свет от широкополостного источника излучения делится на две части. Одна из них направляется на поверхность исследуемого объекта, а вторая — на опорное зеркало. Благодаря природе света, эти две части интерферируют, вызывая специфические колебания, или интерференционные полосы. При ОКТ ткань освещается (зондируется) излучением с длительностью светового импульса порядка 10"14 с. Источником света является суперлюминисцентный диод (СЛД). Изменения сигнала фиксируются посредством оптической интерферометрии. В биологических тканях существует фактор светового ослабления, который представляет собой средний по группе показатель преломления, со средней величиной около 1,47 для кожи и слизистых. Таким образом, длина когерентности в ткани составляет приблизительно 10-15 мкм. Сканирование по глубине в ткани осуществляется посредством изменения разности длин плеч интерферометра, сканирование по поверхности объекта - механическим перемещением зондирующего луча. В результате получается двумерное изображение оптических неоднородностей структуры ткани.
Длинноволновому участку спектра «терапевтического окна» прозрачности (длина волны 1,3мкм) отвечает большая глубина изображения, чем коротковолновой области (длина волны 0,83 мкм), что связано с некоторым уменьшением рассеяния излучения. Разрешение в 10-15 микрон, определяемое шириной спектра источника (40-50 нм), позволяет увидеть структуру оптических неоднородностей этого масштаба, представляющих \ собой вариации по коэффициенту отражения. Принципиальная схема ОКТ-устройства приведена на рисунке 2.
В данной работе был использован визуализатор-топограф оптико-когерентный компьютеризированный для неинвазивного исследования внутренней структуры поверхностных тканей человека «ВОК». Регистрационное удостоверение № ФС 022а2005/2035-05 от 05 августа 2005 года. Предприятие - изготовитель Институт прикладной физики Российской академии наук, г. Нижний Новгород, ОКПО 04683326 (рис. 3).
Технические характеристики: длина волны излучения 1300 нм; мощность источника излучения - 2 мВт; мощность на объекте - 0,75 мВт; пространственное разрешение - 15-20 мкм, глубина сканирования -1,5 мм; поперечный диапазон сканирования - 1,8 мм; время получения двухмерного изображения размером 200x200 точек - 1,5-2 сек.
Прибор оснащен съемным, гибким зондом с микросканером, внешний диаметр которого составляет 2,7 мм, подлежащим обработке между исследованиями. Зонд стерилизуется по протоколу эндоскопического оборудования.
Размеры прибора составляют 15x40x40 см, вес 10 кг. Управление томографом и запись изображений осуществлялась при помощи персонального компьютера с процессором типа Pentium 200 ММХ (минимально допустимый процессор для ввода изображений 486ДХ-33). Программное обеспечение ОКТ состоит из 2 частей: режима «сканер» и режима «редактор документов» и позволяет полностью автоматизировать процесс получения и записи информации в реальном времени, а также провести ее дополнительную обработку и четкую документацию. В режиме «редактор документов» осуществляется обработка полученных томограмм и создаются протоколы исследований.
Результаты использования оптической когерентной томографии в прижизненной дифференциальной диагностике базальноклеточного рака кожи и клинически сходных дерматозов
Клинические методы исследования не могут обеспечить надежного дифференциального диагноза между базальноклеточным раком кожи, другими новообразованиями кожи и клинически сходными дерматозами, особенно на ранних стадиях развития болезни.
При выраженной пигментации требуется дифференцировка с меланомами и невусами [15, 28, 37, 84]. Поверхностная форма требует исключения экземы, дерматитов, болезни Бовена, себорейного кератоза, псориаза, красной волчанки [15, 28, 37, 77, 84]. Склеродермоподобная форма должна быть дифференцирована от бляшечной склеродермии, хронического воспалительного процесса, липоидного некробиоза [8, 21, 28, 37, 80, 84]. Нодулярную форму БКРК следует дифференцировать с плоскоклеточным раком кожи, папилломами, фибромами, липомами, гемангиомами, хроническим воспалительным процессом, пиогенной гранулемой, красной волчанкой и др. [15, 21, 28, 37, 54, 77, 84, 98].
