Specific features of colposcopic evidence during optical coherence tomography

Kuznetsova I.A., Shakhova N.M., Kachalina T.S., Yunusova E.E., Kiseleva E.B., Karabut M.M.

N.A. Semashko Nizhni Novgorod Regional Clinical Hospital; Nizhni Novgorod State Medical Academy; Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences, Nizhni Novgorod
Objective. To investigate whether optical coherence tomography (OCT) can be used in differentiating the colposcopic signs of the intact and abnormal cervix uteri.
Subjects and methods. One hundred women whose mean age was 36.5±1.3 years were examined using extended colposcopy, OCT, and histological investigation.
Results. The similar colposcopic pattern yielded different types of optic images that enabled a differentiation of colposcopic evidence for the risk of possible malignization.
Conclusion. It is noted that it is expedient to incorporate OCT into a package of measures for diagnosing the conditions of the cervix uteri, which will make it possible to reduce the number of false-positive colposcopic results and to avoid unwarranted biopsy.

Keywords

colposcopy
optical coherence tomography
cervix uteri
diagnosis

Проблема своевременной и эффективной диагностики патологии шейки матки и в настоящее
время остается актуальной [10, 11, 16, 19]. Как известно, кольпоскопические признаки при исследовании шейки матки не имеют строгой специфичности, их интерпретация зависит от опыта врача, что вносит большую долю субъективизма в диагностику поражений [2, 9, 12]. Необоснованное
проведение биопсий шейки матки осложняет последующее наблюдение и значительно повышает
стоимость диагностики [12, 13] Ограниченные возможности существующих методов в выявлении
цервикальной патологии обусловливают необходимость разработки принципиально новых диагностических технологий.

Оптическая когерентная томография (ОКТ) ‒ новый высокоразрешающий неинвазивный метод
получения прижизненного изображения микроструктуры биологических тканей в попереч-
ном сечении с разрешением на уровне тканевых слоев (15‒20 мкм) [4, 15, 17, 20]. Данный метод
можно применять в клинических условиях и совмещать с кольпоскопией. Он позволяет прижизненно в режиме реального времени визуализировать структурные особенности слизистой оболочки шейки матки и составить представление о многих клинико-морфологических состояниях шейки матки [5, 6, 14]. Указывается на высокую эффективность ОКТ в распознавании малигнизации эпителия (диагностическая точность 81%, чувствительность 82%, специфичность 78%) [7, 8].

Целью исследования являлась сравнительная оценка информативности метода ОКТ и кольпоскопических признаков в диагностике неизмененной и патологически измененной шейки матки.

Материал и методы исследования ‡ Œ

Использовали компактный переносной оптический когерентный томограф, разработанный и сконструированный в Институте прикладной физики РАН (Нижний Новгород) и разрешенный к производству (сертификат № 29/13010104/6204- 04 от 2005 г., подтвержден в 2008 г.). Прибор имеет
следующие технические характеристики: длина волны излучения 1280 нм, разрешение по глубине 15 мкм, латеральное разрешение 30 мкм, время получения ОКТ-изображения размером 200×200 пикселей 1‒3 с, глубина зондирования до 2 мм, сменный зонд 2,7 мм в диаметре. Он удобен в работе, не требует специальных условий, используемое излучение безопасно.

ОКТ слизистой оболочки шейки матки в условиях in vivo производится во время гинекологического осмотра. Под контролем кольпоскопа к открытой в зеркалах шейке матки подводится (контакт) зонд томографа и производится сканирование. Исследование безболезненно, не требует специальной подготовки пациенток, изображение получается в течение 1–2 с. Устройство сменных зондов позволяет проводить их стерилизацию по стандартному протоколу.

В настоящем исследовании проводили кольпоскопию с ОКТ и биопсию обследованных участков при наличии показаний с последующим сопоставлением этих данных.

