Передняя оптическая когерентная томография высокого разрешения в диагностике и терапевтическом мониторинге плоскоклеточной неоплазии глазной поверхности

Краткое содержание

Оптическая когерентная томография переднего сегмента с высоким разрешением (HR-OCT) является перспективным неинвазивным методом диагностики и терапевтической оценки плоскоклеточной неоплазии глазной поверхности (OSSN). Здесь представлена настройка системы, методика сканирования и репрезентативные результаты диагностики.

Аннотация

Плоскоклеточная неоплазия глазной поверхности (OSSN) является наиболее распространенной опухолью глазной поверхности, варьирующейся от легкой дисплазии до инвазивной плоскоклеточной карциномы. Традиционно диагноз OSSN основывается на гистопатологическом подтверждении с последующей биопсией на всю толщину. Однако в последние два десятилетия терапевтический подход к OSSN сместился от хирургического вмешательства к местным схемам химиотерапии в клинических условиях. Этот сдвиг подчеркивает необходимость менее инвазивных или неинвазивных методов диагностики патологий глазной поверхности. Среди различных устройств визуализации коммерчески доступная оптическая когерентная томография высокого разрешения (HR-OCT) стала мощным инструментом для определения характеристик OSSN. HR-OCT обеспечивает in vivo, поперечное изображение поражений глазной поверхности, предлагая «оптическую биопсию» для OSSN с высокой чувствительностью и специфичностью. Он предоставляет ценную информацию для дифференциации интраэпителиального или инвазивного OSSN от других доброкачественных поражений. Кроме того, HR-OCT может быть использован для мониторинга ответа на местную химиотерапию и для выявления субклинического OSSN во время последующих визитов. В данной статье представлен протокол сканирования для получения изображений, а также описана интерпретация изображений для OSSN. Этот стандартизированный, практичный и воспроизводимый подход рекомендуется в клинических рабочих процессах и, как ожидается, поможет клиницистам в лечении OSSN.

Введение

Плоскоклеточная неоплазия глазной поверхности (ОССН) является наиболее распространенной непигментированной опухолью конъюнктивы и роговицы. Термин OSSN охватывает широкий спектр плоскоклеточных опухолевых изменений, включая дисплазию (степень I-III), интраэпителиальную неоплазию (т.е. карциному in situ, КИС) и инвазивную плоскоклеточную карциному (ПКК)¹. Диагноз ОССН может быть поставлен клинически с помощью обследования с помощью щелевой лампы путем выявления типичного появления повышенного, лейкоплакического или папиллиформного образования, часто представленного в лимбе от конъюнктивы к роговице с питающими сосудами². Иногда они могут проявляться менее отчетливо. Золотым стандартом диагностики ОССН остается гистопатологическое подтверждение с последующей инцизионной или эксцизионной биопсией ^1,3.

В последнее время терапевтическая схема OSSN сместилась от хирургического лечения к использованию местной химиотерапии. Это в значительной степени способствовало внедрению биопсии в менее инвазивные или неинвазивные методы⁴. Для характеристики OSSN были изучены различные устройства визуализации, а именно HR-OCT, конфокальная микроскопия in vivo (IVCM)⁵, импрессионная цитология (IC)⁶, ультразвуковая биомикроскопия (UBM)⁷ и^{окрашивание} метиленовым синим 4. В настоящее время несколько исследований позволили получить представление о характеристике OSSN с использованием HR-OCT переднего сегмента. Коммерчески доступные устройства HR-OCT, использующие технологию спектральной области, могут достигать осевого разрешения около 5 мкм. Эти изображения обеспечивают in vivo поперечное сечение поражений глазной поверхности и демонстрируют отличительные особенности OSSN, которые параллельны изменениям, наблюдаемым при гистопатологии. Таким образом, HR-OCT позволяет клиницистам получить «оптическую биопсию» для своевременной диагностики и мониторинга OSSN в клиниках.

