Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Диагностические возможности методов ранней идентификации патологических состояний СОР и их клиническая эффективность (обзор) 17
1.1. Распространенность и интенсивность заболеваний СОР 17
1.2. Способы и методы диагностики патологических состояний СОР и их эффективность 27
1.3. Ротовая жидкость как диагностический субстрат для раннего обнаружения патологических состояний СОР 38
1.4. Роль микро- и макроэлементов в обеспечении гомеостаза внутренней среды организма 42
Глава 2. Материалы и методы исследования 50
2.1. Общая характеристика исследования 50
2.2. Принципы клинического обследования 56
2.3. Метод прямой визуализации аутофлюоресценции тканей 63
2.4. Метод цифрового фото-документирования и архивирования 72
2.5. Планиметрия патологических очагов СОР 73
2.6. Метод атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой образцов биологических субстратов 74
2.7. Статистические методы исследования 80
2.8. Аналитический метод 81
Глава 3. Результаты собственных исследований 82
3.1. Результаты ретроспективного анализа медицинской документации 83
3.2. Результаты изучения стоматологического статуса пациентов в норме и при патологических состояниях СОР 86
3.3. Особенности флюоресцентных изображений неизмененной СОР 97
3.4. Результаты ПВАФТ патологии СОР различной природы происхождения 106
3.5. Результаты планиметрической оценки пораженных участков СОР 122
3.6. Клинические случаи 123
3.7. Результаты лабораторных исследований биологических субстратов 126
3.7.1. Оценка средних значений содержания элементов крови и слюны по группам пациентов 126
3.7.2. Результаты сравнения содержания элементов в крови и ротовой жидкости у здоровых лиц и пациентов с патологическими состояниями СОР 128
3.7.3. Результаты сравнения элементного состава крови и ротовой жидкости здоровых лиц в зависимости от наличия или отсутствия привычки курения табака 131
3.8. Разработка алгоритма комплексной диагностики патологических состояний СОР 133
Глава 4. Обсуждение результатов исследования 137
Выводы 163
Практические рекомендации 165
Список сокращений 167
Список литературы 168
- Способы и методы диагностики патологических состояний СОР и их эффективность
- Метод прямой визуализации аутофлюоресценции тканей
- Особенности флюоресцентных изображений неизмененной СОР
- Разработка алгоритма комплексной диагностики патологических состояний СОР
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Проблема ранней диагностики
патологических состояний слизистой оболочки рта (СОР) не теряет своей
актуальности и в настоящее время (Янушевич О.О. с соавт., 2009; Крихели
Н.И. с соавт., 2016; Chen H.X. et al., 2017; Gupta S., Grosh S., 2017). В
зависимости от страны и региона они занимают от 5 до 65% в структуре
стоматологических заболеваний, а также достаточно часто являются
симптомами коморбидной и полиморбидной патологии (Рабинович И.М. с
соавт., 2008; Гилева О.С., 2015; Кабирова М.Ф., 2017; et al., 2015; et al., 2017). Полиморфизм высыпаний на
скомпроментированной СОР, отсутствие четкой клинической картины,
присущей конкретной нозологической форме заболевания, ограниченные
возможности существующих и применяемых методов диагностики вызывают
трудности при постановке диагноза, приводят к диагностическим неудачам,
утяжелению течения патологических процессов, сокращению сроков их
ремиссии и к неблагоприятным исходам (Федотова К.Ю. с соавт., 2014;
Гилева О.С., 2015; Григорьев С.С., Жовтяк П.Б., 2016; Караков К.Г. с соавт.,
2017; Bradley G. et al., 2010; Nomura H. et al., 2018; et al., 2018).
Для предраковых состояний СОР риск возможной злокачественной
трансформации составляет от 1% до 17% (Позднякова А.А. с соавт., 2013;
Казанцева М.В., 2014; Лукиных Л.М. с соавт., 2016; Александрова Л.М. с
соавт., 2017; Macey R. et al., 2015). Выявляемость онкопатологии полости рта
на ранней стадии не превышает 28% (Каприн А.Д., Старинский В.В., Петрова
Г.В., 2017).
Из данных специальной отечественной и зарубежной литературы следует, что до настоящего времени у врачей-стоматологов до конца не сформирована онкологическая настороженность, а среди населения, по-прежнему, наблюдается низкая мотивационная активность на обращение за медицинской помощью (Янушевич О.О. с соавт., 2009; Александрова Л.М. с соавт., 2017; Гажва С.И. с соавт., 2017; Куклина Е.А., 2018).
Поскольку заболевания СОР существенно снижают качество жизни пациентов, отражаются на их здоровье и социальной адаптации (Гилева О.С. с соавт., 2013; Scheer M. et al., 2016; , Saranah D., 2017; Rodrguez-Archilla A., Raissouni T., 2017; et al., 2018) проблема ранней диагностики заболеваний СОР превращается из медицинской в социально-экономическую, требующую конкретных путей решения.
Поэтому поиск новых диагностических тестов, позволяющих на этапе визуального осмотра полости рта заподозрить патологический процесс, с последующей его профессиональной междисциплинарной идентификацией, должен быть направлен на совершенствование существующих, разработку и внедрение новых скрининговых программ.