ОКТ слизистой оболочки шейки матки была выполнена у 100 женщин, средний возраст которых составил 36,5±1,33 года. Всего были подвергнуты анализу 352 кольпоскопических изображения, 487
томограмм и 252 гистологических препарата.

На основании проведенных ранее исследований все оптические изображения были разделены на доброкачественные, сомнительные и злокачественные [4]. К доброкачественному оптическому
типу были отнесены различные варианты структурных оптических изображений, а также бесструктурные оптические изображения с умеренным уровнем сигнала и значительной глубиной
сканирования; к сомнительному ‒ изображения с неконтрастной слоистой структурой, высоким уровнем сигнала верхнего слоя, с низким уровнем сигнала на границе слоев; к злокачественному – бесструктурные оптические изображения с высоким уровнем сигнала и малой глубиной сканирования. Согласно данным ранее проведенных исследований, доброкачественный тип ОКТ-изображений морфологически соответствует неизмененной слизистой оболочке шейки матки и многим доброкачественным ее изменениям; сомнительный тип соответствует некоторым видам доброкачественной патологии, но в большинстве случаев ‒ тяжелым неопластическим процессам
шейки матки; злокачественный оптический тип шейки матки наблюдается при развитии ракового
поражения.

Биопсию шейки матки производили на основании выраженности аномальных кольпоскопических признаков (АКП). Гистологическое исследование выполняли по стандартной методике с окраской срезов гематоксилином и эозином. Для участия в исследовании пациентки подписывали информированное согласие.

Результаты исследования и обсуждени冄 Œ €

У 11 женщин с различной гинекологической патологией, требующей хирургического лечения в объеме тотальной гистерэктомии, какие-либо изменения шейки матки отсутствовали. По согласию больных у них была произведена биопсия участка неизмененной шейки матки. На рис. 1 (см. на вклейке) представлены данные кольпоскопического, оптического и морфологического исследования неизмененной слизистой оболочки шейки матки. На томограмме последняя представлена структурным слоистым оптическим изображением. Верхний умеренно яркий слой соответствует многослойному плоскому эпителию, нижний – соединительнотканной строме, между которыми располагается базальная мембрана.

У 72 больных при кольпоскопическом исследовании экзоцервикса были обнаружены АКП, притом
степень их выраженности и соотношение различных вариантов АКП были вариабельными.

Мы представляем 3 клинических примера различных вариантов оптической визуализации слизистой оболочки шейки матки со сходными кольпоскопическими изменениями, но с различными видами патологии шейки матки. У всех 3 женщин при кольпоскопии были обнаружены участки грубой и/или нежной пунктации и/или мозаики, умеренной стойкой/нестойкой ацетобелой реакции (АБР) в зоне плоскоклеточной метаплазии. У одной из них (рис. 2, а см. на вклейке) при ОКТ зоны трансформации
с АКП (грубая и нежная мозаика, умеренная нестойкая АБР) наблюдался доброкачественный оптический тип: структурное ОКТ-изображение с наличием контрастных округлых включений с низким уровнем сигнала (рис. 2б, см. на вклейке), которые соответствовали цервикальным критериям. На основании кольпоскопических

данных была произведена биопсия шейки матки и при морфологическом исследовании удаленного участка была обнаружена плоскоклеточная метаплазия с наличием под эпителием расширенных крипт эндоцервикального типа (рис. 2, в см. на вклейке). У другой женщины со сходными кольпоскопическими признаками (грубая пунктация и мозаика в области плоскоклеточной метаплазии ‒ рис. 3, а см. на вклейке) при ОКТ имелся сомнительный тип оптического изображения (рис. 3, б см. на вклейке): томограмма с неконтрастной слоистой структурой, с высоким уровнем сигнала верхнего слоя, снижением сигнала на границе слоев, уменьшением глубины сканирования. При гистологическом исследовании (рис. 3, в см. на вклейке) в актированной ткани в данном участке (CIN 3-й степени) была диагностирована цервикальная интраэпителиальная неоплазия 2‒3-й степени тяжести, еще у одной больной при наличии АКП (грубая пунктация и мозаика в области плоскоклеточной метаплазии, стойкая выраженная АБР) экзоцервикс визуализировался в виде бесструктурного оптического изображения с высоким неравномерным уровнем сигнала, со сниженной глубиной сканирования (злокачественный тип ОКТ-изображения). При гистологическом исследовании биоптата шейки матки обнаружена CIN 3-й степени.

