眼表面扁平上皮腫瘍の診断と治療モニタリングにおける前方高解像度光干渉断層撮影法

サマリー

前眼部高解像度光干渉断層撮影法 (HR-OCT) は、眼表面扁平上皮腫瘍 (OSSN) の診断と治療評価のための有望な非侵襲的モダリティです。ここでは、システムのセットアップ、スキャン技術、および代表的な診断結果を示します。

要約

眼表面扁平上皮腫瘍(OSSN)は、軽度の異形成から浸潤性扁平上皮がんまで、眼表面の最も一般的な腫瘍です。従来、OSSNの診断は、病理組織学的確認とそれに続く全層生検に依存していました。しかし、過去 20 年間で、OSSN に対する治療アプローチは、外科的介入から臨床現場での局所化学療法レジメンに移行しました。この変化は、眼表面の病状を診断するための低侵襲的または非侵襲的な方法の必要性を強調しています。さまざまなイメージングデバイスの中で、市販の高解像度光干渉断層撮影法(HR-OCT)は、OSSNの特性評価のための強力なツールとして浮上しています。HR-OCTは、眼表面病変の in vivo断面図を提供し、高い感度と特異性を備えたOSSNの「光生検」を提供します。これは、上皮内または浸潤性OSSNを他の良性病変と区別するための貴重な情報を提供します。さらに、HR-OCTは、局所化学療法に対する反応をモニターし、フォローアップ訪問中に無症候性OSSNを検出するために使用できます。この記事では、画像取得のためのスキャンプロトコルと、OSSNの画像解釈について概説します。この標準化された実用的で再現性のあるアプローチは、臨床ワークフローで推奨され、OSSNの管理において臨床医を支援することが期待されています。

概要

眼表面扁平上皮腫瘍(OSSN)は、結膜および角膜の最も一般的な非色素性腫瘍です。OSSNという用語は、異形成(グレードI-III)、上皮内腫瘍(すなわち、上皮内がん、CIS)、浸潤性扁平上皮がん(SCC⁾¹を含む、広範囲にわたる扁平上皮腫瘍性変化を包含します。OSSNの診断は、フィーダー血管²で角膜に結膜をまたぐ辺部によく見られる隆起した、白板症または乳頭状の腫瘤の典型的な外観を検出することにより、細隙灯検査によって臨床的に行うことができます。時には、彼らはあまり特徴的に現れないかもしれません。OSSNの診断のゴールドスタンダードは、依然として病理組織学的確認とそれに続く切開または切除生検^1,3です。

近年、OSSNの治療パターンは外科的管理から局所化学療法へと移行しています。これにより、生検の採用が大幅に促進されました 低侵襲的または非侵襲的なモダリティ⁴。OSSNの特性評価のために、HR-OCT、 in vivo 共焦点顕微鏡(IVCM)⁵、印象細胞診(IC)⁶、超音波生体顕微鏡(UBM)⁷、メチレンブルーステイン⁴など、さまざまなイメージングデバイスが研究されてきました。現在、いくつかの研究が、前眼部HR-OCTを使用したOSSNの特性評価に関する洞察を提供しています。スペクトルドメイン技術を用いた市販のHR-OCTデバイスは、約5μmの軸方向分解能を達成することができます。これらの画像は、眼表面病変の in vivo断面図を提供し、組織病理学で見られる変化と並行してOSSNの明確な特徴を示しています。したがって、HR-OCTは、臨床医が診療所でOSSNを迅速に診断および監視するための「光生検」を取得することを可能にします。

OSSN の管理における HR-OCT の適用を促進するために、画像取得に関する標準化された実用的で再現性のあるガイダンスが詳細に提示され、臨床使用のための良好な品質が確保されます。また、OSSNおよびHR-OCT上の他の一般的な良性病変の特徴を解明し、画像の解釈を改善します。

プロトコル

以下に説明するすべてのプロトコルは、ハルビン医科大学第一付属病院のヒト研究倫理委員会のガイドラインに従い、ヘルシンキ宣言の信条を遵守しています。承認番号は 2023IIT008 です。書面によるインフォームドコンセントは、すべての研究参加者から得られました。この研究には、結膜腫瘤を呈した参加者が含まれていました。登録の除外基準には、妊娠中または授乳中の女性、および研究調査の実施を妨げる条件が含まれていました。選択基準を満たした参加者は、眼表面専門医 (CLK) による完全な眼科検査を受けました。AS-OCT は、初回来院時およびフォローアップ来院時に実施され、印象細胞診および/または組織学の生検は初回来院時または手術時に行われました。