В следствие выраженного клинического сходства основой дифференциальной диагностики базалиом и других заболеваний кожи является биопсия. Поэтому одной из задач данного исследования явилось определение возможностей метода ОКТ в прижизненной дифференциальной диагностике базальноклеточного рака кожи, других злокачественных и доброкачественных новообразований кожи и клинически сходных дерматозов на основе сформулированных в главе 3 ОКТ признаков БКРК.
Для решения поставленной задачи дополнительно было обследовано 3 группы больных. Группа 1 включала 104 пациента с клинически сходными дерматозами; 2 группа включила 61 пациента с доброкачественными новообразованиями кожи, 3 группа объединила 14 пациентов с другими злокачественными новообразованиями кожи. Критерием отбора пациентов при формировании групп служило клиническое сходство проявлений болезни с БКРК и необходимость проведения дифференциального диагноза посредством биопсии. Подробная характеристика больных представлена в таблицах 2, 3, 4.
Для определения возможностей использования ОКТ для прижизненной дифференциальной диагностики БКРК и клинически сходных дерматозов было обследовано 104 пациента с различными дерматозами (см. табл. 4), проанализировано 1908 ОКТ - изображений клинически сходных дерматозов и 55 биопсийных образцов.
Проблема дифференциального диагноза БКРК и ограниченного псориаза общеизвестна. Гистологическая картина при псориазе характеризуется паракератозом, истончением надсосочковых участков мальпигиевого слоя, акантозом с удлинением эпидермальных отростков, отеком сосочков с изменением их формы, микроабсцессами Мунро [48, 58, 96]. Эти признаки находят свое отражение в ОКТ изображениях.
Результаты сопоставлений ОКТ - изображений при псориазе и БКРК свидетельствуют о наличии принципиальных отличий, позволяющих прижизненно дифференцировать эти заболевания (см. табл. 7), основными из которых являются отсутствие дифференцировки 1, 2, 3 и 4 ОКТ-слоев; исчезновение периодической неоднородности 4 ОКТ-слоя; усиление его яркости и появление при 2 варианте ОКТ-проявлений БКРК в зоне изображения опухоли своеобразной вертикальной исчерченности в виде чередования вертикальных линейных зон слабого (темных) и сильного
Нередко в дерматологической практике возникает проблема дифференциального диагноза ограниченных экзематозных очагов и БКРК.
Характерными патоморфологическими проявлениями острого экзематозного процесса являются: внутриклеточный отек, спонгиоз, внутриэпидермальные везикулы разного размера, расширение сосудов и отек верхней части дермы, размытость границы между эпидермисом и дермой за счет отека [48, 58, 96].
Результаты томографических сопоставлений при острой экземе и БКРК свидетельствуют о возможности дифференцировать эти заболевания прижизненно (см. табл. 8) (рис. 14).
Гистологическими признаками хронической экземы являются: гиперкератоз, акантоз, очаги паракератоза, небольшой спонгиоз, но без образования везикул, умеренно выраженный полиморфноклеточный инфильтрат в верхней части дермы, преимущественно периваскулярный [48, 96].
В результате проведенных исследований установлена возможность прижизненного дифференциального диагноза этих двух процессов (БКРК и хронической экземы) (табл. 9) (рис. 14). Основным отличительным ОКТ-признаком БКРК следует считать исчезновение границ между 2, 3, 4 ОКТ-слоями (за счет увеличения яркости 2 и 4 слоев); увеличение их суммарной высоты с сохранением равномерно интенсивного сигнала в пределах этих слоев. Тогда как при экземе, не смотря на снижение контрастности слоев, они продолжают дифференцироваться.
Другим отличительным признаком БКРК следует считать отсутствие спонгиотических полостей. ОКТ-проявления кист при солидно - кистозном типе БКРК не сопровождается признаками отека.