Анализ полученных данных показал, что при кольпоскопии АКП имелись у 81% женщин с различными патологическими изменениями экзоцервикса, в том числе при доброкачественной патологии. Цервикальная эктопия сочеталась с АКП в области плоскоклеточной метаплазии у 72% пациенток, притом при ОКТ доброкачественный тип преобладал (73%) над сомнительными и злокачественными томограммами. При экзоцервиците с АКП у большинства пациенток (75%) наблюдался доброкачественный тип томограммы. Как известно, кератоз слизистой оболочки шейки матки относится к АКП и является показанием к биопсии [2, 9, 12]. Результаты ОКТ данных участков слизистой оболочки свидетельствовали о том, что им свойствен доброкачественный оптический тип (72%), сомнительный и злокачественный типы изображения отмечаются реже (28%).

Наибольший клинический интерес представляют исследования экзоцервикса с неопластическими изменениями эпителия различной степени тяжести. При CIN 1-й степени АКП при кольпоскопии были обнаружены у 75% больных, однако ОКТ показала, что у 52% из них изменения были доброкачественными. Сомнительный и злокачественный типы ОКТ-изображений были обнаружены у 38 и 10 % женщин соответственно. При нарастании степени тяжести неопластических изменений доля доброкачественных ОКТ- изображений значительно снижалась, при этом увеличилось число сомнительных (64% при CIN 3-й степени и 8% при раковых поражениях) и злокачественных типов томограмм (35% при CIN 3-й степени и 92% при раковых поражениях).

На основании данных кольпоскопии биопсия шейки матки была произведена у 39 женщин с АКП при различной доброкачественной патологии экзоцервикса. Вместе с тем, если бы решение о биопсии принималось на основании данных ОКТ-кольпоскопии (сомнительные и злокачественные типы томограмм), то она была бы произведена лишь у 17 женщин.

Не вызывает сомнений, что кольпоскопическое исследование является необходимым этапом комплексного обследования шейки матки, способствующим диагностике ее предраковых состояний [16, 18]. Однако кольпоскопические признаки характеризуются малой специфичностью [1-3, 12, 16]. При кольпоскопическом исследовании даже опытному клиницисту нередко сложно правильно определить ситуации, когда АКП являются визуальными маркерами неопластических изменений эпителия и необходимо производить биопсию, особенно при имеющихся относительных ограничениях к проведению последней (беременность, постменопауза, многочисленные инвазивные вмешательства на шейке матки). Согласно нашим наблюдениям, при сходных АКП слизистая оболочка шейки матки визуализируется в виде различных вариантов оптических изображений, морфологически соответствующих разным патологическим изменениям. Доброкачественное оптическое изображение при разнообразных кольпоскопических признаках любой степени выраженности является надежным критерием доброкачественного патологического состояния слизистой оболочки шейки матки и позволяет отказаться от биопсии.

Таким образом, проведенное исследование показало, что ОКТ позволяет дифференцировать кольпоскопические признаки по риску возможной малигнизации эпителия, что способствует уменьшению количества ложноположительных заключений и частоты необоснованного проведения биопсии.

