Оптическая когерентная томография в диагностике новообразований желудочно-кишечного тракта 14. 00. 19 лучевая диагностика, лучевая терапия

Вид материала

Автореферат диссертации

Содержание Научный руководитель Семизоров А.Н. Общая характеристика работы. Цель работы Задачи работы Научная новизна Практическая значимость Результаты исследования представлены Внедрение в практику Положения, выносимые на защиту Объём и структура диссертации. Содержание работы. Таблица 1. Общая характеристика выявленных злокачественных новообразований. Результаты исследования. Диагностическая эффективность ОКТ-исследования при новообразованиях пищевода, желудка и прямой кишки. Основные диагностические признаки ОКТ-изображений патологических состояний органов желудочно-кишечного тракта Практические рекомендации Список работ, опубликованных по теме диссертации

Подобный материал:

• Компьютерная томография в диагностике организующей пневмонии 14. 01. 13 лучевая диагностика,, 246.74kb.
• Нейтронная и нейтронно-фотонная терапия злокачественных новообразований слюнных и щитовидной, 340.88kb.
• Интервенционные радиологические технологии в диагностике непальпируемых новообразований, 346.68kb.
• Адъювантная лучевая терапия рака желудка. 14. 00. 14 онкология 14. 00. 19 лучевая диагностика,, 304.24kb.
• Селиверстов Павел Владимирович лучевая диагностика диспластически-дистрофического синдрома, 488.95kb.
• Селиверстов Павел Владимирович лучевая диагностика диспластически-дистрофического синдрома, 488.65kb.
• Ультразвуковое исследование в комплексной лучевой диагностике злокачественных опухолей, 485.88kb.
• Лучевые и эндоскопические исследования в дифференциальной диагностике заболеваний органов, 242.79kb.
• Трухачёва Наталия Геннадьевна офтальмосонография в комплексной диагностике опухолей, 456.47kb.
• Комплексная лучевая диагностика в оценке репаративного процесса при лечении больных, 429.1kb.

На правах рукописи

ДЕНИСЕНКО АРКАДИЙ НИКОЛАЕВИЧ




Оптическая когерентная томография в диагностике новообразований желудочно-кишечного тракта

14.00.19 – лучевая диагностика, лучевая терапия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук


Нижний Новгород, 2006

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования “Нижегородская государственная медицинская академия” Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию.

^ Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор, Заслуженный врач РФ Терентьев И.Г.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор ^ Семизоров А.Н.

доктор медицинских наук Ожерельев А. С.

Ведущее учреждение: ГОУ ВПО “Московский государственный медико-стоматологический университет” Росздрава.

Защита диссертации состоится «___ » ________ 2006 г. в __ ч на заседании диссертационного совета Д 208.061.02 при Нижегородской государственной медицинской академии по адресу: 603005, Н. Новгород, пл. Минина и Пожарского, д. 10/1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородской государственной медицинской академии по адресу: Н. Новгород, ул. Медицинская, д. 4а

Автореферат разослан « ___» ________ 2006 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук профессор Е.Ф.Лукушкина


^ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы.

Злокачественные новообразования желудка, толстого кишечника, пищевода по распространённости занимают соответственно II, IV и VI места в общей структуре онкологической заболеваемости (Старинский В.В. с соавт., 2005). С середины XX века во всём мире отмечается увеличение количества злокачественных опухолей пищевода, кардиального отдела желудка, ободочной и прямой кишки (Чиссов В.И. с соавт., 2001, Bouma B.E. et al. 2002).

У большинства пациентов c впервые выявленными злокачественными новообразованиями регистрируются III – IV стадии заболевания вследствие длительного скрытого течения опухолей данной локализации, отсутствия патогномоничных симптомов, позднего обращения за медицинской помощью (Старинский В.В., 2005). Фоновые заболевания органов пищеварения, маскирующие начальные проявления новообразований или служащие основой их возникновения, существенно усложняют диагностику злокачественных опухолей данной локализации (Чиссов В.И. с соавт., 2001).