В последнее время разрабатываются бесконтактные диагностические методы на основе световых технологий, позволяющие верифицировать патологические процессы СОР на доклиническом этапе их развития
(Крихели Н.И. с соавт., 2016; Schwarz R.A. et al., 2009; Jerjes W. et al., 2010; Avan K.N. et al., 2011; Rashid А., Warnaculasuriya S., 2015; Reddy R.S., Sai Praveen K.N., 2017). К ним можно отнести методику прямой визуализации аутофлюоресценции тканей (ПВАФТ), в основу которой положено изменение возбуждения тканевых флюорофоров светом определенной длины волны в структурно-измененных тканях (Poh C.F. et al., 2006; Huber M.A., 2009; Huff K.D., 2010). Однако, эта технология в нашей стране широкого распространения не получила (Булгакова Н.Н., Волков Е.А., Позднякова Т.И., 2015; Lane P.M. et al., 2006; Balevi B., 2007; et al., 2017).
Наряду с данными о тканевом характере изменений СОР интерес
представляют внутренние молекулярные механизмы, протекающие в полости
рта при патологических процессах. Ряд авторов рассматривают ротовую
жидкость, как биологический субстрат внутренней среды организма,
несущий дополнительную информацию о патологическом процессе СОР
(Гильмиярова Ф.Н. с соавт., 2006; Рувинская Г.Р., 2012; , 2014; et al., 2014; , 2017; , 2018).
Поэтому салива-диагностика постепенно занимает лидирующие позиции в
алгоритме диагностических манипуляций как неинвазивный,
широкодоступный и достаточно информативный метод. Нарушение металло-
ионного гомеостаза можно проследить в тканях, подверженных
патологической трансформации (Ерлыкина Е.И. с соавт., 2013; Al rawi N.H.,
Talabani N.G., 2005; Foppoli C. et al., 2014; Fouani L. et al., 2016; Awanisthi N.
et al., 2017). Исследования, посвященные изучению элементного состава
крови и слюны при заболеваниях СОР малочисленны, результаты
противоречивы, что не позволяет их использовать на этапе диагностики (Al
rawi N.H., Talabani N.G., 2005; Ayinapmudi K.B., Narasimhan M., 2012; Shetty
S.R. et al., 2015; et al., 2015).
Вышеизложенные факты, в качестве доказательной базы,
подтверждают актуальность изучаемой проблемы, обуславливают
необходимость поиска новых и совершенствования существующих диагностических технологий и обосновывают проведение настоящего исследования.
Степень разработанности темы исследования. Вопросам ранней
диагностики патологических состояний СОР, технологиям и методам ее
реализации уделяется большое внимание как отечественными, так и
зарубежными специалистами. Однако до конца не решена проблема
массового онкоскрининга СОР, не изучены в полном объеме
диагностические системы и их эффективность, не разработаны критерии оценки оптических образов СОР, полученных с помощью метода прямой визуализации аутофлюоресценции тканей, в норме и при патологии. Противоречивость данных о минеральном гомеостазе и элементном саливарном балансе при состояниях СОР, не укладывающихся в понятие физиологической нормы, отсутствие четких алгоритмов верификации и
дифференциации поражений СОР, явились основанием для выполнения данного исследования.
Цель исследования. Повышение эффективности онкоскрининга путем использования прямой визуализации аутофлюоресценции тканей и разработки критериев оценки оптических образов для ранней диагностики патологических состояний СОР.
Задачи исследования:
1. Изучить распространнность, структуру поражений СОР, выявить
зоны повышенного риска их развития на основании ретроспективного
анализа медицинской документации пациентов различного гендерного
профиля.
2. Изучить влияние патологических процессов СОР различной природы
происхождения на стоматологический статус пациентов в режиме реального
времени.
3. Разработать критерии оценки флюоресцентных изображений,
полученных с помощью ПВАФТ, и объективизировать их особенности в
норме и при патологии СОР.
4. Проследить динамику показателей минерального гомеостаза и
саливарного элементного баланса у пациентов с различными
патологическими процессами СОР.
5. Разработать алгоритм онкоскрининга СОР с использованием ПВАФТ
и практические рекомендации по его применению.
Научная новизна. Получены новые данные о распространенности и структуре патологических состояний СОР, уточнены зоны их частой локализации и выявлены особенности гендерного профиля пациентов.
Доказано влияние патологического процесса СОР на
стоматологический статус пациентов, в зависимости от его природы происхождения и степени тяжести.
Теоретически обоснована возможность использования метода прямой визуализации аутофлюоресценции тканей и клинически доказана его эффективность для ранней диагностики патологических состояний СОР.
На основании сопоставления прижизненных цифровых изображений
неизмененной СОР, ее флюоресцентных образов и анатомо-морфологических
особенностей строения впервые сформулированы оптические
характеристики СОР в норме.
Впервые установлены особенности оптических образов патологии
СОР, которая относится к группе высокого риска по развитию
новообразований, и обозначены основные критерии оценки ее
флюоресцентных изображений.
Разработана визуальная аналоговая цветовая шкала для оценки флюоресцентных образов при различных состояниях СОР.