1. 細隙灯の検査と撮影手順

1. 被験者にスリットランプの後ろに座るように頼みます。被験者にテスト手順を説明してください。
2. 症例の情報を編集します。
3. セットアップを消毒する:スリットランプヘッドとあご当てをアルコール綿棒で拭きます。
4. 被験者を検査のために配置します。
   1. 被験者にあごをあご当てに置くように依頼します。被験者に眼球を回転させて病変を完全に露出させるように指示します。スリットランプの下の病変を観察します。
   2. 臨床検査中の病変の詳細、例えば、側性、外観、二次的な位置、眼表面の病変の程度、病変の寸法、ケラチンの存在、色素沈着、内因性血管性、フィーダー血管、嚢胞性腔、強膜の関与などに注意してください。
   3. まぶたを裏返して、円錐結膜または眼瞼結膜が影響を受けるかどうかを観察します。
5. スリットランプで前方部の写真撮影を行い、臨床的特徴を記録します。

2. HR-OCT装置でのイメージング

注:以下は、軸方向の分解能が5μm、横方向の分解能が8μm、スキャン速度が26,000A-scans/sのフーリエ領域光干渉断層撮影システム( 材料の表を参照)でスキャンした前眼部OCT画像を取得するための一般的な手順です。画質を確保するためには、HR-OCT(5-7μmの深度分解能)や2-3μm程度の超高解像度OCT(2-3μm程度の深度分解能)など、光の波長が短いスペクトル領域OCTが推奨されます。

1. 被写体に撮像装置の後ろに座ってもらいます。被験者にテスト手順を説明してください。
2. RTVueアイコンをダブルクリックして開始します。
3. 症例の情報を編集します。
   1. 「New Patient」ボタンをクリックして、新しい患者を作成します。姓、名、性別、生年月日、民族などの情報フィールドに入力します。[保存]ボタンをクリックします。
4. セットアップを消毒する:OCTの頭とあご当てをアルコール綿棒で拭きます。
5. Cornea < Cross Lineボタンをクリックして、目的のスキャンパターンを選択します。
6. 前眼部レンズをシステムスキャナーに取り付けます。
7. 前眼部スリットランプ撮影に従ってスキャンする目を選択します。
8. 被写体をイメージングの位置に配置します。
   1. 被験者にあごをあご当てに置くように依頼します。眼球を転がして眼球の表面病変を完全に露出させるように被験者に指示します。
   2. 目的の病変をスキャンの中心に合わせます。 「スキャン 」タブをクリックします。
9. Auto Pタブを押して、信号強度を高めます。スキャナーヘッドを調整して、最高の眼画像を取得します。8×8 mmの自動セグメンテーションOCTスキャンを使用して画像をキャプチャします。
10. OCT スライスを確認します。「 保存 」タブをクリックして、スキャンを保存します。

3. 関心領域(ROI)の決定

1. 位置合わせ中の動的断面図を観察します。クロスラインを病変の最も厚い点に合わせ、スキャンをキャプチャします。
2. 正常組織と異常組織の隣接部分に注意してください。病変の境界をキャプチャします。

4. OCT画像解析

注: 病変の位置 (上皮、上皮下、または強膜)、上皮の反射率と厚さ、正常組織から異常組織への急激な移行ゾーン、上皮層と上皮下層の間の分離ゾーンの可視性、病変の均一性、膀胱性空間の存在、バックシャドウイングの存在、腫瘍の後部範囲の描写、および基礎となる強膜の可視性。

1. システムソフトウェアを開き、[ 測定ツール ]セクションに移動します。 View B-Scans < 測定ツールをクリックします。
2. 測定ツール内で、距離ツール<測定ツールを選択します。病変の最大上皮および上皮下の厚さの値を測定します。
   1. まず、前上皮境界上の初期点を選択し、次に上皮層と上皮下層の間の目に見える分離まで垂直に移動します。最大面積測定データを上皮の厚さとして保存します。
   2. 次に、上皮層と上皮下層の間の目に見える分離上のアンカーポイントを選択し、次に病変の後縁(通常は強膜の前部境界)まで垂直に進みます。最大面積の測定データを上皮下の厚さとして保存します。
3. 測定ツール<スナップショットツールをクリックすると、測定レポート画面の.jpg画像をエクスポートできます。