Более половины больных со злокачественными новообразованиями органов желудочно-кишечного тракта погибает в течение первого года после установления диагноза, что связано с поздним обращением больных за медицинской помощью. Вместе с тем, 5-летняя выживаемость при I стадии опухолей желудка, пищевода, толстой кишки близка к 90% (Msica S. et al. 1999; Zhang X. et al. 2004). Таким образом, разработка методов ранней диагностики может способствовать повышению выживаемости при злокачественных новообразованиях желудочно-кишечного тракта.

Смешанные или эндофитнорастущие новообразования пищеварительного тракта, отличающиеся наихудшим прогнозом, выявляются в 60–85% случаев (Кныш В.И., 1997, Харченко Н.В., 2000, Мерабишвили В.М. с соавт., 2001). В последнее время наблюдается увеличение количества данных форм новообразований (Юшков П.В., 1995, Чисов В.И. с соавт., 2001). По мнению ряда авторов, значительная доля опухолей органов пищеварения со смешанным типом роста относится к изначально эндофитнорастущим новообразованиям, у которых на фоне увеличения объёма опухоли возник экзофитный компонент (Портной Л.М. с соавт., 2004).

Локализация и распространённость процесса являются основными факторами, в соответствии с которыми определяется тактика лечения данной категории больных: доступ и объём хирургического вмешательства, показания для комбинированного лечения, возможность выполнения органосохраняющих операций или эндоскопического удаления опухоли по типу мукозэктомии. Для обеспечения радикальности операции необходимо исключить рост новообразования по границам резекции. Преобладание эндофитного компонента опухолей желудочно-кишечного тракта, при котором видимый край роста новообразования не совпадает с уровнем внутристеночной инвазии, значительно осложняет определение границ опухоли и, соответственно, уровня резекции органа. При этом рекомендуемый для определения уровня резекции отступ от видимого края опухолевой инфильтрации не всегда гарантирует отсутствие рецидива (Шалимов А.А. с соавт., 1987, Сигал М.З. с соавт., 1991, Вашкамадзе Л.А. с соавт., 2004).

Рентгенологическое исследование, УЗИ, КТ, МРТ, эндоскопическое исследование не способны выявить патологические изменения внутри стенки органа, что делает их недостаточно информативными при диагностике эндофитнорастущих новообразований. Разрешающая способность перечисленных классических методов обследования органов желудочно-кишечного тракта составляет от 1000 до 100 мкм, что ограничивает их применение при детектировании ранних стадий новообразований. Для выявления самых начальных неопластических изменений слизистой оболочки органов пищеварения необходимо разрешение порядка 10 мкм.. На сегодняшний день проводится поиск новых подходов к диагностике неоплазий желудочно-кишечного тракта за счёт внедрения современных оптических технологий, способных визуализировать структуру исследуемых объектов с данным разрешением (DaCosta R.S. et al., 2002).

Представляется перспективным использование оптической когерентной томографии (ОКТ) для исследования стенки желудочно-кишечного тракта, так как данный метод позволяет в реальном времени получать информацию о характере изменений в изучаемых органах на тканевом уровне. В основе ОКТ лежит детектирование отражённого тканевыми структурами излучения ближнего инфракрасного диапазона, что позволяет обеспечить высокую разрешающую способность (20 мкм) и достаточную для выявления патологических изменений слизистой оболочки глубину сканирования (до 2 мм).
^

Цель работы

Определить возможности, место и роль оптической когерентной томографии в диагностике новообразований органов желудочно-кишечного тракта.


Для достижения этой цели решались следующие задачи:
^

Задачи работы

1. Разработать и обосновать методику прижизненной оптической когерентной томографии органов желудочно-кишечного тракта с учётом их анатомического строения и функциональных особенностей.
   
2. Дать общую характеристику изображений, полученных in vivo при оптической когерентной томографии органов желудочно-кишечного тракта, и определить возможность дифференцировать изображения слизистой оболочки в норме и при различных вариантах опухолевой и неопухолевой патологии.
   