Впервые предложен способ выбора наиболее репрезентативного участка СОР для биопсии на основании результата ПВАФТ полости рта.
Впервые сформулированы сильные и слабые стороны диагностической системы VELscope Vx.
Расширены теоретические знания о возможности использования динамики показателей минерального гомеостаза и саливарного элементного баланса как биохимического теста для прогнозирования возникновения и течения патологических процессов СОР в алгоритме их диагностического этапа.
Впервые разработан алгоритм онкоскрининга патологических
состояний СОР с использованием ПВАФТ полости рта, даны практические рекомендации по его использованию в клинических условиях.
Теоретическая и практическая значимость работы. Предложенные критерии оценки оптических образов СОР, полученные с помощью ПВАФТ, в норме и при патологии, достоверно повышают эффективность диагностики патологических процессов СОР.
Возможности метода ПВАФТ позволяют его использовать для
определения области забора и объема биоптата с целью
гистоморфологических исследований.
Динамика показателей металло-ионного гомеостаза и саливарного элементного баланса при патологических состояниях СОР может использоваться в качестве прогностического теста развития заболевания и являться одним из критериев эффективности проводимой терапии.
Для решения клинических диагностических задач и реализации онкоскрининга СОР необходимо использовать ПВАФТ, являющуюся неинвазивным органосохраняющим методом, позволяющим обнаружить патологические очаги СОР на доклиническом этапе их развития.
Результаты данного исследования могут быть использованы для разработки схем терапевтической коррекции металло-ионного дисбаланса при патофизиологических процессах СОР.
Методология и методы исследования. Диссертационная работа представлена многоцентровым открытым когортным проспективным контролируемым с элементами ретроспективного анализа клинико-лабораторным исследованием, включающим в себя планомерное применение комплекса современных методов и способов исследования: клинических, лабораторных, статистических и аналитических.
Анализ специальной отечественной и зарубежной литературы, позволивший оценить актуальность изучаемой проблемы, в совокупности с четко обозначенными дизайном, предметом и объектами исследования стали методологической основой текущей работы, проведенной в соответствии с Хельсинской декларацией и при одобрении Локального этического комитета ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России, основываясь на принципах
доказательной медицины и соблюдении правил качественной клинической практики.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. ПВАФТ – неинвазивный органосохраняющий диагностический
метод в алгоритме онкоскрининга СОР с высокой степенью
чувствительности к патологическим процессам на субклиническом уровне их развития, но ограниченными возможностями определения их природы происхождения в режиме реального времени.
2. Оптические флюоресцентные образы СОР в норме визуализируются
свечением зеленого цвета, оттеночный спектр которого определяется
анатомо-топографическими особенностями ее строения и достаточным
уровнем эпителиальных и стромальных эндогенных флюорофоров. По мере
вовлечения СОР в патологический процесс, происходит уменьшение
интенсивности аутофлюоресценции («приглушение» или «полное гашение»
свечения), обусловленное биохимическими и морфологическими
изменениями тканей, степень выраженности которых зависит от природы патологического очага и его агрессивности.
Степень достоверности. Комплексный подход к решению
поставленных задач в совокупности с выбором актуальной концепции
исследования, использованными передовыми техническими средствами,
современными методами исследования, достаточным количеством
медицинской документации для ее ретроспективного анализа, значительным объемом набранного клинического материала, корректной статистической обработкой полученных данных и их научно-обоснованной интерпретацией, подтверждают достоверность результатов диссертационной работы.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности.
Работа выполнена в рамках плана НИР ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России и соответствует паспорту научной специальности 14.01.14 – Стоматология.
Внедрение результатов исследования в практику. Результаты исследования внедрены в лечебно-диагностический процесс центра Дентальной имплантологии ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России, в лечебно-диагностический процесс Приокского филиала и Нижегородского филиала №2 ГАУЗ НО «ОСП» г. Нижнего Новгорода. Материалы работы включены в учебный процесс кафедры стоматологии ФДПО ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России для ординаторов, аспирантов и врачей-стоматологов в рамках непрерывного медицинского образования.
Апробация работы и публикации. Результаты исследования
доложены и обсуждены на: VII межвузовской конференции молодых ученых
«Учитель и ученики» (Ростов Великий, 2015 г.); Всероссийских научно-
практических конференциях «Актуальные вопросы стоматологии»,
«Современный взгляд на нерешенные вопросы стоматологии» и
«Актуальные проблемы современной стоматологии» (Нижний Новгород,
2015, 2016, 2017 гг.).
Апробация диссертации проведена 26 апреля 2018 года на совместном
заседании кафедр ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России:
пропедевтической, терапевтической, ортопедической стоматологии и ортодонтии, детского возраста, хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, кафедры стоматологии ФДПО, челюстно-лицевой хирургии и имплантологии (выписка №2 из протокола №1 от 26.04.2018).
Публикации результатов исследования. По материалам диссертации опубликовано 7 работ, 4 из которых в изданиях, входящих в перечень рецензируемых журналов и изданий, рекомендованных ВАК Минобрнауки России для опубликования научных результатов диссертаций.
