CC BY
21
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
УДК: 618.146-01873-073.756.8 Код специальности ВАК: 14.01.01
КЛАССИФИКАЦИЯ ОПТИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ШЕЙКИ МАТКИ ПРИ ОБСЛЕДОВАНИИ ПАЦИЕНТОК МЕТОДОМ ОПТИЧЕСКОЙ КОГЕРЕНТНОЙ ТОМОГРАФИИ
И.А. Кузнецова1- 2, Л.В. Боровкова2, Т.С. Качалина2, Г.О. Гречканев2, А.Н. Зиновьев2, М.С. Зиновьева2, Т.М. Мотовилова2, О.В. Качалина2,
1ГБУЗ НО «Нижегородская областная клиническая больница им. Н.А. Семашко, 2ФГБОУ ВО «Нижегородская государственная медицинская академия»
Дата поступления 17.07.2017
Кузнецова Ирина Александровна - e-maii: [email protected]
Оптическая когерентная томография (ОКТ) - это метод получения прижизненного изображения внутренней структуры биологических тканей. Проведено сопоставление ОКТ-изображений и результатов параллельного морфологического исследования биоптатов экзоцервикса. На основании ретроспективного анализа были выделены основные варианты доброкачественных и злокачественных типов ОКТ-изображений слизистой оболочки шейки матки. Впервые разработана универсальная классификация ОКТ-изображений шейки матки. Использование классификации значительно расширяет возможности для использования ОКТ в реальной клинической практике.
Ключевые слова: шейка матки, оптическая когерентная томография, классификация.
Optical coherence tomography (OCT) is a method of obtaining a lifetime imaging of the internal structure of biological tissues. A comparison of OCT images and results of a parallel morphological study of exocervix biopsy specimens was made. Based on a retrospective analysis, the main variants of benign and malignant types of OCT images of the mucous membrane of the cervix were identified. For the first time, a universal classification of OCT images of the cervix was developed. The use of classification significantly expands the possibilities for using OCT in real clinical practice.
Key words: cervix, optical coherent tomography, classification.
Масштабность распространения ВПЧ-инфекции (вирус папилломы человека), рост заболеваемости злокачественной патологии шейки матки обуславливают проведение активных научных исследований по разработке и внедрению в клиническую практику новых диагностических технологий [1, 2, 3]. С 1997 проводятся активные научные исследования по изучению возможностей метода оптической когерентной томографии (ОКТ) в диагностике заболеваний шейки матки [4]. ОКТ - это метод получения прижизненного изображения внутренней структуры биологических тканей на глубину 1-2 мм с разрешением 10-15 мкм [5, 6]. Проведенные исследования доказали, что метод обладает высокой эффективностью для диагностики заболеваний шейки матки: чувствительность метода в распознавании малигниза-ции шейки матки составляет 82%, специфичность - 78%, диагностическая точность - 81% [7].
По мере накопления опыта в распознавании оптических изображений было установлено, что каждое морфологическое состояние слизистой оболочки шейки матки имеет множество вариантов визуализации, что значительно затрудняет распознавание оптических образов и осложняет обучение специалистов. Стало очевидно, что для успешного внедрения ОКТ в реальную клиническую практику необходимо систематизировать все многообразие оптических изображений слизистой оболочки шейки матки и разработать классификацию ОКТ-изображений.
Цель исследования: разработать универсальную классификацию прижизненных оптических изображений слизистой оболочки шейки матки.
Материал и методы
Проведен ретроспективный анализ 500 томограмм и 147 цифровых изображений гистологических препаратов слизистой оболочки шейки матки 75 пациенток, принимав-
ших участие в предыдущих исследованиях при всех морфологических состояниях шейки матки. Структура морфологических состояний шейки матки представлена в таблице 1.
Для получения оптических изображений был использован компактный переносной оптический томограф, разработанный в Институте прикладной физики РАН (г. Н. Новгород). Прижизненную биопсию исследованных участков шейки матки производили биопсийными щипцами под кольпо-скопическим контролем сразу после ОКТ-сканирования.