3. Оценить информативность ОКТ-изображений при различных направлениях сканирующего излучения и различной компрессии тканей сканирующим зондом.
   
4. Выявить возможности оптической когерентной томографии в определении границ новообразований органов желудочно-кишечного тракта.
   
5. Определить основные направления использования оптической когерентной томографии в практической онкохирургии желудочно-кишечного тракта.
   

^

Научная новизна

1. Впервые оптическая когерентная томография использована в диагностике заболеваний органов желудочно-кишечного тракта.
   
2. Описаны прижизненные ОКТ-изображения нормальной и патологически изменённой слизистой оболочки различных отделов желудочно-кишечного тракта.
   
3. Проведен сравнительный анализ ОКТ-изображений стенки органов желудочно-кишечного тракта в норме, при злокачественных и доброкачественных новообразованиях, воспалительных и рубцовых изменениях.
   
4. Впервые разработана методика оптической когерентной томографии органов желудочно-кишечного тракта с использованием дозированной компрессии тканей. Новизна метода подтверждена решением о выдаче патента на изобретение РФ (№2005125405\14(028546)) и приоритетной справкой на изобретение РФ (№2005125405 от 09.08.2005).
   
5. Впервые разработан способ определения границ злокачественных новообразований органов желудочно-кишечного тракта с использованием оптической когерентной томографии и маркировки их термометками и раствором метиленового синего. Новизна метода подтверждена приоритетной справкой на изобретение РФ(№2005123750 от 26 июля 2005 г.).
   

^ Практическая значимость

По результатам научного исследования разработаны и внедрены в клиническую практику методики оптической когерентной томографии различных отделов желудочно-кишечного тракта. Использование ОКТ в диагностике заболеваний органов желудочно-кишечного тракта позволило:

• повысить эффективность диагностики заболеваний органов желудочно-кишечного тракта;
  
• разработать методику дооперационного определения границ опухолей органов желудочно-кишечного тракта с использованием ОКТ;
  
• оптимизировать планирование объёма операции и уровня резекции при новообразованиях органов желудочно-кишечного тракта.
  

^

Результаты исследования представлены

на Всероссийских конференциях: III конференция молодых учёных “Актуальные вопросы клинической и экспериментальной онкологии” (г. Москва, 2001 г.), Лазерные и информационные технологии в медицине (г. Санкт-Петербург, 2001 г.), VII Российская гастроэнтерологическая неделя (г. Москва, 2001 г.), VIII Российская гастроэнтерологическая неделя (г. Москва, 2002 г.), IX Российская гастроэнтерологическая неделя (г. Москва, 2003 г.), I съезд колопроктологов России (г. Самара, 2003 г.), X Российская гастроэнтерологическая неделя (г. Москва, 2004 г.), XI Российская гастроэнтерологическая неделя (г. Москва, 2005 г.), IV конгресс современных технологий в педиатрии и детской хирургии (г. Москва, 2005 г.).
^

Внедрение в практику

Разработанный метод обследования пациентов с патологией органов желудочно-кишечного тракта внедрён с практику работы Нижегородского Областного онкологического диспансера. Результаты исследования используются в педагогическом процессе на кафедре онкологии, курсе лучевой диагностики Центра повышения квалификации и последипломной подготовки специалистов Нижегородской государственной медицинской академии.
^

Положения, выносимые на защиту

1. ОКТ-изображение опухолей слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта имеет ряд характерных признаков, позволяющих отличать их от ОКТ-изображений слизистой оболочки в норме и при неопухолевой патологии.
   
2. Качественные ОКТ-изображения могут быть получены при положении сканирующего зонда перпендикулярно поверхности изучаемого участка слизистой оболочки, допустимое отклонение от перпендикулярной оси – не более 30º. Использование дозированной компрессии тканей позволяет значительно повысить информативность получаемых изображений.
   