Структура и объем диссертации. Работа представлена рукописью на русском языке объемом 212 машинописных страниц и состоит из введения, четырех глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Работа иллюстрирована 13 таблицами, 54 рисунками. Список литературы содержит 272 наименования работ, в т.ч. 85 отечественных и 187 иностранных авторов.
Способы и методы диагностики патологических состояний СОР и их эффективность
Скрининговые программы для различных злокачественных опухолей подразумевают поиск предраковых и раковых поражений, как правило, до возникновения симптомов и призваны снижать заболеваемость и смертность пациентов (Александрова Л.М. с соавт., 2017). Причем диагностический/скрининговый тест должен быть высокочувствительным и специфичным.
Чувствительность теста определяют как вероятность того, что у пациента с субклиническими признаками рака скрининговое исследование будет иметь положительный результат. Этот показатель рассчитывается как процент положительных срабатываний теста среди установленных случаев рака (с морфологически подтвержденным диагнозом). Специфичность теста определяют как вероятность отрицательного результата скринингового исследования для лиц, не имеющих рака, и рассчитывают как процент отрицательных срабатываний теста от общего количества случаев, при которых диагноз злокачественного новообразования не подтвердился. Еще одной характеристикой, свидетельствующей об эффективности теста, является его способность предсказывать наличие или отсутствие злокачественного новообразования – ПСТ (предсказывающая способность теста), которая определяется как процент рака среди всех положительных срабатываний теста. Положительные значения ПСТ свидетельствуют о высокой вероятности предсказывать, что у обследуемого лица с положительным срабатыванием теста есть рак. При достаточных показателях чувствительности и специфичности ПСТ выше для тех форм рака, которым свойственны высокая заболеваемость и смертность в популяции. Наиболее распространенным методом скрининга рака ПР является визуальный осмотр и пальпация тканей лицевой области (Sankaranarayanan R. et al., 2005). Визуальное исследование, в значительной мере, опирается на опыт и мануальные навыки врача, его умение отличить и верно дифференцировать доброкачественные, предраковые и злокачественные поражения (Laronde D.M. et al., 2013). К сожалению, именно на этом этапе клинического обследовании совершается большинство диагностических ошибок, приводящих к неблагоприятным исходам и неутешительным результатам (Бирюцкий П.Г., Трофимов Е.И., 1996; Александрова Л.М. с соавт., 2017).
Скрининг, на основе одного лишь визуального осмотра и пальпации, имеет низкую диагностическую ценность как метод обнаружения предраковых или раковых поражений на ранней стадии развития. Так Sankaranarayanan R. et al., (2005) в рандомизированном контролируемом исследовании рака ПР, проведенного в Индии, с участием более 130 тысяч пациентов, пришли к выводу, что визуальный осмотр полезен как метод скрининга только в группах с высоким риском развития патологии, среди хронических курильщиков и алкоголиков (Sankaranarayanan R. et al., 2005).
Решение, когда пациент должен быть перенаправлен к специалисту другого профиля, является критическим и трудным для большинства стоматологов (Laronde D.M. et al., 2013). При обычном стоматологическом осмотре в условиях дневного освещении врач зачастую не может отличить тканевой характер изменений (Kujan O. et al., 2006; Sahu A., Krishna C.M., 2017) и привлечение диагностических методик, позволяющих получить дополнительную информацию о патологическом процессе СОР в клинических условиях, улучшающих их визуализацию, помогающих дифференцировать поражение и принять верное решение о маршрутизации пациента, было бы полезным компонентом стоматологического обследования (Laronde D.M. et al., 2013; Dhanuthai K. et al., 2016, 2018; Yamamoto N. et al., 2017).
Скальпельная биопсия (процедура забора фрагмента ткани) с последующим гистологическим исследованием по настоящий день является текущим «золотым стандартом» постановки диагноза (Macey R. et al., 2015; Sahu A., Krishna C.M., 2017), позволяющим установить на клеточном/тканевом уровне биологическое происхождение образования (Mehrotra R. et al., 2009; Sahu A., Krishna C.M., 2017). Однако биопсия несет на себе негативные психологические последствия для пациента, а также возможные технические трудности для осуществляющего ее врача (Moule L., Parsons P.A., Irvine G.H., 1995; Remmerbach T.W. et al., 2004; Lee J.J. et al., 2007; Romeo U. et al., 2014).
При обширных поражениях СОР, затруднен выбор наиболее репрезентативного участка для исследования (Holmstrup P. et al., 2007). Важно, чтобы инцизионная биопсия была достаточного размера и глубины (Bryne M. et al., 1992), так как гистологические характеристики первичной опухоли, такие как вид злокачественного процесса и глубина инвазии, имеют прогностическое значение в плане развития рецидива, метастазирования в лимфатические узлы – все это может дать представление о прогнозе на выживание.
Серьезная задержка получения результата во времени является отличительным признаком биопсии (Moule L., Parsons P.A., Irvine G.H., 1995). При биопсии тканей ПР может появиться ряд артефактов, возникших в результате дробления тканей или неправильной фиксации изображения (Seoane J. et al., 2002). Не исключена возможность получения как ложноотрицательных, так и ложноположительных заключений вследствие установления спорных гистологических результатов или неверного их трактования (Macey R. et al., 2015). Сравнение результатов двух скальпельных биопсий, выполненных в разное время двумя независимыми экспертами дает частоту соглашения между специалистами лишь 56% (Lee J.J., 2007; Woolgar J.A., 2009).
