Автореферат и диссертация по медицине (14.01.10) на тему:Оптическая когерентная томография: влияние меланина на параметры изображения кожи, возможности в прижизненной диагностике и дифференциальной диагностике меланоцитарных невусов и меланомы

ДИССЕРТАЦИЯ
Оптическая когерентная томография: влияние меланина на параметры изображения кожи, возможности в прижизненной диагностике и дифференциальной диагностике меланоцитарных невусов и меланомы - диссертация, тема по медицине
АВТОРЕФЕРАТ
Оптическая когерентная томография: влияние меланина на параметры изображения кожи, возможности в прижизненной диагностике и дифференциальной диагностике меланоцитарных невусов и меланомы - тема автореферата по медицине
Гаранина, Оксана Евгеньевна Москва 2013 г.
Ученая степень
кандидата медицинских наук
ВАК РФ
14.01.10
 
 

Автореферат диссертации по медицине на тему Оптическая когерентная томография: влияние меланина на параметры изображения кожи, возможности в прижизненной диагностике и дифференциальной диагностике меланоцитарных невусов и меланомы

На правах рукописи

ГАРАНИНА Оксана Евгеньевна

ОПТИЧЕСКАЯ КОГЕРЕНТНАЯ ТОМОГРАФИЯ: ВЛИЯНИЕ МЕЛАНИНА НА ПАРАМЕТРЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ КОЖИ, ВОЗМОЖНОСТИ В ПРИЖИЗНЕННОЙ ДИАГНОСТИКЕ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКЕ МЕЛАНОЦИТАРНЫХ НЕВУСОВ И МЕЛАНОМЫ

14.01.10 - кожные и венерические болезни

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

21 НОЯ 2013

Москва - 2013

005539193

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Нижегородская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научный руководитель: ПЕТРОВА

доктор медицинских наук, профессор Галина Алексеевна

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой кожных болезней и косметологии ФУВ ГБОУ ВПО Российский национальный исследовательский

медицинский университет ПОТЕКАЕВ

им. Н.И. Пирогова Минздрава России Николай Николаевич

доктор медицинских наук, профессор кафедры кожных и венерических болезней ГБОУ ВПО Первый Московский государственный медицинский университет МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России

СНАРСКАЯ Елена Сергеевна

Ведущая организация:

ГБОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита диссертации состоится 2013 г. в на заседании

диссертационного совета Д.208.040.10 при ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (119991, г. Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2).

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНМБ Первого МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России по адресу: 117998, г. Москва, Нахимовский проспект, д. 49.

Автореферат разослан » уо^^У^_2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Чебышева

Светлана Николаевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИИ

Актуальность темы

Главными причинами высокой летальности при меланоме являются несвоевременная диагностика с развитием инвазивных форм и ошибки диагностики, приводящие к неадекватному вмешательству.

Основой диагностики меланомы на протяжении многих лет оставались клинические методы, позволяющие заподозрить меланому, с последующим подтверждением или исключением этого диагноза методом традиционной эксцизионной биопсии, являющимся «золотым стандартом» диагностики меланомы (Петров H.H., 2000).

При этом хорошо известно, что травма, наносимая при заборе биоптата, является одной из основных причин раннего метастазирования опухоли. Необходимость гистологического исследования при подозрении на меланому требует радикального удаления всего подозрительного элемента с отступлением 2 см, что является совершенно неоправданным в глазах пациента при окончательном диагнозе невуса или другого доброкачественного процесса.

Опасение последствий неоправданной биопсии подсознательно заставляет врача оттягивать ее проведение даже при наличии клинических подозрений на меланому, которое может возникать очень часто, если учесть клиническое сходство меланомы с меланоцитарными невусами и другими новообразованиями, сопровождающимися пигментацией, а также высокую вероятность трансформации меланоцитарных невусов в меланому, достигающую 34%. Таким образом, потребность в гистологическом исследовании возникает гораздо чаще, чем оно проводится, что является причиной многочисленных диагностических, тактических и терапевтических ошибок и определяет поиск новых неинвазивных инструментальных методов, способных составить альтернативу традиционной эксцизионной биопсии и позволяющих осуществлять прижизненную диагностику и дифференциальную диагностику меланомы и клинически сходных новообразований кожи.

Относительно новым методом визуализации биотканей, возможности использования которого в дерматологии изучаются, является оптическая когерентная томография. Метод называют «оптической биопсией» благодаря высокой разрешающей способности (от 20 до 25 мкм) и возможности составить альтернативу традиционной эксцизионной биопсии в случаях невозможности или нежелательности ее проведения в ситуациях, не требующих идентификации клетки.

Визуализация структуры биоткани методом ОКТ осуществляется за счет регистрации рассеянной назад части зондирующего излучения (низкоинтенсивный свет ближнего инфракрасного диапазона) от внутритканевых элементов, отличающихся по показателю преломления и различным свойствам обратного рассеяния (Agache Р. et al., 2004; Weisel J., 2004).

Проведенные исследования свидетельствуют о высокой диагностической точности метода при некоторых заболеваниях кожи, в том числе и при базальноклеточном раке и заболеваниях полового члена (Снопова Л.Б., 2010; Зорькина М.В., 2009; Гладкова Н.Д., 2008; Дерпалюк E.H., 2006; Шахова Н.М., 2004; Петрова Г.А., 2003). Метод разрешен к применению (Прижизненное исследование морфологии кожи методом оптической когерентной томографии в норме и при патологических состояниях: новая медицинская технология, 2008).

Возможность использования ОКТ для диагностики меланомы практически не изучалась. Опубликованы единичные изображения некоторых невусов и меланомы, полученные с использованием традиционной ОКТ с длиной волны зондирующего излучения 1300 нм, свидетельствующие о том, что ОКТ-изображения меланомы, как и в случае с другими злокачественными опухолями кожи эпителиального происхождения, характеризуются отсутствием визуализации отдельных слоев изображения, однако в противоположность другим опухолям они лишены другого типичного дифференциально-диагностического признака, свойственного изображениям злокачественных опухолей эпителиального происхождения. — усиления интенсивности сигнала в зоне опухоли, что до сих пор препятствовало продолжению исследований в направлении изучения возможностей использования ОКТ для прижизненной диагностики меланомы.

Решение этого вопроса осложняется отсутствием работ по исследованию влияния пигментации на параметры ОКТ-изображения кожи в норме и при патологии, что и явилось одной из основных задач настоящего исследования.

Считается, что увеличение информативности метода может быть достигнуто с помощью поляризационно-чувствительной модификации ОКТ (ПЧ ОКТ), позволяющей оценить изменения поляризации зондирующего света, обусловленные воздействием исследуемой среды, и, таким образом, дифференцировать структуры ткани, которые слабо визуализируются или не визуализируются на традиционных ОКТ-изображениях. ПЧ ОКТ для получения изображений меланомы и меланоцитарных невусов не использовалась (Гладкова Н.Д., 2008; Петрова К.С., 2008; Feldchtein F.I et al., 1998; Fried D. et al., 2002; Kuranov R. et al., 2002 ; Sanearan V. et al., 2002; Schmitt J. M., 1998; Xu F. et al., 1999).

Цель работы

Оценить влияние различной степени пигментации на качественные и количественные параметры ОКТ-изображений кожи для определения возможностей и места ОКТ в прижизненной диагностике и дифференциальной диагностике меланоцитарных невусов и меланомы.

Задачи исследования

1. Оценить влияние различной степени пигментации на качественные и количественные параметры ОКТ-изображений здоровой кожи I, II и V,

VI фототипов, полученных в прямой и ортогональной поляризации.

2. Получить ОКТ-изображения в прямой и ортогональной поляризации и сформулировать дифференциально-диагностические признаки различных меланоцитарных невусов (пограничного, внутридермального, смешанного, диспластического).

3. Получить ОКТ-изображения в прямой и ортогональной поляризации и сформулировать дифференциально-диагностические признаки меланомы.

4. Провести сравнительное исследование эффективности использования ОКТ в прямых открытых и «слепых» испытаниях в прижизненной диагностике меланомы и меланоцитарных невусов.

5. На основании полученных результатов оптимизировать алгоритм диагностического обследования с целью улучшения ранней диагностики новообразований, подозрительных на меланому, с применением ОКТ.

Научная новизна

Впервые проведена оценка влияния различной степени пигментации на качественные и количественные параметры ОКТ-изображений здоровой кожи I, II и V, VI фототипов.

Впервые сформулированы дифференциально-диагностические признаки различных меланоцитарных невусов и меланомы.

Впервые статистически доказана высокая диагностическая точность метода ОКТ в прижизненной диагностике и дифференциальной диагностике, меланомы кожи.

Впервые на основании полученных результатов оптимизирован алгоритм диагностического обследования пациентов с целью улучшения ранней диагностики новообразований, подозрительных на меланому, с применением ОКТ.