3. ОКТ-исследование позволяет объективно, неинвазивно и в реальном времени детектировать линейные границы опухолевого роста в стенке органов желудочно-кишечного тракта.
   
4. Сочетание ОКТ-исследования с последующей маркировкой границ опухоли позволяет оптимизировать хирургическое вмешательство при злокачественной патологии пищевода и прямой кишки.
   

^

Объём и структура диссертации.

Диссертационная работа изложена на 137 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, 3 глав, отражающих результаты собственных наблюдений, заключения, выводов и указателя литературы. Последний содержит 184 источников, включая 78 работы отечественных и 106 иностранных авторов.

Работа иллюстрирована 33 рисунками и 13 таблицами.

^ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Материалы и методы исследования.


Клинический материал составили результаты обследования 263 пациентов с различными заболеваниями пищевода, желудка, толстой кишки. Все пациенты обследовались в клинике онкологии Центра повышения квалификации и профессиональной переподготовки специалистов Нижегородской государственной медицинской академии на базе Нижегородского областного онкологического диспансера и Нижегородской Областной клинической больнице имени Н. А. Семашко с 1997 по 2006 годы.

Специального отбора больных не проводилось. Критерием включения в исследование являлись показания к эндоскопическому исследованию органов желудочно-кишечного тракта и согласие самого больного. Критериями исключения являлись возраст моложе 18 лет и беременность. Кроме того, исключались больные с клиникой желудочно-кишечного кровотечения или выраженного стеноза просвета органа, что не позволяло провести полноценный эндоскопический осмотр слизистой оболочки.

Обследованы пациенты от 34 до 78 лет, средний возраст составил 51 год. Обследованы 193 мужчины и 70 женщин.

Различные опухолевые и неопухолевые заболевания пищевода найдены у 133 больных, желудка – у 50 больных, ободочной и прямой кишки – у 40 больных. При обследовании пищевода и желудка у 30 человек и при колоноскопическом обследовании у 10 человек патологических изменений слизистой оболочки не выявлено.

Опухоли органов пищеварения выявлены у 107 пациентов. Из них злокачественные новообразования диагностированы в 94 случаях, доброкачественные – в 13.

Общая характеристика опухолевого роста у пациентов со злокачественными новообразованиями пищевода представлена в таблице 1.

^ Таблица 1.

Общая характеристика выявленных злокачественных новообразований.

Признак	Количество больных
	Рак пищевода	Рак желудка	Рак прямой кишки
Глубина инвазии:
Слизистая (T1)	1	4	-
Мышечный слой (T2)	9	7	7
Вся толща стенки органа (T3)	20	14	14
Врастание в окружающие структуры (T4)	6	5	7
Стадия заболевания:
I	2	5	-
II	7	7	7
III	20	13	21
IV	7	5	-
Тип роста:
Экзофитный	2	5	21
Смешанный	12	11	-
Эндофитный	22	14	7
Гистологическое строение:
Плоскоклеточный рак	33	-	-
Аденокарцинома	3	26	28
Перстневидноклеточный рак	-	4	-

Как видно из таблицы, у большинства пациентов со злокачественными опухолями выявлены поздние стадии заболевания. Преобладали опухоли со смешанным и эндофитным ростом. Все исследованные опухоли имели гистологическое строение рака.

При диагностике заболеваний пищевода, желудка и толстой кишки всем пациентам проводилось традиционное клиническое обследование, а также дополнительные инструментальные обследования (УЗИ, рентгенологическое обследование, МРТ и др.).

Во время эндоскопического осмотра, всем пациентам дополнительно выполнялось исследование слизистой оболочки с помощью ОКТ-системы, разработанной учёными Института прикладной физики Российской академии наук, г. Н.Новгород.

Прибор отличается малыми габаритами (размеры томографического блока не превышают 154040 см, вес - около 10 кг). При работе ОКТ-система подключается к стандартной сети переменного тока и потребляет не более 25 Вт мощности. Показатели мощности зондирующего излучения на объекте отвечают требованиям Санитарных норм и правилам устройства и эксплуатации лазеров № 5804 – 91 от 31.07.1991г. (на длине волны 1300 нм – до 2 мВт).