Существенным негативным моментом биопсии по данным Kusukawa J., (2000) и Dyavanagoudar S. et al. (2008) является увеличение частоты метастазов в регионарные лимфатические узлы после осуществления разреза: опухолевые клетки обнаруживаюся в периферической крови через 15 мин после его проведения (Kusukawa J., 2000; Dyavanagoudar S. et al., 2008).
Большая часть патологии СОР является доброкачественной (Sciubba J.J., 1999; Scheifele C., 2004). Поэтому биопсия, в виду инвазивности и ряда других вышеперечисленных недостатков, не может использоваться как рутинная стоматологическая манипуляция. Это обстоятельство диктует необходимость поиска альтернативных диагностических способов.
В течение последних нескольких десятилетий цитологическое исследование СОР находилось в центре научных исследований (Maraki D. et al., 2006). Тем не менее, в отличие от забора клеток шейки матки, анализ поверхностных эпителия ПР с помощью стандартной эксфолиативной цитологии до сих пор считается ненадежным. Сложное анатомическое строение ПР делает невозможным исследование всей ее поверхности (Барера Г.М., 2010; Боровский Е.В., 2011). Без инвазивных манипуляций получение доступа к глубоким клеточным слоям СОР при обычной эксфолиативной цитологии не возможно (Mehrotra R. et al., 2009).
OralCDx (OraCDx Laboratories, Inc Suffern, Нью-Йорк) – щеточная биопсия тканей ПР с компьютерным анализом. В отличие от эксфолиативной цитологии, щеточная биопсия собирает клетки со всей толщины эпителия (Remmerbach T.W. et al., 2004, 2009). В 1980-х годах она была впервые применена для цервикального мазка в гинекологической практике и позже модифицирована для мазков в ПР (Sciubba J.J., 1999). Щеточная биопсия достаточно легко выполнима, безболезненна и может быть использована для оценки любого подозрительного поражения с целью исключения дисплазии. Диагностическая точность щеточной биопсии была предметом изучения многих опубликованных исследований. При этом, достаточно часто поражения ПР подвергались одновременной оценке как с помощью щеточной, так и скальпельной биопсии (Scheifele C., 2004; Remmerbach T.W. et al., 2004; Gupta A. et al., 2007). Чувствительность и специфичность этого теста, по заявлениям Sciubba J.J. (1999) и Scheifele C. (2004) приближается 90%, что подтверждает возможность ее использования для исключения присутствия дисплазии и рака СОР (Sciubba J.J., 1999; Scheifele C. et al., 2004). Однако технология остается сравнительно дорогостоящей и нераспространенной на территории нашей страны.
Одним из методов, позволяющих получить дополнительную информацию о патологическом процессе СОР, является оптическая когерентная томография (ОКТ) – неинвазивная разновидность томографических изображений. Поперечное сечение архитектурного образа ткани создается в компьютерной среде в результате воздействия на изучаемую поверхность (в данном случае СОР) зондирующего излучения суперлюминисцентного диода, использующего низкоинтенсивный свет видимого и ближнего инфракрасного диапазона (Фомина Ю.В., 2003; Гладкова Н.Д. с соавт., 2005; Kim C.S. et al., 2009; Reddy R.S., Sai Praveen K.N., 2017).
Гладковой Н.Д. с соавт. (2005) отмечено, что ОКТ позволяет получить информацию о микроструктуре ткани, а не о химическом составе, и может использоваться для визуализации морфологически слоистых тканей. При этом глубина получения изображений значительно ограничивается оптическим затуханием зондирующего излучения из-за его рассеивания и поглощения в СОР. Глубина получения изображения при использовании ОКТ достигает максимальной величины 2 мм в твердых тканях зубов, при размере детектированного изображения 1,0-3,0 мм (Фомина Ю.В., 2003; Гладкова Н.Д. с соавт., 2005; Sahu A., 2017; Reddy R.S., 2017). Это накладывает ограничения на диагностику патологии СОР, так как она часто занимает обширную поверхность, является неоднородной по структуре и патологический процесс проникает более чем на 2 мм в подлежащие ткани (Барер Г.М., 2010; Боровский Е.В., 2011). Несмотря на сравнительно высокие чувствительность 83% и специфичность 98% ОКТ, показанные Ю.В. Фоминой (2003), ряд зарубежных авторов уверены, что с помощью этого метода не возможно различить поражения СОР и поставить диагноз (Jerjes W. et al., 2010; Reddy R.S., Sai Praveen K.N., 2017). В то же время, для W. Jerjes et al. (2010) использование ОКТ для идентификации архитектурных изменений СОР все равно представляется целесообразным (Jerjes W. et al., 2010).
Метод прямой визуализации аутофлюоресценции тканей
Традиционный визуальный осмотр СОР опирается на физическое явление отражения белого света от поверхности СОР (Laronde D.M. et al., 2013). Однако человеческий глаз не способен уловить всю информацию о клинической картине, поскольку воспринимаемый спектр света разделен на три канала, все из которых имеют перекрывающиеся кривые спектральной чувствительности (Utzinger U. et al., 2003). Для оптимизации визуализации поражений СОР необходимо применение специальных технических средств.