Гистологические срезы толщиной 5-7 мкм получали на микротоме Leica SM2000R и окрашивали гематоксилином и эозином. Препараты просматривали с помощью бинокулярных микроскопов Leica IRB, Leica DMLS. Цифровые изображения гистологических препаратов получали с помощью цифровой видеокамеры.
Результаты исследования
Учитывая данные морфологического исследования, все оптические образы (500 томограмм) были разделены на две основные группы: доброкачественные и злокачественные.
При анализе 323 оптических изображений, соответствующих доброкачественным морфологическим состояниям, было выделено несколько вариантов визуализации. На рисунке 1 представлены три основных варианта оптических образов при доброкачественных состояниях слизистой оболочки шейки матки: доброкачественное структурное слоистое изображение (рис. 1а), доброкачественное структурное неслоистое изображение (рис. 1б), доброкачественное бесструктурное изображение (рис. 1в).
На основании томо-гистологических сопоставлений установлено, что слизистая оболочка шейки матки имеет доброкачественное структурное слоистое изображение (рис. 1а) в норме, при зрелой метаплазии, при воспалительных изменениях слизистой без эрозирования, ЦИН
IVA
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
(цервикальная интраэпителиальная неоплазия) I степени. Неслоистые доброкачественные структурные изображения (рис. 1б) слизистая оболочка шейки матки имеет на этапе незрелой метаплазии с формированием элементов регенерации, при эктопии шейки матки, при воспалительных изменениях бактериальной природы.
Покровная ткань экзоцервикса визуализируется в виде бесструктурного доброкачественного оптического изображения (рис.1в) при незрелой плоскоклеточной метаплазии, при экзоцервиците.
При анализе оптической визуализации злокачественных состояний слизистой оболочки шейки матки выделены два основных варианта изображений (рис. 2).
Злокачественный структурный вариант визуализации (рис. 2а) покровная ткань экзоцервикса имеет при ЦИН II-III степени, при микроинвазивном РШМ (рак шейки матки), при ВПЧ, гиперкератозе.
Слизистая экзоцервикса имеет злокачественные бесструктурные изображения (рис. 2б) при ЦИН II-III степени, при микроинвазивном и инвазивный РШМ.
По результатам исследования проведен комплексный анализ частоты встречаемости различных типов ОКТ-изображений при исследованных состояниях слизистой оболочки шейки матки (таблица 2).
При анализе данных таблицы установлено, что злокачественные типы томограмм при доброкачественной патологии (т. е. ложно-положительные заключения) определяются при гиперкератозе и ЦИН I степени (18-20%).
Однако гиперкератоз и воспалительные изменения экзоцервикса имеют специфические картины при кольпоскопи-ческом исследовании. В связи с этим для максимально объективной оценки шейки матки необходимо учитывать данные кольпоскопии и ОКТ.
При нарастании тяжести неопластических изменений сквамозного эпителия шейки матки значительно увеличивается частота встречаемости злокачественных типов ОКТ-изображений. Однако, в 17% при ЦИН II-III ст. возможны доброкачественные варианты визуализации.
На основании комплексного анализа анатомо-гистоло-гических сопоставлений была разработана универсальная
A Б •
' ...... ¡ша
РИС. 1. Доброкачественные оптические изображения слизистой оболочки шейки матки: а - доброкачественное структурное слоистое изображение, б - доброкачественное структурное неслоистое изображение, в - доброкачественное бесструктурное изображение.
ТАБЛИЦА 1.
Структура морфологических состояний шейки матки, 500 томограмм
Б
>. ...... т
РИС. 2.
Злокачественные оптические изображения слизистой оболочки шейки матки:
а - структурное злокачественное изображение, б - бесструктурное злокачественное изображение.