Практическая значимость

Установлено, что ОКТ-изображения здоровой кожи с высокой степенью пигментации характеризуются определенными особенностями (меньшей высотой и большой интенсивностью сигнала в пределах 2-го слоя, большей высотой и меньшей интенсивностью сигнала в пределах 3-го слоя, меньшей суммарной высотой 2-го и 3-го слоев, меньшим контрастом между 2-м и 3-м слоями, меньшей интенсивностью сигнала в пределах 4-го слоя), что необходимо учитывать при оценке изображений в процессе практической реализации метода.

Сформулированы дифференциально-диагностические признаки различных меланоцитарных невусов и меланомы, что делает возможным использование метода в их прижизненной дифференциальной диагностике для выбора адекватной тактики ведения и объема оперативного вмешательства.

Оптимизирован алгоритм диагностического обследования пациентов с новообразованиями, подозрительными на меланому, с использованием

ОКТ с целью улучшения ранней диагностики меланомы.

Внедрение в практику

Алгоритм диагностического обследования пациентов с новообразованиями, подозрительными на меланому, с использованием ОКТ внедрен в практику диагностического обследования пациентов ГУЗ «Нижегородский областной онкологический диспансер».

Результаты исследования используются в педагогическом процессе на кафедре кожных и венерических болезней ГБОУ ВПО «НижГМА» Минздрава России и Институте последипломного образования ГБОУ ВПО «НижГМА» Минздрава России.

Личный вклад

Личный вклад соискателя состоит в том, что автором под руководством разработаны научная стратегия и методология, проведен обзор современной отечественной и зарубежной литературы по изучаемой проблеме, обоснованы цель и задачи, сформулированы основные положения диссертации, составляющие ее новизну и практическую значимость, выполнен основной объем исследований, проведен анализ полученных данных, написаны статьи, настоящая диссертация и представлены основные результаты на научных конференциях регионального, общероссийского и международного уровня. Диссертанту принадлежит идея разработки алгоритма обследования пациентов с подозрением на меланому.

Апробация работы

Материалы доложены и обсуждены на XXVII Научно-практической конференции с международным участием Рахмановские чтения «Дермадромы» (Москва, 2010), XI Международном медицинском форуме «Современные медицинские технологии на службе охраны здоровья россиян» (Нижний Новгород, 2010), III Евразийском конгрессе по медицинской физике и инженерии «Медицинская физика - 2010» (Москва, 2010), IX юбилейной научной сессии «Своевременное решение актуальных научных проблем в медицине» (Нижний Новгород, 2010), X Научной сессии молодых ученых и студентов «Своевременное решение актуальных научных проблем в медицине» (Нижний Новгород, 2011), VIII EADV Spring Symposium (Карловы Вары, Чехия, 2011), XII Всероссийском съезде дерматовенерологов и косметологов (Москва, 2012) (2 доклада), VI Международном форуме дерматовенерологов и косметологов (Москва, 2013), на совместном заседании кафедр кожных и венерических и болезней, онкологии и патологической анатомии НижГМА от 27 мая 2013г.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 3 -в изданиях, рекомендованных ВАК, в зарубежных изданиях - 1.

Структура и объем работы Диссертация изложена на 192 страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц и 38 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, главы, описывающей материалы и методы исследований, четырех глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы, включающего 37 отечественных и 243 иностранных источников.

Положения диссертации, выносимые на защиту

1. ОКТ-изображения здоровой кожи высокой степени пигментации (V, VI фототипа) характеризуются особенностями, выражающимися в меньшей высоте и большой интенсивности сигнала в пределах 2-го слоя, большой высоте и меньшей интенсивности сигнала в пределах 3-го слоя, меньшей суммарной высоте 2-го и 3-го слоев, меньшим контрастом между 2-м и 3-м слоями, меньшей интенсивностью сигнала в пределах 4-го слоя, степень выраженности которых зависит от анатомической принадлежности исследуемого участка, что необходимо учитывать в процессе практической реализации метода.

2. Различные меланоцитарные невусы характеризуются при ОКТ-исследовании определенными дифференциально-диагностическими признаками, заключающимися в сохранении принципиальной слоистой структуры ОКТ-изображения с достаточно выраженным контрастом и четкими границами между слоями как в прямой, так и в ортогональной поляризации в отличие от диспластического, который характеризуется значительном уменьшении контраста между 2-4-м слоями и отсутствием визуализации 5-го слоя с исчезновением принципиальной 5-слойной структуры изображения в прямой поляризации, но с частичным ее сохранением в ортогональной, что позволяет прижизненно дифференцировать невусы, характеризующиеся невысокой и высокой степенью риска трансформации в меланому, для решения вопроса об адекватной тактике ведения пациента.

3. ОКТ-изображения меланомы определяются стадией инвазивного роста по Кларку и имеют принципиальные отличия, позволяющие дифференцировать их с ОКТ-изображениями различных меланоцитарных невусов, включая диспластические, заключающиеся при I стадии инвазивного роста по Кларку в неравномерном увеличении высоты и ослаблении интенсивности сигнала в пределах 3-го слоя на ОКТ-изображениях, полученных в прямой поляризации, и отсутствии визуализации 3-го слоя с сохранением отдельных его фрагментов в периферической части опухоли — на ОКТ-изображениях в ортогональной поляризации, при II, III, IV стадиях - в отсутствии визуализации слоистой структуры на ОКТ-изображениях, полученных и в прямой, и в ортогональной поляризации, при этом общим признаком для всех меланом явилось увеличение глубины полезного сигнала в зоне опухоли на ОКТ-изображениях, полученных в прямой

поляризации, однако без усиления интенсивности сигнала, что позволяет прижизненно дифференцировать от меланоцитарных невусов (пограничных, внутридермальных, смешанных, диспластических), опухолей эпителиального происхождения и воспаления.

4. ОКТ характеризуется высокими показателями чувствительности (84,294,5%), специфичности (84,7-93,9%), диагностической точности (87,888,3%) и высокими показателями согласия специалистов (индекс каппа равен 0,6803) при использовании метода для прижизненной дифференциальной диагностики различных меланоцитарных невусов и меланомы.

5. Введение ОКТ в алгоритм обследования пациентов с новообразованиями, подозрительными на меланому, улучшает раннюю диагностику меланомы и меланоцитарных невусов с высоким риском трансформации в меланомы, что позволяет выбрать адекватную тактику ведения пациентов и адекватный объем оперативного вмешательства.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Материалы и методы В исследовании приняли участие 30 здоровых добровольцев в возрасте от 20 до 30 лет (14 мужчин и 16 женщин: 16 — с I и II фототипами кожи (6 мужчин и 9 женщин, средний возраст 22 года), 14 — с V и VI фототипами (8 мужчин и 7 женщин, средний возраст 23 года) и 137 пациентов (41 мужчина и 96 женщин в возрасте от 18 до 83 лет, средний возраст 44 года): 88 - с доброкачественными меланоцитарными новообразованиями (простое лентиго (1), невусы - пограничный (20), смешанный (17), внутридермальный (18), папилломатозный (5), голубой (4), пятнистый (1), врожденный (3), диспластический (18)); 35 - с доброкачественными немеланоцитарными новообразованиями, сопровождающимися пигментацией и требующими дифференциального диагноза с меланомой (невус Беккера (1), эпидермальный невус (1), дерматофиброма (4), мягкая фиброма (1), ангиофиброма (1), гемангиома (12), себорейная кератома (15)); 24 - с меланомой (поверхностно-распространяющаяся меланома (19), лентиго-меланома (2), акральная лентигинозная (2), узловая меланома (1)), и 13 - со злокачественными немеланоцитарными новообразованиями, сопровождающимися пигментацией и требующими дифференциального диагноза с меланомой (пигментная форма базальноклеточного рака (7), плоскоклеточный рак (2), актинический кератоз (4)).

Критерием отбора здоровых добровольцев с I, II и V, VI фототипами явилось отсутствие системных заболеваний и заболеваний кожи, курения и злоупотребления алкоголем в анамнезе. В течение 3 дней перед

исследованием участники не имели контакта с водой и не использовали косметических и увлажняющих средств.

Критерий отбора пациентов - подозрение на доброкачественное или злокачественное новообразование, сопровождающееся изменением пигментации.

Исследование проводилось с 2009 по 2012 год на базе поликлиники и стационара ГБУЗ НО «Нижегородский областной онкологический диспансер».-

У всех здоровых добровольцев и пациентов было получено добровольное письменное согласие на участие в исследовании в соответствии с декларацией BMA в Хельсинки. Проведение исследования одобрено Комитетом по этике ГБОУ ВПО НижГМА Минздрава России (протокол № 8 от 18.02.2013).