Все исследования проводились с использованием оптического зонда, состоящего из волоконно-оптического и электрического кабеля в гибкой трубке, а также сканера с системой линз на его дистальном конце. Оптическое волокно могло быть введено в биопсийный канал эндоскопа, благодаря чему стало возможным исследование всех отделов пищеварительного тракта.

Для управления томографом и записи изображения использовался портативный компьютер. Полученный от биоткани сигнал подвергался цифровой обработке, что обеспечивало получение в реальном времени двухмерных оптических образов размером 200200 пикселов – ОКТ-изображений. Горизонтальная шкала на ОКТ-изображениях дается в масштабе 1 мм. Изображения имели позитивную псевдоцветную коричневую палитру, где светлые зоны соответствовали области более интенсивного обратного рассеяния. С помощью режима "редактор документов" проводилась обработка полученных ОКТ-изображений и создавались протоколы исследований.

Диагностическая ценность ОКТ была подтверждена результатами статистического исследования.


^ Результаты исследования.

Любой вид диагностики основан на изучении параметров обследуемого объекта и сравнении их с существующим эталоном. При ОКТ-исследовании желудочно-кишечного тракта эталоном является ОКТ-изображение нормальной слизистой оболочки.

С этой целью нами выполнено ОКТ-сканирование неизмененной стенки пищевода и желудка у 30 человек и стенки толстой кишки у 10 пациентов. В общей сложности получено 360 ОКТ-изображений нормальной слизистой оболочки пищевода, 480 ОКТ-изображений нормальной слизистой оболочки желудка, 104 ОКТ-изображений нормальной слизистой оболочки толстой кишки. Полученные ОКТ-изображения проанализированы и интерпретированы в сопоставлении с соответствующими гистологическими изоборажениями (рис. 1).



плоский эпителий

собственная пластинка слизистой

мышечная пластинка слизистой

подслизистая оболочка

мышечная оболочка

1 mm



Рис. 1. ОКТ- и соответствующее гистологическое изображения нормальной слизистой оболочки пищевода (Окраска препарата: гематоксилин - эозин. Ув. ).

Нормальная стенка пищевода, желудка, толстой кишки отличается упорядоченной слоистой организацией с чередованием тканевых слоёв с чётко выраженными границами, имеющими различные оптические свойства. На ОКТ-изображении нормальной стенки пищевода можно выделить 5 слоёв, соответствующих многослойному плоскому эпителию, собственной и мышечной пластинкам слизистой оболочки, подслизистой оболочке и мышечному слою. На ОКТ-изображениях нормальной стенки желудка визуализируются 4 слоя: слой, соответствующий эпителиальному покрову и собственной пластинке, мышечная пластинка, подслизистая оболочка и мышечная оболочка. На ОКТ-изображениях нормальной стенки толстой кишки определяются 4 слоя, соответствующих эпителиальному покрову и собственной пластинке, подслизистой оболочке, слоям циркулярных и продольных мышечных волокон. На ОКТ-изображениях стенки прямой кишки можно выделить 4 слоя, соответствующих эпителиальному покрову и собственной пластинке, мышечной пластинке слизистой оболочки, подслизистой оболочке, мышечной оболочке. Структура ОКТ-изображения стенок органов желудочно-кишечного тракта детерминирована её морфологической неоднородностью и является отражением особенностей строения изучаемых биологических объектов на тканевом уровне.

Для изучения ОКТ-признаков злокачественных новообразований желудочно-кишечного тракта нами изучены результаты обследования 94 пациентов с данной патологией. Из них у 36 больных был диагностирован рак пищевода, у 30 пациентов – рак желудка и у 28 больных – рак прямой кишки (всего получено 2715 ОКТ-изображений рака пищевода, 1950 ОКТ-изображений рака желудка и 1400 ОКТ-изображений рака прямой кишки). Во всех случаях результаты ОКТ-исследования соотносились с результатами морфологического исследования биопсийных и операционных препаратов.