Для содействия применению HR-OCT в лечении OSSN подробно представлено стандартизированное, практичное и воспроизводимое руководство по получению изображений, чтобы обеспечить хорошее качество для клинического использования. Кроме того, уточнены характеристики OSSN и других распространенных доброкачественных поражений на HR-OCT для лучшей интерпретации изображений.

Протокол

Все протоколы, описанные ниже, соответствуют руководящим принципам Комитета по этике исследований человека Первой аффилированной больницы Харбинского медицинского университета и соответствуют принципам Хельсинкской декларации. Номер утверждения - 2023IIT008. Письменное, информированное согласие было получено от всех участников исследования. В исследование были включены участники, у которых были представлены конъюнктивальные образования. Критерии исключения для включения включали беременных или кормящих грудью женщин, а также состояния, которые не позволяли проводить исследования. Участники, которые соответствовали критериям включения, проходили полное офтальмологическое обследование у специалиста по глазным поверхностям (CLK). AS-ОКТ выполняли при первоначальном и последующем визитах, с оттискной цитологией и/или биопсией для гистологии при первоначальном визите или во время операции.

1. Осмотр с помощью щелевой лампы и процедура визуализации

1. Попросите испытуемого сесть за щелевую лампу. Объясните испытуемому процедуры тестирования.
2. Отредактируйте информацию о субъекте.
3. Продезинфицируйте установку: протрите щель фары, головку и подбородок спиртовым тампоном.
4. Расположите объект для экзамена.
   1. Попросите испытуемого положить подбородок на подбородок. Попросите испытуемого повернуть глазное яблоко, чтобы полностью обнажить поражение. Понаблюдайте за очагом поражения под щелевой лампой.
   2. Обратите внимание на детали поражения во время клинического обследования, такие как латеральность, внешний вид, квадратичное расположение, степень поражения глазной поверхности, размеры поражения, наличие кератина, пигментация, внутренняя сосудистость, питающие сосуды, кистозные пространства и поражение склеры.
   3. Переверните веки, чтобы увидеть, поражена ли форниковая или пальпебральная конъюнктива.
5. Выполните фотосъемку переднего сегмента с помощью щелевой лампы, чтобы задокументировать клинические особенности.

2. Визуализация в аппарате HR-OCT

ПРИМЕЧАНИЕ: Ниже приведена общая процедура получения изображений ОКТ переднего отрезка, сканируемых с помощью системы оптической когерентной томографии в области Фурье (см. Таблицу материалов), которая имеет осевое разрешение 5 мкм, поперечное разрешение 8 мкм и скорость сканирования 26 000 А-сканов/с. Для обеспечения качества изображения рекомендуется использовать спектральную ОКТ с более короткими длинами волн света, такую как HR-OCT (глубинное разрешение 5-7 мкм) или ОКТ сверхвысокого разрешения (глубинное разрешение около 2-3 мкм), чтобы лучше визуализировать особенности глазных поражений.

1. Попросите испытуемого сесть за устройством визуализации. Объясните испытуемому процедуры тестирования.
2. Дважды щелкните значок RTVue , чтобы запустить.
3. Отредактируйте информацию о субъекте.
   1. Нажмите на кнопку «Новый пациент », чтобы создать нового пациента. Заполните информационные поля, такие как фамилия, имя, пол, дата рождения и этническая принадлежность. Нажмите на кнопку «Сохранить ».
4. Продезинфицируйте установку: Протрите головку ОКТ и подбородок спиртовым тампоном.
5. Выберите желаемый шаблон сканирования, нажав на кнопку « Линия роговицы < креста ».
6. Прикрепите линзу переднего сегмента к системному сканеру.
7. Выберите глаз (глаза) для сканирования в соответствии с фотографией щелевой лампы переднего сегмента.
8. Расположите объект для визуализации.
   1. Попросите испытуемого положить подбородок на подбородок. Попросите испытуемого закатить глазное яблоко, чтобы полностью обнажить поражение глазной поверхности.
   2. Выровняйте интересующее поражение по центру сканирования. Перейдите на вкладку «Сканирование ».
9. Нажмите вкладку Auto P, чтобы увеличить мощность сигнала. Отрегулируйте головку сканера, чтобы получить наилучшее окулярное изображение. Захват изображения с помощью автоматизированного сегментационного ОКТ-сканирования 8×8 мм.
10. Просмотрите срезы ОКТ. Перейдите на вкладку Сохранить , чтобы сохранить скан.