При обследовании здоровых добровольцев определяли:

степень пигментации кожи с использованием критериев Т.

Фицпатрика;

степень пигментации методом мексаметрии с использованием многофункционального комбайна Multi Skin Test Center MC 750 ('Courage + Khazaka Cologne, Германия) в 19 точках различной анатомической принадлежности, разделенных на 4 группы в зависимости от степени воздействия основных внешних факторов: 1 - максимально подверженные действию ультрафиолетового облучения и сопровождающиеся высокими показателями степени пигментации, в меньшей — воздействию механических факторов, имеющие частый контакт с водой и моющими средствами (область лица и тыльной поверхности кисти); 2 — минимально подверженные действию ультрафиолетового облучения и механических факторов, имеющие менее частый контакт с водой и моющими средствами (область туловища и разгибательной поверхности бедра); 3 — минимально подверженные действию ультрафиолетового облучения, но в большей - механических факторов (область разгибательной поверхности плеча, предплечья, разгибательной поверхности голени, тыльной поверхности стопы); 4 — минимально подверженные действию ультрафиолетового облучения и сопровождающиеся низкими показателями степени пигментации, максимально -механических факторов, имеющие частый контакт с водой и моющими средствами (область ладоней и подошв);

- ОКТ-исследование в соответствующих 19 точках, идентичность которых у каждого обследуемого достигалась путем точного измерения расстояния от точки исследования до определенных анатомических ориентиров.

При обследовании пациентов с новообразованиями осуществляли:

- клиническое обследование с применением клинической - тестовой системы ABCDE;

определение степени пигментации методом мексаметрии в области подозрительного на новообразование элемента и эквивалентного участка здоровой кожи противоположной стороны;

- дерматоскопическое исследование новообразования с использованием дерматоскопа Heine Delta 20 (Heine Optotechnik, Германия), геля для ультразвукового исследования для иммерсии, цифрового фотоаппарата Canon D1000 {Canon Inc., Япония) для получения цифрового дерматоскопического изображения новообразования с 10-кратным увеличением, фотоадаптера Heine Delta 20/Сапоп (Heine Optotechnik, Германия), диагностических алгоритмов Pattern analysis, или модельного анализа, и ABCD-алгоритма для анализа результатов;

- ОКТ-исследование новообразования (вдоль 2 перпендикулярных осей, последовательно передвигая зонд с перекрытием предыдущего положения зонда на одну треть, начиная с клинически здоровой кожи и границы элемента, при неоднородной пигментации — и по дополнительным осям с получением 2—4 непрерывных ОКТ-изображений вертикального среза всего пигментного новообразования с захватом здоровой кожи на глубину до 1,5 мм в прямой и ортогональной поляризации) и эквивалентного участка здоровой кожи противоположной стороны;

- гистологическое исследование постоперационных образцов с традиционной окраской гематоксилином и эозином 53 пациентам: всем со злокачественными и части больных - с доброкачественными новообразованиями; срезы производили в направлении оси ОКТ-сканирования между двумя татуажными метками на визуальной и оптической границах новообразования; всего проанализировано 308 гистологических препаратов с использованием микроскопа проходящего света Eclips {Nikon, Germany), компьютера Pentium IV IBM, цифровой видеокамеры DS, блока управления DS-U1 {Nikon, Germany) и программного обеспечения ФСТ-211; для описания препаратов был разработан специальный протокол;

- гисто-томографические сопоставления с использованием цифровых изображений гистологических препаратов с увеличением 10, соответствующим масштабу соответствующих ОКТ-изображений. Использовали визуализатор-топограф оптико-когерентный

компьютеризированный для неинвазивного исследования внутренней структуры поверхностных тканей человека «ВОК» (регистрационное удостоверение № ФС 022а2005/2035-05 от 5 августа 2005 года; предприятие-изготовитель Институт прикладной физики Российской академии наук, Нижний Новгород, ОКПО 04683326) со следующими техническими характеристиками: длина волны зондирующего излучения 920 нм; мощность источника на выходе щупа - 1,5 мВт; мощность на объекте - 0,75 мВт (ниже ANSI-стандарта для безопасной световой

экспозиции); продольное разрешение - 20 мкм; поперечное разрешение -25 мкм; центральная длина волны - 0,95 мкм; глубина сканирования - до 1,5 мм; поперечный диапазон сканирования ~ 1,8 мм; частота сканирования 7-150 Гц; время получения двумерного изображения 200x200 точек - 1,5-2 секунды.

Для увеличения глубины и контраста изображений в качестве иммерсионного средства использовали ультразвуковую диагностическую пасту средней вязкости.

Для работы с полученными изображениями (регистрации, сохранения и полуавтоматической обработки) использовали дополнительное программное обеспечение, разработанное в лаборатории биофотоники ИПФ РАН Нижнего Новгорода.

Оценивали полученные ОКТ-изображения с использованием следующих понятий: структурность ОКТ-изображения, контраст, интенсивность сигнала в пределах слоя, высота слоя, равномерность высоты слоя, однородность слоя, граница слоев, глубина полезного сигнала.

Оперативное лечение злокачественных и некоторых доброкачественных новообразований с последующим гистологическим исследованием осуществляли в ГБУЗ НО НООД.

Для проверки возникающих гипотез использовали критерии Шапиро-Уилка и Манна-Уитни. Описание данных приведены медианами, 1-й и 3-й квартилями. При анализе взаимосвязей двух показателей использовали коэффициент корреляции Спирмена. Во всех случаях критический уровень достоверности нулевой статистической гипотезы (об отсутствии значимых различий или факторных влияний) принимали равным 0,05.

Для определения диагностической точности, чувствительности и специфичности использовали тест «слепого» распознавания, который содержал 30 тестовых заданий, включающих ОКТ-изображения в прямой и ортогональной поляризации: 11 - меланомы и 19 - меланоцитарных невусов (пограничного, внутридермального, смешанного, диспластического).

В проведении теста приняли участие 10 врачей-дерматовенерологов, не знакомых с методом ОКТ. Задача сводилась к определению принадлежности ОКТ-изображений тому или иному заболеванию (меланоме или меланоцитарным невусам) на основании сформулированных дифференциально-диагностических ОКТ-признаков.

Результаты проведенного теста определялись соотношением вариантов ответов: истинно положительных (ТР), истинно отрицательных (ТЫ), ложноположительных (БР), ложноотрицательных (ЕЫ) и рассчитывались по формулам: ТР / ТР + БЫ (чувствительность), ТЫ / ТЫ + РР (специфичность), ТЫ + ТР / ТР + ТЫ + РР + БЫ (диагностическая точность).

Результаты исследования Влияние степени пигментации интактной кожи на качественные и количественные параметры ОКТ-изображения кожи при различных

фототипах

Для решения первой задачи было получено и проанализировано 570 ОКТ-изображений здоровой кожи минимальной и максимальной пигментации в прямой и ортогональной поляризации различной анатомической принадлежности (в 19 точках, разделенных на 4 группы в соответствии с воздействием основных внешних факторов, определяющих морфофункциональные характеристики кожи данной анатомической локализации): 304 - представителей I, II фототипов; 266 - V, VI фототипов.

Установлено, что увеличение степени пигментации от 0-25 Ед при I, II фототипов до 15—99 Ед при V, VI фототипов сопровождается следующими изменениями характеристик ОКТ-изображений, полученных в прямой поляризации (рис. 1):

уменьшением высоты и увеличением интенсивности сигнала в пределах 2-го слоя;

увеличением высоты и уменьшением интенсивности сигнала в пределах 3-го слоя;

- уменьшением контраста между 2-м и 3-м слоями;

- уменьшением интенсивности сигнала в пределах 4-го слоя.

Тогда как изображения, полученные в ортогональной поляризации, отличались только высотой слоев.

Зависимость глубины полезного сигнала от степени пигментации кожи отсутствовала.

а б в г

Рис. 1. ОКТ-изображения здоровой кожи, соответствующие разгибательной поверхности бедра (а, в - прямая поляризация; б, г -ортогональная поляризация) представителей I, II (а, б) и V, VI фототипов (в, г) (1, 2, 3, 4, 5 - слои ОКТ-изображения).

Обнаруженные особенности ОКТ-изображений здоровой кожи V, VI фототипов, вероятно, обусловлены ее морфологическими отличиями (меньшая высота рогового слоя, обусловленная при наличии большего числа слоев компактностью своей структуры за счет более тесного клеточного сопряжения), обеспечивающими оптимальный теплообмен и водный баланс для поддержания нормальной жизнедеятельности организма в условиях жаркого климата, а также большей концентрацией пигмента меланина и особенностями его распределения в эпидермисе, приводящими за счет дополнительного поглощения и рассеяния к значительным изменениям интенсивности зондирующего излучения.