ОКТ- и соответствующее гистологическое изображения злокачественного новообразования желудка представлены на рис. 2.


1 mm



Рис. 2. ОКТ- и соответствующее гистологическое изображения аденокарциномы желудка. (Окраска: гематоксилин - эозин. Ув. 200).


По результатам проведенного иследования сформулированы общие признаки оптических изображений злокачественных новообразований:

• изображение стенки органов желудочно-кишечного тракта теряет свою слоистую структуру (т. е. становится бесструктурным);
  
• информативный сигнал быстро угасает;
  
• на ОКТ-изображениях определяются множественные эллипсовидные структуры, что является признаком гиперваскуляризации.
  

Нами не выявлено какой-либо специфичности изображений опухолей различных локализаций, гистологического строения, степени дифференцировки и типа опухолевого роста.

С целью оценки диагностической эффективности ОКТ в диагностике злокачественных опухолей пищевода, желудка и прямой кишки, нами проведено определение показателей чувствительности и специфичности.

Для определения чувствительности метода, нами проанализировано 2750 ОКТ-изображений рака пищевода, 1950 изображений рака желудка и 1400 изображений рака прямой кишки. Для определения специфичности метода, нами исследовано 360 ОКТ-изображений нормальной пищеводной стенки, 480 изображений нормальной желудочной стенки и 120 изображений нормальной стенки прямой кишки. Полученные результаты диагностической эффективности ОКТ-исследований при новообразованиях пищевода, желудка и прямой кишки приведены в таблице 2.

Таблица 2

^ Диагностическая эффективность ОКТ-исследования при новообразованиях пищевода, желудка и прямой кишки.

Локализация	Чувствительность		Специфичность
	Значение	95% доверительный интервал	Значение	95% доверительный интервал
Рак пищевода	98 %	93,5–99 %	95 %	87,1–99 %
Рак желудка	97 %	90,8–99 %	86 %	73,3–96 %
Рак прямой кишки	96 %	88,6–99 %	92 %	74,8–96 %

Как видно из таблицы, выявлена высокая чувствительность и специфичность ОКТ в диагностике злокачественных опухолей желудочно-кишечного тракта. Вместе с тем, абсолютных отличительных критериев малигнизации при ОКТ-исследовании нами не найдено, что обуславливает обязательное проведение биопсии во время эндоскопического осмотра.

Проведено ОКТ-исследование у 8 пациентов с полипами желудка и толстой кишки (получено 40 ОКТ-изображений). Результаты ОКТ-исследования соотносились с результатами гистологического исследования.

На ОКТ-изображениях гиперпластических полипов небольших размеров (до 3–4 мм) определяется значительное увеличение толщины поверхностного слоя изображения кишечной стенки (за счёт гиперплазии слизистой); границы подлежащих слоёв становятся смазанными.

Аденоматозные полипы являются доброкачественными опухолями (аденомами) слизистой оболочки и относятся к предраковым заболеваниям. При аденоматозных полипах и гиперпластических полипах, размер которых превышает глубину сканирования прибора, ОКТ-изображения характеризуются полной потерей слоистой структуры, затрудняя распознавание доброкачественности процесса. Вместе с тем, любые полиповидные образования пищеварительного тракта легко выявляются при эндоскопическом и рентгенологическом осмотре и подлежат обязательному удалению. Гистологическое исследование удалённой опухоли исключает ошибки в диагностике и тактике лечения при данной патологии.

Для выявления отличительных критериев ОКТ-картины злокачественных опухолей от неопухолевых заболеваний нами проведено сравнение результатов обследования 94 пациентов со злокачественными новообразованиями пищевода, желудка и прямой кишки (6065 ОКТ-изображений) с результатами обследования 116 пациентов с наиболее часто встречающимися в клинической практике неопухолевыми заболеваниями пищеварительного тракта (2141 ОКТ-изображений).