В текущем исследовании для улучшения визуализации патологических очагов СОР использовался аппарат VELsсope System Model No.V2 (White Rock, LED Dental, Канада), в котором реализован метод прямой визуализации аутофлюоресценции тканей. Данная технология призвана помочь идентифицировать области субклинических изменений, имеющих потенциал к перерождению в рак, в клинической обстановке (Balevi B., 2007; Poh C.F. et al., 2007; Huber M.A., 2009; Awan K.H., Morgan P.R., Warnakulasuriya S., 2011; Ganga R.S. et al., 2017). Конструктивно «VELsсope» представляет собой настольный источник света, соединенный с переносным системным блоком, работающим от электросети 220В. Область исследования освещается синим/фиолетовым светом (длина волны от 400 до 460 нм), под действием которого происходит возбуждение зелено-красного свечения эндогенных флюорофоров СОР, визуализирующегося через тубус аппарата с несколькими режекторными фильтрами. Флюоресценция тканей рассматривается непосредственно вдоль оптической оси, коллинеарной с осью возбуждения.
Обязательными условиями проведения исследования является приглушение света в стоматологическом кабинете, защита глаз пациента специальными очками и расположение тубуса аппарата не более чем в 20 см. от изучаемой области (Рисунок 8).
Свет, воспринимается коллагеном и эластином соединительной ткани, а также восстановленным никотинамидадениндинуклеотидом (NADH) и флавинадениндинуклеотидом (FAD), участвующими в клеточном метаболизме.
При контакте возбуждающего светового потока с эндогенными флюоресцентными веществами, происходит снижение уровня их энергии по сравнению с уровнем световой энергии, излучаемой VELscope. В результате аутофлюорофоры начинают испускать зеленое свечение (длина волны 515 нм) (Рисунок 9).
Наличие в ткани эндогенных эпителиальных флюорофоров, таких как NADH и FAD, способствует визуализации свечения с небольших глубин, наличие стромальных флюорофоров, таких как коллаген и эластин, обуславливают восприятие флюоресценции с более глубоких областей (Kortum R. et al., 2003; Schwarz R.A. et al., 2009). В очаге эпителиальной дисплазии и злокачественной трансформации происходят структурные и биохимические изменения, как на эпителиальном, так и на стромальном уровнях. Процессы канцерогенеза меняют оптические свойства ткани. Увеличиваются размеры клеточных ядер, меняется ядерно-цитоплазматическое соотношение; происходит увеличение микроваскуляризации, разрушение поперечных коллагеновых сшивок (деградация стромального коллагена) и базальной мембраны ткани, значительно возрастает потребление глюкозы даже в аэробной среде (эффект Варбурга) (Yamamoto N. et al., 2017), уменьшается концентрация митохондриальных флюорофоров, таких как NADH и FAD, являющихся основным источником клеточной флюоресценции, что ведет к изменениям в оптическом рассеянии, поглощении светового потока и изменениям спектрального профиля флюоресценции тканей (Ingrams D.R. et al., 1997; Svistun E. et al., 2004; Pavlova I. et al., 2008; Kortum R. et al., 2003, Schwarz R.A. et al., 2009). Следовательно, низкий уровень эндогенных флюорофоров в ткани, подверженной эпителиальной дисплазии и злокачественной трансформации, обуславливает нехватку энергии для нормального (зеленого) свечения, что приводит к появлению очага потери флюоресценции, характеризуемого как «темное пятно» (FVL) (Рисунок 10) (Laronde D.M. et al., 2013; Yamamoto N. et al., 2017).
Зоны потери нормальной ярко-зеленой флюоресценции трактуются как очаги, требующие дальнейшего изучения и исследования, а также как зоны локализации патологического процесса (Kois J.C., Truelove Е., 2006).
Особое внимание уделяется клинически неизмененным участкам СОР, имеющим гашение флюоресценции.
При проведении диагностики учитывали, что изменения нормальной флюоресценции СОР могут возникать в результате:
увеличения метаболической активности в эпителии;
разрушения флюоресцирующего коллагена соединительнотканного слоя под базальной мембраной;
увеличения васкуляризации тканей из-за воспаления или усиления ангиогенеза (гемоглобин значительно поглощает флюоресценцию);
наличия пигментов, поглощающих свет (например, меланина или частиц амальгамы).
Оценку аутофлюоресценции исследуемых областей СОР проводили согласно критериям: сохранение нормальной флюоресценции - FVR; снижение флюоресценции - FVL; усиление флюоресценции - FVI.
Поражения, сохраняющие нормальную зеленую флюоресценцию под светом VELscope классифицировались как FV отрицательные (FV-). Очаги со снижением нормальной бледно-зеленой флюоресценции и проявляющиеся как темные пятна идентифицировались как FV положительные (FV+). В случае частичной потери флюоресценции - поражения классифицировались как двусмысленные (FV+/-). Особое внимание обращали на клинически неизмененные участки СОР, имеющие потерю нормальной зеленой флюоресценции (FV + ). Все патологические очаги классифицировались как поражения: низкого риска (НР), среднего риска (СР) и высокого риска (ВР).