Выявленные отличия оказались более выраженными на участках кожи, максимально подверженных ультрафиолетовому облучению и сопровождающихся высокими показателями степени пигментации (область лица и тыльной поверхности кисти), в меньшей степени - на участках на тех участках кожи, которые минимально подвержены ультрафиолетовому облучению, действию механических факторов, воды и моющих средств (область туловища, разгибательной поверхности бедра, разгибательной поверхности плеча, предплечья, разгибательной поверхности голени, тыльной поверхности стопы) и практически отсутствовали на участках кожи, которые максимально подвержены действию механических факторов, воды и моющих средств и минимально - действию ультрафиолетового облучения и сопровождающиеся низкими показателями степени пигментации (область ладоней и подошв), что, вероятно, обусловлено морфофункциональными особенностями различных участков кожи, в разной степени подверженных воздействию тех или иных внешних факторов.

Несомненно, что выявленные закономерности влияния пигментации на количественные и качественные характеристики ОКТ-изображений должны учитываться при оценке результатов ОКТ-исследования в норме и при патологических состояниях и могут служить ключом к пониманию особенностей и закономерностей формирования ОКТ-изображений при пигментных новообразованиях при решении вопроса о возможности использования ОКТ для их прижизненной диагностики и дифференциальной диагностики.

Результаты применения оптической когерентной томографии для прижизненной диагностики и дифференциальной диагностики меланоцитарных невусов

Для решения второй задачи было обследовано 88 пациентов со 164 меланоцитарными невусами получено и проанализировано 4738 ОКТ-изображений различных меланоцитарных невусов в прямой и ортогональной поляризации (22 - пограничного, 20 - смешанного, 28 -внутридермального, 18 - диспластического).

Меланоцитарные невусы отличаются по степени вероятности трансформации в меланому, а следовательно, требуют четкой диагностики, определяющей прогноз и выбор оптимальной терапевтической тактики. Так, диспластический невус рассматривают в качестве предшественника меланомы и высокого фактора риска развития меланомы: из них развивается 36% спорадических меланом, около 70% семейных и 94% меланом у больных с синдромом диспластических невусов. Клинически диспластический невус трудно отличить от других меланоцитарных невусов и тем более от меланомы, а следовательно, это затрудняет принятие правильного тактического и терапевтического решения.

Основой дифференциальной диагностики диспластических невусов является традиционная эксцизионная биопсия, требующая при отсутствии

абсолютной уверенности в доброкачественности процесса (а такой уверенности не может быть практически никогда) удаления всего элемента, да еще и в безопасных пределах, что сопровождается значительным повреждением тканей, не оправданным в глазах пациента при окончательном диагнозе невуса, показания к удалению которого отсутствовали.

В результате проведенных исследований было установлено, что пограничный, внутридермальный и смешанный меланоцитарные невусы в отличие от диспластического характеризуются при ОКТ-исследовании индивидуальным набором характерных признаков при сохранении принципиальной слоистой структуры ОКТ-изображения с достаточно выраженным контрастом и четкими границами между слоями как в прямой, так и в ортогональной поляризации.

Так, ОКТ-изображения пограничного невуса в 88% случаев характеризовались увеличением высоты 2-го слоя по направлению от границы к центральной части образования с постепенным увеличением интенсивности сигнала в пределах 2-го и 3-го слоев и уменьшением высоты 3-го, уменьшением контраста между 3-м и 4-м слоями при светло-коричневой окраске и полным его отсутствием и прекращением визуализации 4-го слоя при темно-коричневой и черной, значительным уменьшением интенсивности сигнала в пределах 5-го слоя в центральной части невуса (рис. 2 а, д).

Характерными признаками внутридермального невуса, обнаруженными в 95% ОКТ-изображений, оказались: уменьшение высоты 2-го слоя с периодическим усилением сигнала в пределах этого слоя, уменьшение высоты 3-го слоя с аркообразным характером нижней границы, отсутствие визуализации 5-го слоя (рис. 2 б, е).

При анализе ОКТ-изображений смешанных невусов были установлены характерные признаки, обнаруженные в 92% изображений: увеличение высоты 2-го слоя по направлению от границы до центральной части невуса с постепенным уменьшением интенсивности сигнала в пределах 2-го и 3-го слоев с потерей контраста между ними, визуализация полосовидной горизонтально ориентированной полосовидной области с нечеткими границами в пределах 4-го слоя с прекращением визуализации нижней границы в центральной части изображения, уменьшение глубины полезного сигнала в центральной части изображения, уменьшение контраста между 3-м и 4-м слоями, отсутствие визуализации 5-го слоя (рис. 2 в, ж).

При этом оказалось, что специфические дерматоскопические признаки, обнаруживаемые при исследовании пограничного, внутридермального и смешанного меланоцитарных невусов (пигментная сеть, точки, глобулы, бесструктурные области), сопровождаются при сохранении основных признаков рядом специфических особенностей ОКТ-изображений, отражающих определенные морфологические особенности, обусловливающие формирование данных

дерматоскопических признаков. Так, при наличии пигментной сети ОКТ-изображения дополнительно характеризовались аркообразным характером нижней границы 3-го слоя за счет выраженной неравномерной высоты в пределах слоя, при наличии глобулярного признака - аркообразной нижней границей 3-го слоя, очерчивающей округлые области, характеризующиеся отсутствием или сигналом низкой интенсивности, при гомогенных бесструктурных областях - уменьшением высоты 2-го и 3-го слоев с четкой ровной границей между ними и уменьшением высоты 4-го слоя, при этом гиперпигментированные бесструктурные области характеризовались уменьшением глубины полезного сигнала, а гипопигментированные - увеличением.

Наиболее важным результатом проведенных исследований явилось установление принципиальных отличий ОКТ-изображений диспластического невуса, выявленных в 79% изображений и заключающихся независимо от типа дерматоскопической картины в значительном уменьшении контраста между слоями и отсутствии

визуализации 5-го слоя с исчезновением принципиальной 5-слойной структуры изображения в прямой поляризации, но с частичным ее сохранением в ортогональной, что может использоваться для прижизненной дифференциальной диагностики диспластического невуса с пограничным, внутридермальным и смешанным меланоцитарными невусами для выбора адекватной терапевтической тактики (рис. 2 г, з).

д е ж з

Рис. 2. Пограничный (а, д), внутридермальный (б, е), смешанный (в, ж) и

диспластический невусы (г, з): а, б, в, г - ОКТ-изображение в прямой поляризации; д, е, ж, з — ОКТ-изображение в ортогональной поляризации

Результаты применения оптической когерентной томографии для прижизненной диагностики и дифференциальной диагностики меланомы кожи

Для решения третьей задачи было проанализировано 1580 ОКТ-изображений, полученных при исследовании 24 меланом.

В 19 случаях имела место поверхностно-распространяющаяся форма меланомы, в 2 - ленгиго-меланома, в 2 - акральная лентигинозная форма и в 1 - узловая.

В 9 случаях (45%) меланома развивалась de novo, в 11 случаях (55%) представляла собой результат злокачественной трансформации невуса. Период от момента появления невуса до момента трансформации составлял от 3 до 15 лет.

В 16 случаях из 24 (67%) диагноз меланомы был заподозрен на основании клинических данных, что и послужило поводом для гистологического исследования. При этом необходимо отметить, что при наборе материала клинические признаки меланомы были зафиксированы при обследовании еще 3 меланоцитарных образований, однако при удалении в безопасных пределах с последующим гистологическим исследованием диагноз меланомы был отвергнут.

В 18 случаях гистологически подтвержденной опухоли имели место дерматоскопические признаки меланомы: асимметричное расположение атипичных дерматоскопических структур — пигментной сети, точек, глобул, периферических псевдоподий и лучистости, бело-голубой вуали, больших зон бесструктурных областей, полиморфных сосудов.

В процессе набора материала дерматоскопические признаки, характерные для меланомы, были обнаружены при обследовании еще 17 пигментных новообразований, при ОКТ-обследовании которых признаки меланомы отсутствовали. Обнаруженные дерматоскопические признаки послужили поводом удаления всего пигментного новообразования в безопасных пределах с широким отступом с последующим гистологическим исследованием, в результате которого диагноз меланомы был отвергнут (в 7 случаях установлен диагноз - меланоцитарный невус, в 3 - базальноклеточный рак, в 2 - плоскоклеточный рак, в 1 -дерматофиброма, в 1 - гемангиома, в 3 - себорейная кератома).

В 2 случаях (8%) поводом для подозрения на меланому и удаления и гистологического исследования образования послужили только результаты ОКТ-исследования, свидетельствующие о признаках трансформации невуса в меланому.

В 4 случаях (16,5%) диагноз меланомы был установлен только морфологически при исследовании постоперационного материала при удалении предполагаемого невуса.

Было установлено, что особенности ОКТ-изображения меланомы независимо от дерматоскопической картины определяются стадией инвазивного роста по Кларку.