Суммарная характеристика ОКТ-признаков основных вариантов опухолевой и неопухолевой патологии органов желудочно-кишечного тракта представлена в таблице 3.


Таблица 3

^ Основные диагностические признаки ОКТ-изображений патологических состояний органов желудочно-кишечного тракта

Критерии оценки Заболевания	Слоистая структура	Ровная верхняя граница	Наличие включений	Сохранение полезного сигнала на всю глубину изображения
Слизистая оболочка не изменена	+	+	-	+
Злокачественная опухоль	-	-	+	-
Доброкачественная опухоль	-	-	-	-
Воспалительные изменения	+/-	+	+/-	+
Рубцовые изменения	-	-	-	-

Одной из задач настоящего научного исследования было выявление оптимальных условий для получения наиболее информативных ОКТ-изображений.

Методика ОКТ-исследований предполагает выполнение следующих основных условий: полный контакт поверхности ОКТ-зонда с исследуемой поверхностью и неподвижность сканера относительно поверхности изучаемого объекта в течение времени сканирования. Особый интерес представляло собой изучение влияния положения сканирующего зонда на качество получаемых ОКТ-изображений.

Определено, что положение сканирующего зонда перпендикулярно к поверхности слизистой оболочке обследуемого органа является оптимальным для получения качественных ОКТ-изображений. Однако при эндоскопическом исследовании in vivo такого положения сложно добиться. Нами получено приемлемое качество ОКТ-изображения без существенных артефактов при отклонении зонда от перпендикулярной поверхности оси до 20–30 градусов, хотя это сопровождалось снижением контрастности границ слоёв на изображениях. Дальнейшее уменьшение угла наклона приводит к соскальзыванию зонда с поверхности и появлению артефактов движения.

Одной из особенностей строения стенки пищеварительного тракта в норме является хорошая способность к деформации под воздействием внешних нагрузок. Дозированная компрессия тканей сканирующим зондом во время ОКТ-исследования органов желудочно-кишечного тракта позволяет значительно уменьшить толщину их стенки и расправить складки слизистой оболочки, что приближает глубокие отделы стенки органа к уровню, доступному сканированию, и повышает чёткость изображения. Оптимальное значение силы прижима сканирующего зонда равно весу тела массой 50–100 грамм.

Наличие опухолевой инфильтрации препятствует сжатию, что может быть зарегистрировано на ОКТ-изображениях. Это свидетельствует о том, что реакция объекта на компрессию несёт дополнительную информацию о состоянии ткани, и может являться отличительным признаком при злокачественных новообразованиях.




Основным условие радикальности хирургического лечения при злокачественных опухолях является отсутствие опухолевого роста по границам резекции. На сегодняшний день основным критерием определения уровня резекции органа при новообразованиях пищеварительного тракта является отступ до 5 см от видимой или пальпируемой границы роста новообразования. Вместе с тем, визуальная оценка опухолевой инфильтрации проводится лишь со стороны наружной стенки органа, небольшие опухоли не всегда доступны пальпации, что ограничивает возможности данного метода.

Во время эндоскопического осмотра, после определения визуальной границы опухоли, проводилось ОКТ-сканирование стенки органа в сторону здоровой ткани по передней, задней и боковым поверхностям с интервалом 3 мм до появления ОКТ-изображений, свойственных нормальным тканям, с характерной чёткой слоистой структурой. На ОКТ-изображениях, соответствующих границе роста новообразования, достаточно чётко выявлялась бесструктурная область опухолевой инфильтрации и зона со слоистой структурой, характерной для нормальной стенки желудочно-кишечного тракта.

Найденная таким образом граница маркировалась электротермическими метками и инъекцией раствора метиленового синего.

Данные метки просвечивали на поверхности органа и могли быть определены визуально, через просвет пересечённого органа, и на препарате, что позволяло использовать их в качестве ориентира для определения уровня резекции во время операции. Правильность определения границы роста новообразования подтверждалась морфологическим исследованием послеоперационного материла.