Доброкачественные состояния, 323 томограммы Злокачественные состояния, 177 томограмм
Норма Метаплазия Воспаление Лейкоплакия CIN I-II CIN II-III PШМ
45 111 61 43 63 83 94
ТАБЛИЦА 2.
Комплексный анализ частоты встречаемости различных типов ОКТ-изображений при исследованных состояниях слизистой оболочки шейки матки
Морфологические состояния слизистой оболочки шейки матки Типы оптических изображений слизистой оболочки
Доброкач. структур. слоистое Доброкач. структурное неслоистое Доброкач. бесструкт. Злокач. структур. Злокач. бесструктур.
Норма 100% - - - -
Эктопия - 64% 36% - -
Незрелая метаплазия - - 63% - 12%
Зрелая метаплазия 84% - - - -
Экзоцер-ит (бакт.) 66% 21% 9% - 4%
Экзоцер-ит (вир.) 71% - 10% 19% -
Гиперкератоз 68% - - 14% 18%
Эрозия - - 87% - 13%
ЦИН I ст 43% 15% 22% - 20%
ЦИН II-III ст. 6% - 17% 42% 35%
РШМ - - 4% - 96%
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
Оптические изображения слизистой оболочки шейки матки
1 Доброкачественный тип | | Злокачественный тип | Структурные Бесструктурные Структурные Бесструктурные
Слоистые Неслоистые
РИС. 3. Классификация оптических изображений слизистой оболочки шейки матки.
классификация оптических изображений слизистой оболочки шейки матки (рис. 3).
Обсуждение
Проведенные клинические исследования при всех доброкачественных и злокачественных состояниях шейки матки показали, что оптические изображения объективно отражают всё многообразие морфологических состояний слизистой оболочки шейки матки. Однако очевидно, что для клинического использования это многообразие оптических образов необходимо систематизировать.
Наиболее важное значение в оценке любого метода диагностики имеет анализ ошибок, среди которых наиболее важное значение имеют ложноотрицательные заключения, которые приводят к пропуску злокачественных форм заболевания. В связи с этим, важнейшее клиническое значение имеет тот факт, что в ходе разработки классификации ОКТ-изображений выделен структурный злокачественный вариант визуализации, который встречается в 42% при ЦИН II-III ст. Ранее считалось, что развитие тяжелой неоплазии приводит к потере структурности оптических образов, т. е. отсутствие структурности - основной оптический признак злокачественного процесса.
Однако результаты представленного исследования изменили нашу точку зрения, что позволит значительно снизить количество ложноотрицательных заключений при обследовании пациенток.
Сделан очень важный вывод для общего понимая возможностей ОКТ в диагностике состояния покровных тканей любых локализаций - структурность ОКТ-изображений не является 100% гарантией доброкачественного состояния биологической ткани.
Менее опасны, но не менее важны ошибки гипердиагностики, которые приводят к необоснованному лечению и дополнительному обследованию пациенток. Ложнополо-жительные заключения при проведении ОКТ-обследования шейки матки обусловлены наличием бесструктурных оптических образов при доброкачественных состояниях (63% при сквамозной метаплазии). При сравнении бесструктурных вариантов визуализации доброкачественных и злокачественных состояний шейки матки (рис. 1в и 2б) установлено, что злокачественные бесструктурные изображения по сравнению с доброкачественными бесструктурными изображениями имеют более высокий уровень сигнала и малую глубину сигнала, что и позволяет визуально дифференцировать бесструктурные варианты ОКТ-изображений.
Сделан еще один очень важный вывод для понимая возможностей ОКТ в диагностике состояния покровных тканей человека - бесструктурность ОКТ-изображений не является 100% оптическим признаком злокачественного заболевания, не менее важное диагностическое значение имеют интенсивность и глубина проникновения полезного сигнала.
Именно эти два важных вывода при проведении ретроспективного анализа при сопоставлении оптических образов и гистологических препаратов позволили разработать первую клиническую классификацию оптических образов слизистой оболочки шейки матки.