Специфическими ОКТ-признаками меланомы I стадии инвазивного роста по Кларку, принципиально отличающими их от ОКТ-изображений меланоцитарных невусов, включая диспластические, зафиксированными в 95% изображений, явились: неравномерная высота и усиление сигнала в пределах 2-го слоя; неравномерное увеличение высоты и значительное неравномерное ослабление интенсивности сигнала в пределах 3-го слоя;

увеличение высоты и интенсивности сигнала в пределах 4-го слоя; увеличение суммарной высоты 2-4-го слоев с отсутствием их дифференцированной визуализации в пределах опухоли; увеличение глубины полезного сигнала. В ортогональной поляризации ОКТ-изображения меланомы I стадии инвазивного роста по Кларку характеризовались отсутствием визуализации 3-го слоя с сохранением отдельных его фрагментов в периферической части опухоли, что явилось принципиальным отличием от ОКТ-изображений диспластического невуса при наличии сходства их ОКТ-изображений в прямой поляризации (рис. 3

а,д).

Характерными ОКТ-признаками меланомы II, III, IV стадии инвазивного роста по Кларку, обнаруженными в 97% изображений, явились: усиление интенсивности сигнала в пределах 2-го слоя; ослабление интенсивности сигнала в пределах 3-5-го слоев; исчезновение контраста между слоями до отсутствия визуализации границ и дифференцированной визуализации слоев изображения; увеличение глубины полезного сигнала с максимумом в центральной части образования. В ортогональной поляризации основным отличительным признаком ОКТ-изображения меланомы II, III, IV стадии инвазивного роста по Кларку явилось резкое ослабление интенсивности сигнала в пределах 3-го слоя вплоть до полного отсутствия его визуализации рис. 3

б, в, г, е, ж, з).

д е ж з

Рис. 3. Меланома I (а, д), II (б, е), III (в, ж) и IV стадии (г, з) инвазивного роста по Кларку: а, б, в, г - ОКТ-изображение в прямой поляризации; д, е, ж, з - ОКТ-изображение в ортогональной поляризации Результаты исследования свидетельствуют о наличии принципиальных отличий ОКТ-изображения меланомы II, III, IV стадии инвазивного роста по Кларку от ОКТ-изображения невусов, заключающихся в отсутствии визуализации слоев, в том числе и в ортогональной поляризации, тогда как при диспластическом невусе в ортогональной поляризации слоистость ОКТ-изображения сохраняется.

Общим признаком ОКТ-изображений меланомы в любой стадии, особенно выраженным во II, III, IV стадиях инвазивного роста по Кларку, явилось значительное ослабление интенсивности сигнала в зоне опухоли при увеличении глубины полезного сигнала.

Сформулированные ОКТ-признаки меланомы были зафиксированы в том числе и на ОКТ-изображениях невусов в зоне начальной трансформации в меланому (рис. 4).

Результаты исследований продемонстрировали, что в силу недостаточной глубины исследования метод ОКТ не может быть использован для определения нижней границы опухоли при II, III, IV стадиях инвазивного роста.

б

Рис. 4. Лентигинозная меланоцитарная дисплазия II-III степени, очаги меланомы in situ: а - ОКТ-изображение прямой поляризации; б - ОКТ-изображение ортогональной поляризации; в - соответствующий

гистологический препарат Возможность использования ОКТ для прижизненного дифференциального диагноза меланомы и меланоцитарных невусов, включая диспластические, на основе сформулированных признаков на догистологическом этапе для выбора адекватной тактики подтверждается высокими показателями чувствительности (84,2-94,5%), специфичности (84,7-93,9%), диагностической точности (87,8-88,3%) и высокими показателями согласия специалистов (индекс каппа равен 0,6803), полученными при проведении теста «слепого» распознавания ОКТ-изображений меланомы и меланоцитарных невусов.

Результаты работы продемонстрировали способность ОКТ дифференцировать меланому и воспалительные процессы в коже, которые характеризуются ослаблением интенсивности сигнала при уменьшении контраста между слоями изображения на фоне уменьшения глубины полезного сигнала в прямой поляризации и усилением интенсивности сигнала и увеличением глубины полезного сигнала - в ортогональной.

Результаты исследований свидетельствуют, что сформулированные ОКТ-признаки меланомы могут быть использованы для дифференциальной диагностики меланомы и других злокачественных

новообразований кожи (базальноклеточный рак, плоскоклеточный рак) с явлениями пигментации, ОКТ-изображения которых характеризуются отсутствием визуализации слоев и увеличением глубины полезного сигнала, но увеличением интенсивности сигнала в проекции опухоли.

Оптимизация диагностического алгоритма при новообразованиях кожи, сопровождающихся изменением пигментации кожи, с использованием оптической когерентной томографии

Специфичность дифференциально-диагностических ОКТ-признаков меланомы, отличающиеся от таковых при меланоцитарных невусах (пограничных, внутридермальных, смешанных, диспластических) и других доброкачественных и злокачественных новообразованиях с явлениями пигментации и воспалительных процессов, а также высокие показатели диагностической точности, чувствительности и специфичности метода ОКТ при использовании для прижизненной дифференциальной диагностики меланомы и невусов позволили рекомендовать включение ОКТ в алгоритм обследования пациентов с подозрением на меланому с целью ее раннего выявления.

Оптимизированный алгоритм в включает в себя (рис. 4):

I этап клиническое обследование: опрос, осмотр

II этап инструментальные методы обследования: дерматоскопическое и

ОКТ-исследование

III этап установление диагноза на основании результатов I, II этапов

обследования, принятие решения о терапевтической тактике и при необходимости оперативного вмешательства — о его объеме с последующим гистологическим исследованием Комбинация клинических, дерматоскопических и ОКТ-признаков, комбинация дерматоскопических и ОКТ-признаков, только ОКТ-признаков меланоцитарных невусов и доброкачественных немеланоцитарных пигментных новообразований являются показаниями для динамического наблюдения с регулярным дерматоскопическим и ОКТ-исследованием с целью выявления ранних признаков трансформации или при наличии показаний (место локализации хронической травматизации, доставляет дискомфорт для пациента) удаления новообразования методом лазеротерапии, электротерапии или хирургического иссечения в пределах здоровых тканей с последующим гистологическим исследованием.

При обнаружении ОКТ-признаков диспластического невуса новообразование подвергается иссечению с безопасным отступом от края с последующим гистологическим исследованием.

Показанием для удаления с отступом более 2 см от края с последующим гистологическим исследованием подозрительного на меланому меланоцитарного новообразования является комбинация клинических, дерматоскопических и ОКТ-признаков меланомы, при отсутствии клинических признаков меланомы - комбинация

дерматоскопических и ОКТ-признаков, при отсутствии и дерматоскопических признаков - ОКТ-признаки меланомы даже на отдельных участках новообразования.

Комбинация клинических, дерматоскопических и ОКТ-признаков, комбинация дерматоскопических и ОКТ-признаков, или только ОКТ-признаков злокачественных немеланоцитарные новообразования кожи с явлениями пигментации подвергается обязательному хирургическому иссечению с соответствующим отступом от края предполагаемой опухоли с последующей гистологической верификацией диагноза.

.. И ЭТАП . М НСТрУШШТАЛ ЬНЫ Е М ЕТОД Ы

ДКРМ АТОСШШ1ЧЕСК0Е ОКСЛЕДОВА Н ИI

*

РАТТЕЙМ АМА1У515

МЕЛАНОЦИТАРНОЕ НЕМЕЛ АНОЦИГЛР1ЮЕ

IЮВООБРАЗОВА1ШЕ НОВООБРАЗОВАНИЕ

+

АВСР АЛГОРИТМ ..................................

ОКТ-)

ПРЯМАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ

ОРТОГОНАЛЬНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ

сигнала увеличение гпс

нормальная слоистая структура окт-июбраження

сохгтг.пл

уменьшение

нормальная слоистая структура о/сг-нзображення искажена пли отсугстнует уменьшение интенсивности сигнала увеличение

нормальная слоистая структура окт-нзображення сохранен I

нормальная слоистая структура окт-июбраження

отсуплъует уменьшение интенсивности

нормальная слоистая структура окт-июбраження сохранен I

нормальная

нормальная слоистая структура окт-нзовржения сохранена увеличение интенсивности сигнала увеличение гпс

структура окт-нзображення искажен а или

она тепла

нормальная слоистая структура окт-нзображения сохранена

нормальная слопст.ая структура окт-нзображения иск ажена №ш

оттегкунг

увеличение интенсивности сигнала увеличение гпс

нормальная слопст.ая струк1ура окг-нюер'окения искажена нлп

от о кгаш

ф ф ф

МЕЛАНОЦИТАРНЫЕ НОВООБРАЗОВАНИЯ

НЕМЕЛАНОЦИТАРНЫЕ НОВООБРАЗОВАНИЯ

/ /

ДОБРОКАЧЕСТВЕННЫЕ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫЕ

• динамическое наблюдение • удаление новообразования (лазеротерапия, электротерапия, иссечение в пределах

здоровых тканей с последующим гистологическим исследованием)

удаление новообразования (иссечение с безопасным отступом с последующим гистологическим исследованием)

удаление новообразования

(иссечение с соответствующим более 2 см отступом с последующим гистологическим исследованием)

• динамическое наблюдение • удаление новообразования (лазеротерапия, электротерапия, иссечение в пределах здоровых тканей с последующим гистологическим исследованием)

удаление новообразования

(иссечение с соответствующим

отступом с последующим гистологическим исследованием)

Рис. 4. Алгоритм обследования пациентов с подозрением на меланому

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Высокая степень пигментации кожи сопровождается количественными и качественными особенностями ОКТ-изображений, что должно учитываться при оценке ОКТ-изображений в норме и при патологии.