3. Определение области интереса (ROI)

1. Наблюдайте за динамическим видом в разрезе во время выравнивания. Совместите линию креста с самой толстой точкой поражения и сделайте снимок.
2. Обратите внимание на прилегающие участки нормальной и патологической ткани. Захватите границу поражения.

4. Анализ ОКТ-изображений

ПРИМЕЧАНИЕ: Оцените параметры AS-ОКТ, такие как расположение очага поражения (эпителий, субэпителий или склера), отражательная способность и толщина эпителия, резкая зона перехода от нормальной ткани к патологической, видимость зоны разделения между эпителиальным и субэпителиальным слоями, однородность поражения, наличие кистозных пространств, наличие затеняющих участков, оконтуривание задней части опухоли и видимость нижележащей склеры.

1. Откройте системное программное обеспечение и перейдите в раздел «Измерительные инструменты». Нажмите на инструмент «Просмотр B-сканов <».
2. В разделе «Измерительные инструменты» выберите инструмент «Расстояние» < инструмент измерения. Измерьте максимальные значения эпителиальной и субэпителиальной толщины поражения.
   1. Начните с выбора начальной точки на границе переднего эпителия, затем двигайтесь вертикально к видимому разделению между эпителиальным и субэпителиальным слоями. Данные измерения максимальной площади сохраняйте в виде толщины эпителия.
   2. Затем выберите опорную точку на видимом разделении между эпителиальным и субэпителиальным слоями, затем перейдите вертикально к задней границе поражения (обычно это передняя граница склеры). Данные измерения максимальной площади сохраняйте в виде субэпителиальной толщины.
3. Нажмите на Snapshot Tool < измерительном инструменте , чтобы экспортировать .jpg изображение экрана отчета об измерениях.

5. Последующие процедуры

ПРИМЕЧАНИЕ: Проводите ОКТ-исследования ежемесячно во время местной химиотерапии и при каждом последующем визите после хирургической резекции и медикаментозного или парахирургического лечения.

1. Осмотр с помощью щелевой лампы (повторите шаг 1): Наблюдайте и документируйте изменения в поражении.
2. Проведите AS-OCT обследование.
   1. Откройте системное программное обеспечение и найдите существующего пациента, введя его имя или дату рождения в поле «Поиск по». Введите необходимую информацию о пациенте и нажмите кнопку «Поиск ».
   2. Как только пациент будет найден, нажмите на его имя, чтобы перечислить все посещения. Выберите «последний визит» и просмотрите изображения ОКТ.
   3. Нажмите на кнопку SCAN, чтобы получить текущее изображение AS-OCT и оценить параметры AS-OCT (повторите шаг 2 к шагу 4).

Результаты

Рисунки 1A,B иллюстрируют HR-OCT-изображения OSSN, выявляя три ключевые характеристики: (1) Значительно утолщенный гиперрефлективный эпителий; (2) Резкий переход от нормального к аномальному эпителию, отмеченный внезапным увеличением как яркости, так и толщины эпителия; (3) Иногда видна плоскость деления между эпителием и подлежащими тканями. Однако при очень толстых поражениях нижний край поражения может быть несколько затемнен затенением.

Субэпителиальная ткань обычно имеет нормальную толщину при простых поражениях OSSN. Однако, в отличие от OSSN, результаты HR-OCT других глазных поражений, таких как птеригия, псевдоптеригиум и дермоид, часто показывают нормальный или слегка утолщенный эпителий, сопровождающийся плотным, гиперрефлективным утолщенным субэпителиальным образованием (рисунок 1C-H). Эпителий роговицы обычно темный и тонкий, в то время как эпителий конъюнктивы тонкий, но слегка гиперрефлективный, а иногда и интенсивный, что может быть вызвано актиническими изменениями. Эти уникальные характеристики всегда были параллельны изменениям, наблюдаемым при гистопатологическом исследовании, что делает HR-OCT важным методом дифференциации OSSN от различных патологий глазной поверхности⁸.