Заключение
Основой успешного внедрения любого метода диагностики в реальную клиническую практику является не только его высокая эффективность, но простота и удобство использования. Мы убеждены, что разработанная нами универсальная классификация оптических образов шейки матки позволит значительно повысить эффективность внедрения нового высокоэффективного метода исследования (ОКТ) для диагностики заболеваний шейки матки, что будет способствовать своевременному выявлению патологии экзоцервикса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дубровина С.О. Современные тенденции в предупреждении рака шейки матки с применением скрининговых программ. Гинекология. 2015. Т. 17. № 6. С. 46-50.
Dubrovina S.O. Sovremennye tendencii v preduprejdenii raka sheyki matki s primeneniem skriningovyh programm. Gynecologya. 2015. T. 17. № 6. S. 46-50.
2. Андосова Л.Д., Конторщикова К.Н., Шахова К.А. Роль факторов местного иммунитета в манифестации ВПЧ-ассоциированных поражений шейки матки. Медицинский альманах. 2016. № 5 (45). С. 95-97.
Andosova L.D., Kontorshikova K.N., Shaxova K.A. Rol' factorov mestnogo immuniteta v manifestacii VPCH-associirovannyx porazheniy sheyki matki. Medicinckiy almanax. 2016. № 5 (45). S. 95-97.
2. Вакцина для профилактики рака шейки матки / Под ред. П.П. Стерна, Г.С. Китченера // Пер. с. анг. под. общ. ред. акад. РАМН Г.Т. Сухих, проф. В.Н. Прилепской. М.: МЕДпресс-информ, 2009. С. 48-58.
Vakcina dlya prophylaktiki raka sheyki matki / Pod red. P.P. Sterna, G.S. Kutchenera // Per. s ang. pod obshch. red. akad. RAMN G.T. Suxix, prof. V.N. Prilepscoy. M.: MEDpress-inform, 2009. S. 48-58.
3. Качалина О.В., Шахова Н.М., Кузнецова И.А., Бундина Д.Д, Оптические технологии в повышении качества органосохраняющего лечения неоплазий шейки матки. Медицинский альманах. 2011. № 7 С. 17-18.
Kachalina O.V., Shaxova N.M., Kuznecova I.A., Bundina D.D. Opticheskie texnologii v povyshenii kachestva organosoxranyayushego lechenia neoplazii sheyki matki. Medicinckiy almanax. 2011. № 7. S. 17-18.
4. Кузнецова И.А., Шахова Н.М., Качалина Т.С., Юнусова Е.Э., Киселева Е.Б., Карабут М.М. Особенности данных кольпоскопии при оптической когерентной томографии. Акушерство и гинекология. 2011. № 5. С. 64-67.
Kuznecova I.A., Shaxova N.M., Kachalina T.S., Yunusova E.Yu., Kiseleva E.B., Karabut M.M. Osobennosti dannyx kolposcopii pri optichescoy kogerentnoy tomographic Akusherstvo I ginecologiya. 2011. № 5. S. 64-67.
5. Кузнецова И.А. Оптимизация диагностики неоплазии шейки матки с использованием оптической когерентной томографии. Современные технологии в медицине. 2011. № 1. С. 72-78.
Kuznecova I.A. Optimizada diagnostiki neoplazii sheyki matki s ispolzovaniem optichescoy kogerentnoy tomographii. Sovremennye texnologii v medicine. 2011. № 1. S. 72-78.
6. Руководство по оптической когерентной томографии / Под ред. Н.Д. Гладковой, Н.М. Шаховой, А.М. Сергеева. М.: Физматлит, Медицинская книга, 2007. С. 176-202.
Rucovodstvo po optichescoy kogerentnoy tomographii / Pod redakciey Glad-kovoy N.D., Shaxovoy N.M., Sergeeva A.M. M.: Fizmatlit, Medicinskaya kniga, 2007. S. 176-202. \