К поражениям низкого риска (НР) относили: очевидные травмы СОР, афтозные поражения, меланотические макулы, кандидоз (в том числе ромбовидной глоссит), географический язык, рубцовые ткани, типичную форму КПЛ (Рисунок 11).
Лихеноидные повреждения интерпретировались как участки среднего риска (СР), так как некоторые из лихеноидных поражений имеют повышенную вероятность трансформации в рак (Рисунок 12). Такие поражения требуют дальнейшего тщательного наблюдения в динамике.
Особенности флюоресцентных изображений неизмененной СОР
Первый этап исследования по изучению возможностей метода ПВАФТ при анализе состояний СОР реализовался в изучении неизмененной покровной ткани. Данные, полученные на этом этапе, считались эталонными при последующем рассмотрении патологических очагов СОР.
Морфофункциональные особенности СОР явились основополагающими при формулировании критериев оценки флюоресцентных образов неизмененной СОР и ее патологических состояний. Результаты исследования здоровой и патологически измененной СОР с помощью ПВАФТ представлены в работе в виде характерных флюоресцентных образов, клинических изображений и описания гистологической картины, а также их соответствующего сопоставления.
СОР является слоистой тканевой структурой, состоящей из эпителия, базальной мембраны, собственного и подслизистого слоев. Различные участки СОР имеют некоторые особенности строения: десна, твердое небо, боковые и дорсальная поверхности языка не имеют подслизистой основы и слизистая оболочка непосредственно связана с надкостницей или мышечным слоем (Барер Г.М., 2010; Боровский Е.В., 2011). Многослойный плоский эпителий, толщина которого варьирует от 50 до 600 мкм, представляет собой эпителиальную выстилку полости рта. Присутствуют участки с ороговевающим и неороговевающим эпителием (Быков В.Л., 1997).
В морфофункциональном отношении различают три типа СОР – выстилающую, жевательную, специализированную. Многослойный плоский ороговевающий эпителий покрывает жевательную слизистую оболочку твердого неба и десен, неороговевающий эпителий – выстилающую слизистую оболочку щек, губ, дна полости рта, нижней поверхности языка, альвеолярных отростков. Частично ороговевающую слизистую оболочку спинки языка относят к специализированной СОР (Рисунок 32).
Соединительно-тканная основа СОР практически отсутствует в области прикрепленной части десны, твердого неба, боковых поверхностей и спинки языка. Высота и плотность взаимопроникающих эпителиальных и соединительно-тканных сосочков представляется максимальной в области прикрепленной части десны, где коллагеновые волокна сосочкового слоя собственной пластинки формируют плотную сеть (Фомина Ю.В., 2003).
Характер подлежащих тканей СОР различен: слизистая оболочка губы и щеки примыкают непосредственно к мышечному слою, а собственная пластинка прикрепленной части десны и твердого неба – к надкостнице.
В ходе исследования было получено и проанализировано более 1109 цифровых клинических изображений и более 864 флюоресцентных образа СОР. Данные, прошедшие контроль качества, были включены в исследование. Для удобства описания флюоресцентных образов СОР, полученных с помощью ПВАФТ (аппарат VELscope) и продемонстрированных в диссертационной работе, использовали стандарты оттенков зеленого цвета (код 6) Международной системы соответствия цветов (RAL) (приложение В). Было определено, что флюоресценция СОР неоднородна по своим оттенкам.
В норме промежуточный отдел губ (красная кайма) имеет равномерное бледно-зеленое свечение всей поверхности (Рисунок 33).
В области прикрепленной части десны аутофлюоресценция представляется более насыщенной. Глубокий «изумрудный» оттенок зеленого цвета (RAL 6001) обуславливает наличие достаточно плотной сети коллагеновых волокон (световоспринимающий субстрат) сосочкового слоя собственной пластинки (Рисунок 34).
Поверхностно расположенная капиллярная сеть, например, имеет тенденцию к повышенному контурированию посредством приглушения флюоресценции в проекции капилляров, приобретая «лиственно-зеленый» оттенок (RAL 6002). Это обосновывается присутствием в просвете сосудов гемоглобина, являющегося светопоглощающим субстратом (Muller M.G., Valdez T.A., Georgakoudi I. et al., 2003; De Veld D.C.G. et al., 2004, 2005; Schwarz R.A. et al., 2009).
Промежуточная зона щеки склонная к ороговению (эпителий содержит кератин) визуализируется «бело-зеленым» (RAL 6019) и «бледно-зеленым» (RAL 6021) оттенками на «мятном» фоне (RAL 6029) (Рисунок 35). Указанный оптический феномен, обусловленный различиями в строении и составе СОР данной локализации, не всегда уловим человеческим глазом.
Флюоресцентный образ твердого и мягкого неба имеет ряд характерных особенностей. Так, белесый тяж (RAL 6019), визуализирующийся по центру небной поверхности (ороговевающая СОР), соответствует проекции небного шва. Протоки слизистых желез подслизистого слоя железистой зоны твердого неба (задняя треть), открывающиеся на его поверхности, отображаются затемненными точками «изумрудного» и «лиственно-зеленого» оттенка (RAL 6001, 6002) (Рисунок 36 а, б).