Пограничный, внутридермальный, смешанный и диспластический меланоцитарные невусы характеризуются при ОКТ-исследовании индивидуальным набором характерных признаков, что может использоваться для прижизненной дифференциальной диагностики невусов с различной степенью риска трансформации в меланому для выбора адекватной терапевтической тактики.

ОКТ-изображения меланомы определяются стадией инвазивного роста по Кларку и характеризуются специфическими признаками, принципиально отличающих их от ОКТ-изображений меланоцитарных невусов (пограничных, внутридермальных, смешанных, диспластических), других доброкачественных и злокачественных новообразований кожи с явлениями пигментации и воспалительных состояний, что может быть использовано для прижизненной дифференциальной диагностики, определения оптимальной терапевтической тактики и объема оперативного вмешательства и наведения биопсии.

Введение ОКТ в алгоритм обследования пациентов с новообразованиями, подозрительными на меланому: обнаружение ОКТ-признаков меланомы даже на ограниченном участке новообразования и при отсутствии клинических и дерматоскопических симптомов должно рассматриваться как показание для удаления новообразования в безопасных пределах с максимальным отступом от рая новообразования с обязательным гистологическим исследованием.

ОКТ-исследование пигментных новообразований, подозрительных на меланому, для увеличения его информативности должно проводиться согласно разработанной методике вдоль двух перпендикулярных осей, последовательно передвигая зонд с перекрытием предыдущего положения зонда на одну треть, начиная с клинически здоровой кожи и границы элемента, при неоднородной пигментации и по дополнительным осям с получением 2-4 непрерывных ОКТ-изображений и эквивалентного участка здоровой кожи противоположной стороны.

ВЫВОДЫ

1. Высокая степень пигментации кожи при V, VI фототипах сопровождается количественными и качественными особенностями ОКТ-изображений, выражающимися при использовании прямой поляризации в меньшей высоте и большой интенсивности сигнала в пределах 2-го слоя, большой высоте и меньшей интенсивности

сигнала в пределах 3-го слоя, меньшей суммарной высоте 2-го и 3-го слоев, менее выраженном контрасте между 2-м и 3-м слоями, менее выраженной интенсивности сигнала в пределах 4-го слоя, а в ортогональной поляризации - только в различии высоты слоев, наиболее выраженном на участках кожи, максимально подверженных ультрафиолетовому облучению и

сопровождающихся высокими показателями степени пигментации (область лица и тыльной поверхности кисти), в меньшей степени -на участках кожи, которые минимально подвержены ультрафиолетовому облучению, действию механических факторов, воды и моющих средств (область туловища, разгибательной поверхности бедра, разгибательной поверхности плеча, предплечья, . разгибательной поверхности голени, тыльной поверхности стопы) с отсутствием на участках кожи, которые максимально подвержены действию механических факторов, воды и моющих средств и минимально — действию ультрафиолетового облучения и сопровождающиеся низкими показателями степени пигментации (область ладоней и подошв), что, вероятно, обусловлено морфофункциональными особенностями кожи разной анатомической принадлежности и степени пигментации и должно учитываться при оценке ОКТ-изображений в норме и при патологических состояниях.

2. Пограничный, внутридермальный и смешанный меланоцитарные

невусы характеризуются при ОКТ-исследовании индивидуальным набором характерных признаков при сохранении принципиальной слоистой структуры ОКТ-изображения с достаточно выраженным контрастом и четкими границами между слоями как в прямой, так и в ортогональной поляризации в отличие от диспластического, который характеризуется значительном уменьшении контраста между 2^-м слоями и отсутствием визуализации 5-го слоя с исчезновением принципиальной 5-слойной структуры изображения в прямой поляризации, но с частичным ее сохранением в ортогональной, что может использоваться для прижизненной дифференциальной диагностики невусов с различной степенью риска трансформации в меланому для выбора адекватной терапевтической тактики.

3. ОКТ-изображения меланомы определяются стадией инвазивного

роста по Кларку и характеризуются специфическими признаками: при I стадии — неравномерное увеличение высоты и ослабление интенсивности сигнала в пределах 3-го слоя на ОКТ-изображениях, полученных в прямой поляризации, и отсутствие визуализации 3-го слоя с сохранением отдельных его фрагментов в периферической части опухоли - на ОКТ-изображениях в ортогональной поляризации, при И, III и IV стадии - отсутствие визуализации слоистой структуры ОКТ-изображений, полученных и в прямой, и в

ортогональной поляризации; общим признаком для всех меланом явилось увеличение глубины полезного сигнала в зоне опухоли на ОКТ-изображениях, полученных в прямой поляризации, однако без усиления интенсивности сигнала, принципиально отличающих их от ОКТ-изображений меланоцитарных невусов (пограничных, внутридермальных, смешанных, диспластических), других доброкачественных и злокачественных новообразований кожи с явлениями пигментации и воспалительных состояний.

4. Метод ОКТ при использовании для прижизненной

дифференциальной диагностики меланоцитарных невусов, включая диспластический, и меланомы характеризуется высокими показателями чувствительности (84,2-94,5%), специфичности (84,7-93,9%), диагностической точности (87,8-88,3%) и высокими показателями согласия специалистов (индекс каппа равен 0,6803), полученными при проведении теста «слепого» распознавания ОКТ-изображений меланомы и меланоцитарных невусов.

5. Введение ОКТ в алгоритм обследования пациентов с

новообразованиями, подозрительными на меланому, улучшает раннюю диагностику меланомы и меланоцитарных невусов с высоким риском трансформации в меланому и позволяет избежать тактических и терапевтических ошибок: обнаружение ОКТ-признаков меланомы даже на ограниченном участке новообразования и при отсутствии клинических и дерматоскопических симптомов должно рассматриваться как показание для удаления новообразования в безопасных пределах с максимальным отступом от края новообразования с обязательным гистологическим исследованием.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Петрова Г.А., Шливко И.Л., Эллинский Д.О., Чекалкина O.E., М.С. Фирсова, К.С. Петрова, М.В. Зорькина, В.А. Каменский, Е.В. Донченко, Е.А. Карпунина Влияние морфологических особенностей кожи, связанных с анатомической принадлежностью, физиологических и функциональных факторов на параметры ОКТ-изображения здоровой кожи; возможности ОКТ в предварительной диагностике индивидуального морфофункционального состояния кожи // XI Всероссийский съезд дерматовенерологов и косметологов: Тезисы докладов. - Екатеринбург, 912 ноября 2010. - С. 62-63.

2. Чекалкина O.E. Влияние пигментации на параметры ОКТ-изображения здоровой кожи // IX юбилейная научная сессия «Современное решение актуальных научных проблем в медицине»: Тезисы докладов. - Н. Новгород, 18 марта2010.-С. 194-197.

3. Петрова Г.А., Чекалкина O.E., И.Л. Шливко, М.С. Фирсова, Д.О. Эллинский, К.С. Петрова, П.Д. Агрба Качественные и количественные

характеристики ОКТ-изображений здоровой кожи различных фототипов / // III Евразийский конгресс по медицинской физике и инженерии «Медицинская физика - 2010»: Тезисы докладов. - М., 21-25 июня 2010. -

C. 456-458.

4. Петрова Г.А., Чекалкина O.E., И.Л. Шливко, П.Д. Агрба, К.С. Петрова, М.С. Фирсова, Д.О. Эллинский Оптическая когерентная томография: зависимость параметров изображения от степени пигментации кожи // Медицинский Альманах. - 2010. - № 2. - С. 310— 313.

5. Петрова Г.А., Чекалкина O.E. Ранняя неинвазивная диагностика меланомы кожи // X научная сессия молодых ученых и студентов «Современное решение актуальных научных проблем в медицине»: Тезисы докладов. - Н. Новгород, март 2011. - С. 61.