5. フォローアップ手続き

注: 局所化学療法中、および外科的切除および内科的または準外科的治療後の各フォローアップ訪問時に、毎月 OCT 検査を実施します。

1. 細隙灯検査(ステップ1を繰り返す):病変の変化を観察し、文書化します。
2. AS-OCT検査を実施します。
   1. システムソフトウェアを開き、「検索条件」スペースに 名前 または 生年月日 を入力して、既存の患者を見つけます。患者の関連情報を入力し、[ 検索 ]ボタンをクリックします。
   2. 患者が見つかったら、名前をクリックしてすべての訪問をリストします。「最新の訪問」を選択し、OCT画像を確認します。
   3. [SCAN]ボタンをクリックして、現在のAS-OCTイメージを取得し、AS-OCTのパラメータを評価します(ステップ2からステップ4を繰り返します)。

結果

図1A、B はOSSNのHR-OCT画像を示しており、3つの主要な特徴を明らかにしています:(1)著しく肥厚した超反射上皮;(2)正常な上皮から異常な上皮への突然の移行、上皮の明るさと厚さの両方の突然の上昇によって特徴付けられます。(3)時折、上皮とその下の組織との間に分裂面が見えます。ただし、非常に厚い病変では、病変の下端が影によってやや不明瞭になる場合があります。

上皮下組織は通常、単純なOSSN病変では正常な厚さです。ただし、OSSNとは異なり、翼状片、偽翼状片、および皮膚などの他の眼病変のHR-OCT所見は、密集した過度に反射する肥厚した上皮下腫瘤を伴う正常からわずかに肥厚した上皮を明らかにすることがよくあります(図1C-H)。角膜上皮は通常暗くて薄いですが、結膜の上皮は薄いですが、軽度の過反射性で、時には強烈で、光線の変化によって引き起こされる可能性があります。これらのユニークな特性は、病理組織学的検査で見られる変化と常に並行していたため、HR-OCTはOSSNをさまざまな眼表面の病状と区別するための重要なモダリティとなっています⁸。

HR-OCTは、OSSNの化学療法反応のモニタリングにも使用できます。局所化学療法治療中、2サイクルの局所化学療法後に上皮の厚さと高反射率の減少が見られ、これはOSSNの臨床的退縮の時点を示しており、臨床医が治療期間を決定するのに役立ちます(図2)。さらに、正常な解剖学的構造の回復は、フォローアップの訪問中にも検出できます。

図1:さまざまな眼表面病変のサンプルイメージング(A)ゼラチン状のOSSNを示す細隙灯写真。58歳の男性は、左眼の上部象限に辺縁部病変を呈しました。(B)HR-OCTは、シャドウイング効果のある、十分に限局した、重度の超反射性上皮を明らかにしました。正常な上皮と肥厚した超反射上皮との間の急激な移行、および病変とその下の組織との間の切断面が見られました。病変の最大上皮厚さ値は818μm以上であった。36歳の女性は、翼状片と一致する結膜および角膜病変を呈しました。(D)HR-OCTは、縞模様の反射を伴う肥厚した上皮下病変を明らかにしましたが、これはおそらく血管系と、切断面によって分離された上にある薄い上皮に対応していました。病変の最大上皮および上皮下の厚さの値は、それぞれ62μmおよび811μmであった。(E)リポデルモイドを示す細隙灯写真。13歳の男性は、左眼の鼻象限に脂肪様病変を呈しました。(F)HR-OCTは、シャドウイングを伴う重厚な均一な組織を基礎とする薄い上皮を明らかにした。病変の最大上皮および上皮下の厚さの値は、それぞれ105μmおよび1.88mmであった。(G)偽翼状片を示す細隙灯写真。70歳の女性は、右目の鼻部分の輪部に隆起した結膜病変を呈しました。(H)HR-OCTは、低反射クラスター領域と混ざり合った固有物質の病変が肥厚した中程度に過反射上皮を開示しました。病変の最大上皮および上皮下の厚さの値は、それぞれ70μmおよび737μmであった。スケールバー:250μmこの図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2:局所化学療法前後のOSSNのサンプルイメージング (A)プレゼンテーションでは、ゼラチン状のOSSNを示す細隙灯写真。クロスラインは病変の中心に揃えられており(B)、HR-OCTは、過度に反射する肥厚した上皮の病変の水平(C)および垂直(D)の広がりを特定しました。2 か月ベースの局所化学療法 (5-フルオロウラシル 1%、1 週間オン、3 週間休み、1 日 4 回投与;インターフェロン-α2b 1MIU/mL、1日4回投与)、細隙灯写真は病変の完全な解像度を示しました(E)。クロスラインは元のスポット(F)に位置合わせされ、HR-OCTは、通常の厚さで超反射上皮の水平(G)と垂直(H)の広がりを特定しました。スケールバー:250μmこの 図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