References

1. Ашрафян Л.А., Харченко Н.В., Огрызкова В.Л., Антонова И.Б. // Практическая онкология. ‒ 2002. ‒ № 3. ‒ С. 173‒177.
2. Бауэр Г. Цветной атлас по кольпоскопии. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002.
3. Бохман Я.В. Руководство по онкогинекологии. ‒ СПб.: Фолиант, 2002.
4. Загайнова Е.В. Диагностическая ценность оптической когерентной томографии в эндоскопии: Автореф. дис. … д-ра мед. наук. – СПб., 2007.
5. Кузнецова И.А., Гладкова Н.Д., Качалина Т.С. и др. Оптическая когерентная томография в оценке состояния шейки матки. Норма и патологические состояния // Акуш. и гин. – 2003. ‒ № 5. ‒ С. 20–22.
6. Кузнецова И. А., Гладкова Н.Д., Шахова Н.М. и др. Оптическая когерентная томография в оценке состояния шейки матки. Диагностическая эффективность оптической когерентной томографии при неоплазии шейки матки // Акуш. и гин. – 2003. ‒ № 6. ‒ С. 33–35.
7. Кузнецова И.А. Диагностические возможности оптической когерентной томографии в оценке состояния шейки матки: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. – СПб., 2003.
8. Кузнецова И.А., Шахова Н.М., Январева И.А. Оптическая когерентная томография в гинекологии. В кн.: Руководство по оптической когерентной томографии / Под ред. Н.Д. Гладковой, Н.М. Шаховой, А.М. Сергеева. ‒ М.: Физматлит; Медицинская книга, 2007. ‒ С. 176‒202.
9. Маршетта Ж., Декамп Ф. Кольпоскопия. Метод и диагностика. ‒ М.: «МЕДпресс-информ», 2009.
10. Хасанов Р.Ш. Рак шейки матки и цитологический скрининг в республике Татарстан // Рос. онкол. журн. ‒ 2002. ‒ № 1. ‒ С. 41‒42.

11. Anderson P.S., Runowicz C.D. Beyond the pap test new techniques for cervical cancer screening minimizing falsenegative results // Women’s Hlth in Primary Care. ‒ 2001. ‒ Vol. 4. ‒ P. 753‒758.
12. Burghardt E., Pickel H., Girardi F. Primary care colposcopy: Textbook and atlas. ‒ Thieme Medical Publishers, 2002.
13. Escobar P.F., Belinson J.L., White A. et al. Diagnostic efficacy of optical coherence tomography in the management of pre-invasive and invasive cancer of the uterine cervix and the vulva // Int. J. Gynecol. Cancer. ‒ 2004. ‒ Vol. 14. ‒ P. 470‒474.
14. Escobar P.F., Rojas-Espaillat L., Tisci S. et al. Optical coherence tomography as a diagnostic aid to visual inspection and colposcopy for preinvasive and invasive cancer of the uterine cervix / /Int. J. Gynecol. Cancer. ‒ 2006. ‒ Vol. 16. P. 1815‒1822.
15. Handbook of optical coherence tomography/ Eds. B.E. Bouma, G.J. Tearney. ‒ New York; Basel: Marcel Dekker, 2002.
16. Hopman E.H., Kenemans P., Helmerhorst T.J.// Obstet. Gynecol. Surv. ‒ 1998. ‒ Vol. 53, № 3. ‒ P. 97‒106.
17. Huang D., Swanson E.A., Lin C.P. et al. Optical Coherence Tomography // Science. ‒ 1991. ‒ Vol. 254. ‒ P. 1178‒1181.
18. Lieberman R.W., Henry M.R., Laskin W.B. et al. Colposcopy in pregnancy directed brush cytology compared with cervical biopsy // Obstet. and Gynecol. ‒ 1999. ‒ Vol. 94, № 2. ‒ P. 198‒203.
19. Nordstrom R.J., Burke L., Niloff J.M. et al. Identification of CIN using UV- exited fluorescence and duffuse-reflectance tissue spectroscopy// Lasers Surg. Med. ‒ 2001. ‒ Vol. 29, № 2. ‒ P. 118‒127.
20. Optical сoherence tomography: Technology and applications / Eds. W. Drexler J. G. Fujimoto. ‒ Berlin et al.: Springer, 2008.

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.