6. Шливко И.Л., Петрова Г.А., Гаранина O.E., М.С. Незнахина, Д.О. Эллинский, A.C. Максимова Влияние локальной кортикостероидной терапии и такролимуса на морфофункциональные показатели кожи различных фототипов // Вестник дерматологии и венерологии. - 2012. — №6.-С. 75-82.

7. Петрова Г.А., Шливко И.Л., Гаранина O.E., М.С. Незнахина, Д.О. Эллинский, К.С. Петрова, М.В. Зорькина, В.А. Каменский, П.Д. Агрба Морфо-функциональные особенности здоровой кожи различной анатомической принадлежности и фототипов // Российский журнал кожных и венерических болезней. - 2012. - № 4. - С. 57-62.

8. Шливко И.Л., Петрова Г.А., Гаранина O.E., М.С. Незнахина, Д.О. Эллинский, A.C. Максимова Оптимизация наружной противовоспалительной терапии с использованием прижизненного мониторинга морфофункционального состояния кожи различных фототипов // XII Всероссийский съезд дерматовенерологов и косметологов: Тезисы докладов. — М., 26-29 июня 2012. — С. 71.

9. Шливко И.Л., Гаранина O.E., Максимова A.C. Дерматоскопия в повседневной практике врача - эффективный способ уменьшения ошибок в диагностике новообразований кожи // VI Международный форум дерматовенерологов и косметологов. - М., 20-22 марта 2013. - С. 90.

10. Гаранина O.E., Петрова Г.А., И.Л. Шливко, М.С. Незнахина, Д.О. Эллинский, A.C. Максимова, М.В. Зорькина, К.С. Петрова Оптическая когерентная томография: влияние меланина на параметры изображения кожи, возможности в прижизненной диагностике меланомы // VI Международный форум дерматовенерологов и косметологов. — М., 20-22 марта2013.-С. 87.

11. Petrova G.A., Chekalkina O.E., I.L. Shlivko, M.S. Firsova, K.S. Petrova,

D.O. Ellinsky, E.N. Derpaluk Optical coherence tomography (OCT) in determination of early skin melanoma / // 8th EADV Spring Symposium: Abstracts. - Carlsbad, 14-17 April 2011. - P. 062.

 
 

Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Гаранина, Оксана Евгеньевна

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НИЖЕГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

04201364895

На правах рукописи

ГАРАНИНА Оксана Евгеньевна

УДК: 616.5-006.81-079.4:681.784.84(021)

ОПТИЧЕСКАЯ КОГЕРЕНТНАЯ ТОМОГРАФИЯ: ВЛИЯНИЕ МЕЛАНИНА НА ПАРАМЕТРЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ КОЖИ, ВОЗМОЖНОСТИ В ПРИЖИЗНЕННОЙ ДИАГНОСТИКЕ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКЕ МЕЛАНОЦИТАРНЫХ

НЕВУСОВ И МЕЛАНОМЫ

14.01.10 - кожные и венерические болезни

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор

ПЕТРОВА Галина Алексеевна

Нижний Новгород - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ................................................................................................4

ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................................................5

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ДИАГНОСТИКИ МЕЛАНОМЫ КОЖИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)......................................................................................................14

1.1. Клинические методы..........................................................................15

1.2. Гистологическое исследование................................................18

1.3. Современные методы неинвазивной диагностики меланоцитарных невусов и меланомы..........................................21

1.3.1. Дерматоскопия............................................................................21

1.3.2. Инфракрасная термография............................................26

1.3.3. Конфокальная сканирующая лазерная микроскопия................................................................................................27

1.3.4. Лазерная доплеровская перфузионная визуализация................................................................................................30

1.3.5. Ультразвук......................................................................................30

1.3.6 Электрическая биоимпедансметрия................32

1.3.7. Магнитно-резонансная томография........................33

1.3.8. Позитронно-эмиссионная томография..................35

1.3.9. Оптическая когерентная томография....................35

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ....................................................................39

2.1. Объект исследования..........................................................................39

2.2. Методы исследования........................................................................44

2.2.1. Клиническое обследование..............................................44

2.2.2. Определение фототипа и мексаметрия..................44

2.2.3. Дерматоскопическое обследование........................45

2.2.4. ОКТ-обследование..................................................................46

2.2.5. Гистологическое исследование....................................54

2.2.6. Формирование индивидуальных

директорий......................................................................................................56

2.3. Методы статистической обработки результатов 56

2.4. Методика установления информативности и эффективности метода оптической когерентной томографии в диагностике меланомы кожи..............................58

Глава 3. ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ ПИГМЕНТАЦИИ ИНТАКТНОЙ КОЖИ НА КАЧЕСТВЕННЫЕ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ ОКТ-ИЗОБРАЖЕНИЯ КОЖИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ

ФОТОТИПАХ......................................................................................................61

Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ КОГЕРЕНТНОЙ ТОМОГРАФИИ ДЛЯ

ПРИЖИЗНЕННОЙ ДИАГНОСТИКИ и

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ

МЕЛАНОЦИТАРНЫХ НЕВУ СОВ..................................................72

Глава 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ КОГЕРЕНТНОЙ ТОМОГРАФИИ ДЛЯ

ПРИЖИЗНЕННОЙ ДИАГНОСТИКИ И

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ДИАГНОСТИКИ

МЕЛАНОМЫ КОЖИ....................................................................................92

Глава 6. ОПТИМИЗАЦИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО

АЛГОРИТМА ПРИ НОВООБРАЗОВАНИЯХ КОЖИ, СОПРОВОЖДАЮЩИХСЯ ИЗМЕНЕНИЕМ

ПИГМЕНТАЦИИ КОЖИ, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ОПТИЧЕСКОЙ КОГЕРЕНТНОЙ ТОМОГРАФИИ..........114

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..............................................................................................................................135

ВЫВОДЫ..........................................................................................................................................157

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ..................................................................160

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....................................................................................................162

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ОКТ Оптическая когерентная томография

ГБОУ ВПО «НижГМА» Государственное бюджетное образовательное

Минздрава России

КЛСМ

УЗИ МРТ ПЧОКТ

ГБУЗ НО НООД

ВОК

ИПФ РАН ГПС

учреждение высшего профессионального образования «Нижегородская

государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия

Ультразвуковое исследование Магнитно-резонансная томография Поляризационно-чувствительная модификация оптической когерентной томографии

Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Нижегородской области «Нижегородский областной онкологический диспансер»

Визуализатор-топограф оптико-когерентный Институт прикладной физики Российской Академии наук Глубина полезного сигнала

ВВЕДЕНИЕ

Проблема ранней диагностики и дифференциальной диагностики меланомы кожи, наиболее злокачественной и агрессивной опухоли, выступающей в качестве главной причины смерти больных в дерматоонкологии, является весьма актуальной.

Заболеваемость меланомой кожи по данным разных авторов составляет 3 - 5% от заболеваемости другими первичными злокачественными опухолями [10,136,162].

За последние 10 лет (2001 - 2011 гг.) заболеваемость меланомой увеличилась с 31,1 до 48,7 на 100000 населения [36]. Среднегодовой темп прироста заболеваемости меланомой в Российской Федерации за последние годы составил 3,9% [14].

Причиной высокой летальности при меланоме (13,1%) является несвоевременная диагностика процесса с развитием инвазивных форм (42,9% и 16,8% меланом диагностируется уже во II и III стадии инвазивного роста по Кларку соответственно с высокой вероятностью метастазирования) и ошибки в диагностике, приводящие к неадекватному вмешательству (удаление или биопсия в неадекватных пределах при ошибочной диагностике других новообразований и невусов, подчас даже без проведения постоперационного гистологического исследования) способствующему быстрому прогрессированию и развитию метастазов [13,32].

На протяжении многих лет основой диагностики меланомы оставались клинические методы, позволяющие заподозрить меланому на основании сформулированных в результате многолетнего клинического опыта критериев (асимметрия цвета и границ новообразования, быстрый периферический и экзофитный рост) и на этом основании подтвердить или исключить диагноз меланомы методом традиционной эксцизионной

биопсии, являющимся «золотым стандартом» диагностики меланомы [9]. При этом хорошо известно, что травма, наносимая при заборе биоптата, является одной из основных причин раннего метастазирования опухоли. Необходимость гистологического исследования при подозрении на меланому требует радикального удаления всего подозрительного элемента с отступлением 2 см, что является совершенно неоправданным в глазах пациента при окончательном диагнозе невуса или другого доброкачественного процесса. Опасаясь последствий неоправданной биопсии врач нередко откладывает ее проведение, даже при наличии клинических подозрений, что и приводит к запоздалой диагностике этого смертельно опасного заболевания. Только 28,4% меланом диагностируется в I стадии, при которой возможно радикальное лечение с выживаемостью больных, приближающейся к 100% [36]. При этом необходимо учесть возможность развития меланомы на фоне предшествующего невуса (вероятность трансформации при разных типах невуса составила 15%) и значительное клиническое сходство между меланомой и невусом, что является еще одной причиной многочисленных диагностических ошибок и несвоевременности гистологического исследования [13].