HR-OCT также может быть использован для мониторинга химиотерапевтического ответа OSSN. Во время местного химиотерапевтического лечения после 2 циклов местной химиотерапии может наблюдаться уменьшение толщины эпителия и гиперрефлективности, что указывает на временную точку клинической регрессии OSSN, что может помочь клиницистам определить продолжительность терапии (рис. 2). Кроме того, восстановление нормальной анатомии также может быть обнаружено во время последующих визитов.

Рисунок 1: Образец изображения различных поражений глазной поверхности. (A) Фотография щелевой лампы, демонстрирующая студенистый OSSN. 58-летний мужчина обратился с поражением лимбального участка в верхнем квадранте левого глаза. (B) HR-OCT выявила хорошо очерченный, сильно гиперрефлективный эпителий с эффектом затенения. Можно было увидеть резкий переход между нормальным и утолщенным гиперрефлективным эпителием, а также плоскость расщепления между очагом поражения и подлежащей тканью. Максимальное значение толщины эпителия поражения составило более 818 мкм. (C) Фотография щелевой лампы, демонстрирующая птеригию. У 36-летней женщины было обнаружено поражение конъюнктивы и роговицы, соответствующее птеригиуму. (D) HR-OCT выявила утолщенное субэпителиальное поражение с полосатым отражением, которое, вероятно, соответствовало сосудистой сети и вышележащему тонкому эпителию, разделенному плоскостью спайности. Максимальные значения толщины эпителия и субэпителия поражения составили 62 мкм и 811 мкм соответственно. (E) Фотография с щелевой лампой, демонстрирующая липодермоиду. 13-летний мальчик обратился с жировым поражением в носовом квадранте левого глаза. (F) HR-OCT выявила тонкий эпителий с подлежащей сильно утолщенной однородной тканью с затенением. Максимальные значения эпителиальной и субэпителиальной толщины поражения составили 105 мкм и 1,88 мм соответственно. (G) Фотография с помощью щелевой лампы, демонстрирующая псевдоптеригий. 70-летняя женщина обратилась с приподнятым поражением конъюнктивы в лимбе в носовой части правого глаза. (H) HR-OCT выявила умеренно гиперрефлективный эпителий с утолщенным поражением в собственной субстанции, смешанным с гипорефлективным кластерным участком. Максимальные значения толщины эпителия и субэпителия поражения составили 70 мкм и 737 мкм соответственно. Масштабные линейки: 250 мкм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 2: Образец изображения OSSN до и после местной химиотерапии. (A) При презентации фотография с помощью щелевой лампы, демонстрирующая студенистый OSSN. Поперечная линия выровнена по центру поражения (B), а HR-OCT определила горизонтальное (C) и вертикальное (D) пространство поражения гиперрефлективного утолщенного эпителия. После 2-месячной местной химиотерапии (5-фторурацил 1%, через неделю, 3 недели без перерыва, четыре раза в день; интерферон-α2b 1MIU/мл, вводимый четыре раза в день), фотография, сделанная с помощью щелевой лампы, продемонстрировала полное разрешение поражения (Е). Поперечная линия выровнена по исходному пятну (F), и HR-OCT определила горизонтальное (G) и вертикальное (H) пространство гиперрефлективного эпителия нормальной толщины. Масштабные линейки: 250 мкм. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Обсуждение