ディスカッション

前眼部OCT(AS-OCT)は、眼球表面を測量するための有望な診断ツールです。これは、マイケルソンの干渉法⁹の原理に従って眼表面の光学セクションを取得します。AS-OCTの体系的な解釈は、眼表面の最も外側の組織、つまり角膜、辺縁部、および結膜複合体の上皮から始まります。Vempuluruらによる最近の研究では、AS-OCTは、ほとんどの眼表面腫瘍、特にOSSN¹⁰が発生する上皮の関与を確認するのに非常に有用であることが示されました。クリニックでのOSSNの管理には多くの非接触技術を使用できますが、HR-OCTは依然としていくつかの強みで際立っています。迅速なスキャンが可能で、眼球全体からアクセスでき、解釈が容易で、オペレーターのトレーニングも最小限で済みます。Yimらは、AS-OCT機能の短い学習モジュール¹¹の後、初心者の臨床医で好ましい学習曲線が観察されたことを発見しました。したがって、臨床ワークフローでのAS-OCTの適用を促進するために、OSSNイメージングの標準化された実用的で再現性のある方法を提示することに焦点を当てています。

HR-OCTは、OSSNとさまざまな眼病変との鑑別を導くのに便利です。これは、形態学的パターン、すなわち上皮肥厚、過反射率、および急激な遷移帯を含む典型的な断面画像を提供します。ほとんどの非上皮由来の疾患は、通常、肥厚した上皮下病変を伴う正常な上皮として現れます。多くの研究では、上皮の厚さの値を測定することでOSSNを定量的に区別しました。120〜142μmのカットオフ値により、OSSNと翼状片を区別する際の良好な感度と特異性が得られることが確認されました^12,13。AS-OCTは、共存する眼の病状を特定するためにも使用できます²。これは、生検を減らす可能性や、より良い診断と治療のために生検の位置を指示するのに役立ちます。

組織病理学的検査は依然としてゴールドスタンダードですが、HR-OCTは化学療法の反応をモニタリングし、治療の早期終了を回避するのに役立つ場合があります。局所化学療法中、上皮の正常化への進行、すなわち厚さの減少と反射率の過度さ、HR-OCT画像では、腫瘍の解消と定義される移行ゾーンがあまり明確になりません。これは腫瘍の解消と定義され、正規化された上皮の出現は臨床的腫瘍の解決と定義されます¹⁴。一般に、OSSN の進行と再発を防ぐために、HR-OCT で定義された腫瘍が解消された後、完全な腫瘍の解消を達成するために、1 から 2 サイクルの追加局所化学療法が推奨されます¹⁵。さらに、HR-OCTは、フォローアップ訪問中に無症候性疾患を監視するために使用でき、臨床医が腫瘍の再発を予防するための治療を調整するのに役立ちます¹⁶。

しかし、臨床現場でのHR-OCTの限界を認識することが重要です。HR-OCTは、偽上皮腫過形成、乳頭腫、CIN、および^SCC17などの扁平上皮腫瘍のサブタイプを確実に区別することはできません。さらに、シャドウイング効果は通常、角質化した色素沈着した腫瘍または深さが500μmを超える病変に見られ、後上皮境界の視覚化を妨げる可能性があります¹⁰。さらに、いくつかの病変は重複する特性を有する場合があり、それが解釈の精度^{を低下させる18}。上記の欠点があっても、HR-OCTは、腫瘍が上皮性または上皮下性のものである場合に腫瘍を診断するための有望なモダリティです。このイメージング補助剤は、臨床医が診療所でOSSNをより適切に管理するのに役立ちます。さらに、AS-OCTのイメージングバイオマーカーは、ディープラーニングアプリケーションの分野でさらに拡張できるため、眼科医の診断、予後、モニタリングの精度を向上させ、ワークロードとコストを削減できます。

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
70% エタノール	Any make
フーリエ領域光干渉断層撮影 (OCT) システム	Optuvue Inc., Fremont, CA, USA	RTVue XR
RTVue	software Optuvue Inc., Fremont, CA, USA