В последнее время появились данные, свидетельствующие об улучшении качества диагностики меланомы. Проводятся массовые профилактические обследования, что привело к увеличению доли больных с активно выявленной меланомой с 9,3 до 14,9%. На 7,7% за последние 10 лет увеличилась доля больных, выявленных на I и II стадиях развития опухоли, гарантирующих хороший эффект хирургического лечения [14, 32,36].

Вероятно, это связано с широким внедрением дерматоскопии и развитием других новых неинвазивных методов исследования (спектроскопические методы, ультрасонография, конфокальная микроскопия и др.), способных улучшить качество диагностики меланомы. Однако каждый из перечисленных методов имеет свои достоинства, но при

этом и определенные ограничения и недостатки [41, 45, 68, 81, 90, 107, 111, 122, 124, 129, 131, 164, 166, 180, 212, 219, 223, 228, 246, 253, 263]. Так метод дерматоскопии при достаточно высокой информативности и простоте использования характеризуется невысокими показателями чувствительности и субъективностью результатов, во многом определяющихся опытом исследователя и качеством оборудования [50, 202]. Метод ультрасонографии в современной модификации в силу технических особенностей, недостаточного разрешения и контрастности изображений не позволяет надежно дифференцировать кожные образования воспалительной и опухолевой природы и злокачественные образования от доброкачественных [149]. Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия при высокой разрешающей способности обеспечивает лишь небольшую глубину исследования и предоставляя информацию о состоянии горизонтального среза ткани на определенном уровне не обеспечивает представления об архитектонике ткани в целом [64]. Магнитно-резонансная томография характеризуется недостаточным для исследования кожи разрешением и требует громоздкого дорогостоящего оборудования [92]. Различные варианты спектроскопии находятся в стадии разработки, предоставляют опосредованные результаты, требующие для оценки сложных расчетов и специального програмного обеспечения [97,195].

Оптическая когерентная томография - так называемая «оптическая биопсия», один из современных методов прижизненной визуализации биотканей, позволяет получать информацию о морфологическом состоянии кожи в реальном времени на глубину до 1,5 мм с разрешением, близком к клеточному (от 20 до 25 мкм) [5, 6, 8, 44, 62, 85, 181, 269]. Проведенные исследования свидетельствуют о высокой диагностической точности метода при некоторых заболеваниях кожи, в том числе и при базально-клеточном раке [12, 18]. Возможность использования ОКТ для диагностики меланомы практически не изучалась. Имеются единичные

сообщения об использовании традиционной ОКТ с длиной волны зондирующего излучения 1300 нм для исследования меланомы и меланоцитарных невусов [238]. Результаты предварительных исследований свидетельствуют о том, что ОКТ-изображения меланомы включают признаки характерные для других злокачественных опухолей эпителиального происхождения, а именно исчезновение слоистой структуры изображения с отсутствием визуализации слоев, с другой стороны отсутствуют работы по исследованию влияния пигментации на параметры ОКТ-изображения кожи в норме и при патологии, что и явилось одной из основных задач настоящего исследования [77, 138].

Цель научного исследования:

Оценить влияние различной степени пигментации на качественные и количественные параметры ОКТ-изображений кожи для определения возможностей и места ОКТ в прижизненной диагностике и дифференциальной диагностике меланоцитарных невусов и меланомы.

Задачи научного исследования:

1. Оценить влияние различной степени пигментации на качественные и количественные параметры ОКТ-изображений здоровой кожи I, II и V, VI фототипов, полученных в прямой и ортогональной поляризации;

2. Получить ОКТ-изображения в прямой и ортогональной поляризации и сформулировать дифференциально-диагностические признаки различных меланоцитарных невусов (пограничного, внутридермального, смешанного, диспластического);

3. Получить ОКТ-изображения в прямой и ортогональной поляризации и сформулировать дифференциально-диагностические признаки меланомы;

4. Провести сравнительное исследование эффективности

использования ОКТ в прямых открытых и «слепых» испытаниях в прижизненной диагностике меланомы и меланоцитарных невусов; 5. На основании полученных результатов оптимизировать алгоритм диагностического обследования с целью улучшения ранней диагностики новообразований подозрительных на меланому с применением ОКТ.

Научная новизна исследования

Впервые проведена оценка влияния различной степени пигментации на качественные и количественные параметры ОКТ-изображений здоровой кожи I, II и V, VI фототипов.

Впервые сформулированы дифференциально-диагностические признаки различных меланоцитарных невусов и меланомы.

Впервые статистически доказана высокая диагностическая точность метода ОКТ в прижизненной диагностике и дифференциальной диагностике меланомы кожи.

Впервые на основании полученных результатов оптимизирован алгоритм диагностического обследования пациентов с целью улучшения ранней диагностики новообразований подозрительных на меланому с применением ОКТ.

Практическая значимость работы

Сформулированы оптические особенности здоровой кожи различных фототипов и локализаций. Установлено, что ОКТ-изображения здоровой кожи с высокой степенью пигментации характеризуются определенными особенностями (меньшей высотой и большой интенсивностью сигнала в пределах 2 слоя, большей высотой и меньшей интенсивностью сигнала в пределах 3 слоя, меньшей суммарной высотой 2 и 3 слоев, меньшим контрастом между 2 и 3 слоями, меньшей интенсивностью сигнала в пределах 4 слоя), что необходимо учитывать при оценке изображений в

процессе практической реализации метода.

Сформулированы дифференциально-диагностические признаки различных меланоцитарных невусов и меланомы, что делает возможным использование метода в их прижизненной дифференциальной диагностики для выбора адекватной тактики ведения и объема оперативного вмешательства.

Оптимизирован алгоритм диагностического обследования пациентов с новообразованиями, подозрительными на меланому с использованием ОКТ с целью улучшения ранней диагностики меланомы.

Внедрение в практику

Алгоритм диагностического обследования пациентов с новообразованиями, подозрительными на меланому с использованием ОКТ внедрен в практику диагностического обследования пациентов ГУЗ «Нижегородский областной онкологический диспансер».

Результаты исследования используются в педагогическом процессе на кафедре кожных и венерических болезней ГБОУ ВПО «НижГМА» Минздрава России и Институте последипломного образования ГБОУ ВПО «НижГМА» Минздрава России.

Личный вклад

Личный вклад соискателя состоит в том, что автором под руководством разработаны научная стратегия и методология, проведен обзор современной отечественной и зарубежной литературы по изучаемой проблеме, обоснованы цель и задачи, сформулированы основные положения диссертации, составляющие ее новизну и практическую значимость, выполнен основной объем исследований, проведен анализ полученных данных, написаны статьи, настоящая диссертация и представлены основные результаты на научных конференциях

регионального, общероссийского и международного уровня. Диссертанту принадлежит идея разработки алгоритма обследования пациентов с подозрением на меланому.

Апробация работы

Материалы доложены и обсуждены на XXVII Научно-практической конференции с международным участием Рахмановские чтения «Дермадромы» (г. Москва, 2010), XI Международном медицинском форуме «Современные медицинские технологии на службе охраны здоровья россиян» (г. Нижний Новгород, 2010), III Евразийском конгрессе по медицинской физике и инженерии «Медицинская физика - 2010» (г. Москва, 2010), IX Юбилейной научной сессии «Своевременное решение актуальных научных проблем в медицине» (г. Нижний Новгород, 2010), X Научной сессии молодых ученых и студентов «Своевременное решение актуальных научных проблем в медицине» (г. Нижний Новгород, 2011), VIII EADV Spring Symposium (Карловы Вары, Чехия, 2011), XII Всероссийском съезде дерматовенерологов и косметологов (г. Москва, 2012) (2 доклада), VI Международном форуме дерматовенерологов и косметологов (г. Москва, 2013), на совместном заседании кафедр кожных и венерических и болезней, онкологии и патологической анатомии НижГМА от 27 мая 2013г.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 3 -в изданиях, рекомендованных ВАК, в зарубежных изданиях - 1.

Объем и структура работы

Диссертация изложена на 192 страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц и 38 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, главы, описывающей материалы и методы исследований,

четырех глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы, включающего 37 отечественных и 243 иностранных источников.

Положения диссертации, выносимые на защиту

1. ОКТ-изображения здоровой кожи высокой степени пигментации (V, VI фототипа) характеризуются особенностями, выражающимися в меньшей высоте и большой интенсивности сигнала в пределах 2 слоя, большой высоте и меньшей интенсивности сигнала в пределах 3 слоя, меньшей суммарной выс