ОКТ переднего сегмента (АС-ОКТ) является перспективным диагностическим инструментом для обследования поверхности глаза. Он получает оптический срез поверхности глаза в соответствии с принципом интерферометрии Майкельсона⁹. Систематическая интерпретация АС-ОКТ начинается с самой крайней ткани глазной поверхности, а именно эпителия роговицы, лимбального и конъюнктивального комплекса. Недавнее исследование Vempuluru et al. показало, что AS-OCT очень полезен для подтверждения поражения эпителия там, где возникает большинство опухолей глазной поверхности, особенно OSSN¹⁰. Несмотря на то, что многие бесконтактные технологии могут быть использованы в лечении OSSN в клиниках, HR-OCT все же выделяется несколькими сильными сторонами. Это быстрое сканирование, доступное для всей поверхности глаза, легко интерпретируемое и требующее минимальной подготовки оператора. Yim et al. обнаружили, что благоприятная кривая обучения наблюдалась у начинающих клиницистов после короткого модуля обучения по признакам AS-OCT¹¹. Поэтому мы сосредоточимся на представлении стандартизированного, практичного и воспроизводимого метода визуализации OSSN для продвижения применения AS-OCT в клиническом рабочем процессе.

HR-ОКТ может оказать помощь в дифференциации OSSN от различных глазных поражений. Он обеспечивает типичные изображения поперечного сечения с морфологическими закономерностями, а именно утолщением эпителия, гиперрефлективностью и зоной резкого перехода. Большинство заболеваний, не связанных с эпителием, обычно проявляются в виде нормального эпителия с утолщенными субэпителиальными поражениями. Во многих исследованиях OSSN дифференцировался количественно путем измерения значения толщины эпителия. Пороговые значения 120-142 мкм были верифицированы для получения хорошей чувствительности и специфичности в дифференциации OSSN от птеригии^12,13. AS-OCT также может быть использован для выявления сопутствующих глазных патологий². Это полезно для потенциального уменьшения количества биопсии или направления места проведения биопсии для лучшей диагностики и лечения.

Несмотря на то, что гистопатологическое исследование остается золотым стандартом, HR-OCT может быть полезным помощником в мониторинге химиотерапевтического ответа и предотвращении преждевременного прекращения терапии. Во время местной химиотерапии прогрессирование в сторону нормализации эпителия, а именно уменьшение толщины и гиперрефлективности, менее отчетливая переходная зона могут быть видны на изображениях HR-OCT, что определяется как разрешение опухоли, в то время как появление нормализованного эпителия определяется как клиническое разрешение опухоли¹⁴. Как правило, для предотвращения прогрессирования и рецидива OSSN рекомендуется 1-2 дополнительных цикла местной химиотерапии для достижения полного разрешения опухоли^{после разрешения опухоли}, определенной HR-OCT. Кроме того, HR-OCT может быть использована для мониторинга субклинического заболевания во время последующих визитов, чтобы помочь клиницистам скорректировать терапию с целью предотвращения рецидива опухоли¹⁶.

Тем не менее, важно осознавать ограничения HR-OCT в клинических условиях. HR-ОКТ не может надежно дифференцировать подтипы плоскоклеточной неоплазии, такие как гиперплазия псевдоэпителиомаотуса, папиллома, ЦИН и ПКК¹⁷. Кроме того, эффекты затенения обычно наблюдаются при ороговевших, пигментированных опухолях или поражениях глубиной более 500 мкм, что может препятствовать визуализации задней границы эпителия¹⁰. Кроме того, некоторые поражения могут иметь перекрывающиеся характеристики, что снижает точность интерпретации¹⁸. Несмотря на вышеупомянутые недостатки, HR-ОКТ по-прежнему является перспективным методом диагностики опухолей, когда они имеют эпителиальную или субэпителиальную природу. Это вспомогательное средство визуализации может помочь клиницистам в улучшении ведения OSSN в клиниках. Более того, биомаркеры визуализации в AS-OCT могут быть расширены в области приложений глубокого обучения, чтобы помочь офтальмологам повысить точность диагностики, прогнозирования и мониторинга, а также снизить рабочую нагрузку и затраты.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
70% этанола	любой марки
Система оптической когерентной томографии (ОКТ) в области Фурье	Optuvue Inc., Фримонт, Калифорния, США	RTVue XR
RTVue программное обеспечение	Optuvue Inc., Фримонт, Калифорния, США