Передние глоточные столбы и элементы лимфоэпителиального кольца типично кажутся заметно темнее окружающих тканей в свете VELscope (в том числе небная и язычная миндалины, тонзиллярная ткань) (Рисунок 36 в, г).
Наличие характерных сосочков на дорсальной и на боковых поверхностях языка определяет характер флюоресцентных изображений: чем выраженнее ороговение поверхности, тем более светлые оттенки зеленой флюоресценции визуализируются (бело-зеленый (RAL 6019), бледно-зеленый (RAL 6021)). Грибовидные сосочки (неороговевающие) имеют более темные оттенки зеленого цвета (RAL 6001, 6002) в сравнении, например, с нитевидными сосочками (ороговевающими) (RAL 6021, 6019), и представляются характерным точечным рисунком на поверхности языка (Рисунок 37).
Главным признаком флюоресцентных образов СОР, покрытой неороговевающим эпителием (выстилающая слизистая оболочка щек, губ, дна полости рта, нижней поверхности языка, альвеолярных отростков), является зеленое свечение, равномерно «разливающееся» по изучаемой поверхности, с плавным переходом оттенков.
Морфологические особенности дна полости рта, в виде хорошо развитой подслизистой основы, слюнных желез, их протоков и высокой васкуляризации, находят свое отражение в оптических образах. Приглушение флюоресценции, из-за мощной свето-поглощающей способности гемоглобина, происходит в проекции кровеносного русла, придавая тканям подъязычной области мраморный рисунок. Некоторое повышение насыщенности оттенка свечения отмечается у основания уздечки языка (Рисунок 38). Подобный оптический феномен необходимо считать физиологичным и учитывать при трактовании результатов диагностики.
Наши исследования показали, что флюоресценцентный контраст между СОР, покрытой ороговевающим эпителием, и областями без ороговения слабый. Границы разных видов эпителия не всегда уловимы человеческим глазом: неороговевающие участки имеют чуть более насыщенные (глубокие) зеленые оттенки. Это объясняется тем, что кератин-содержащий слой СОР достаточно тонок и в значительной мере не препятствует визуализации свечения эндогенных флюорофоров подлежащих тканей.
Разработка алгоритма комплексной диагностики патологических состояний СОР
На основе комплексной оценки стоматологического статуса пациентов с патологическими состояниями СОР, анализа динамики предыдущего лечения установленного заболевания, наблюдения и обследования пациентов со злокачественными новообразованиями полости рта, критического подхода при оценке результатов клинико-лабораторных исследований и выявлении некоторых диагностических тенденций, был разработан алгоритм раннего выявления состояний СОР, не укладывающихся в понятие физиологической нормы, определены особенности динамического наблюдения лиц с воспалительными заболеваниями и предраками СОР в рамках онкоскрининга, уточнена схема маршрутизации пациентов при подозрении на злокачественную трансформацию патологического очага СОР.
Последовательность действий врача согласно усовершенствованному диагностическому алгоритму, нацеленному на раннее выявление патологических состояний СОР, предполагает следование общепринятым этапам стоматологического обследования пациентов и включает дополнительно (Рисунок 53):
1. сбор общего анамнеза жизни и заболевания с анализом режимов лечения общесоматической патологии с учетом риска побочного влияния медицинских препаратов на СОР;
2. оценку стоматологического статуса пациента с определением стоматологических индексов: КПУ, ИГР-У, GI, CPITN;
3. оценку степени выраженности клинических признаков ксеростомии СОР по шкале Challacombe S. J. (CSCOD), модифицированной О.С. Гилевой и соавт. (2016);
4. ортопантомографию по показаниям;
5. пробо-отбор биосубстратов (венозной крови и нестимулированной слюны) для проведения их элементного анализа;
6. прямую визуализацию аутофлюоресценции тканей ПР системой VELscope для выявления неявных (скрытых) локусов поражения СОР, объективизации определения границ, подвергшихся патологическому изменению, динамической планиметрии очагов поражения СОР с целью оценки эффективности консервативного лечения и мониторирования состояния СОР, не укладывающегося в понятие физиологической нормы, на этапах стоматологического лечения, для увеличения мотивированности пациента к лечению, а также определения момента направления пациента к врачам онкологам;
7. фото-документирование клинической и картины и ее флюоресцентных образов с последующим архивированием;
8. планиметрия клинически обозримого очага поражения СОР и его флюоресцентного образа по методике Н.С. Нуриевой и соавт. (№ 2007117615/14);
9. заполнение «Карты наблюдения пациента с патологическими состояниями СОР» для индивидуального мониторирования течения заболевания, для учета и выявления общеклинических тенденций развития патологии СОР;
10. топографирование патологического очага СОР с помощью оригинальной схемы-топограммы с графическим кодированием элементов поражения СОР и ККГ для выработки единых подходов при принятии междисциплинарных решений и документирования результатов обследования и лечения;
11. биопсию, цитологию по показаниям;
12. назначение повторного посещения для пациента амбулаторного приема через 2-3 недели с целью оценки динамики проводимой терапии и мониторинга развития установленного заболевания СОР с дублированием VELscope-исследования.