Проведено исследование возможностей ОКТ в определении проксимальной границы роста у 26 пациентов со злокачественными опухолями дистальной трети пищевода и кардиоэзофагиальной зоны. В общей сложности с целью определения проксимальной границы роста новообразований было получено 702 ОКТ-изображения, в том числе непосредственно в области границы роста опухоли – 219 изображений.

Определённая с помощью ОКТ граница роста новообразования не совпадала с визуальной в 18 из 26 наблюдений и находилась на 0,5 - 1,5 см проксимальнее видимого края роста опухоли. Последующее морфологическое исследование подтвердило правильность ОКТ-детектирования границ при новообразованиях нижней трети пищевода и кардиоэзофагиальном раке в 24 наблюдениях.

Кроме того, проведено изучение дистальной границы опухолевого роста у 28 больных с морфологически подтверждённым раком прямой кишки. Для изучения корреляции визуальной, ОКТ-детектированной и гистологической границ опухоли проанализировано 784 ОКТ- изображения. Визуальная граница опухоли не совпала с ОКТ границей ни в одном наблюдении: рост опухоли по подслизистому и мышечному слоям прямой кишки не определялся визуально, однако достаточно убедительно диагностировался при ОКТ-исследовании на 0,5-1,5 см дистальнее видимого края.

Совпадение ОКТ-границы опухоли с границей, установленной гистологически, имело место у 24 пациентов.

Таким образом, собственными наблюдениями показана высокая эффективность ОКТ при планировании уровня проксимальной границы резекции по поводу рака нижней трети пищевода и кардиоэзофагиальной локализации. Выявлена возможность ОКТ-детектирования дистальной границы роста злокачественных новообразований прямой кишки, что необходимо для решения вопроса о возможности выполнения органосохраняющей операции.

Целесообразность применения ОКТ в онкохирургии желудочно-кишечного тракта подтверждена клиническими примерами.


Выводы

1. Оптическая когерентная томография является информативным методом прижизненного исследования структуры стенки органов желудочно-кишечного тракта.
   
2. ОКТ-изображение стенки органов желудочно-кишечного тракта в норме отличается упорядоченной структурой с чёткой границей отдельных слоёв. Основной отличительной чертой ОКТ-изображений злокачественных новообразований является потеря слоистости и быстрое угасание сигнала.
   
3. Качество ОКТ-изображений зависит от положения сканирующего зонда. Оптимальным является его положение, максимально приближенное к оси, перпендикулярной стенке органа.
   
4. Дозированный прижим сканирующего зонда позволяет существенно повысить информативность ОКТ-исследования за счёт истончения и уплотнения стенки органа.
   
5. Оптическая когерентная томография позволяет объективно определять линейные границы опухолевого роста. Сочетание ОКТ-исследования с последующей маркировкой границ опухоли может быть использовано для оптимизации хирургических вмешательств на органах желудочно-кишечного тракта.
   

^ Практические рекомендации

Полученные в результате научного исследования данные о возможностях оптической когерентной томогафии в диагностике новообразований желудочно-кишечного тракта позволяют предложить практическому здравоохранению следующие рекомендации:

1. Проведение оптической когерентной томографии показано пациентам с опухолевой патологией органов желудочно-кишечного тракта в качестве дополнительного диагностического метода на амбулаторном и стационарном этапах обследования.
   
2. ОКТ-исследования органов желудочно-кишечного тракта рекомендуется проводить во время стандартного эндоскопического осмотра после тщательной подготовки больного; при положении сканирующего зонда, максимально приближенном к оси, перпендикулярной поверхности исследуемой ткани; с прижимом сканирующего зонда, равным весу тела массой 50–100 грамм.
   
3. Границы опухоли, определённые при ОКТ-иследовании на предоперационном этапе, рекомендуется маркировать электрометкой и подслизистым введением раствора метиленового синего. Это позволяет визуализировать границу опухоли во время выполнения хирургического вмешательства.
   
4. Предложенная методика ОКТ-исследования рекомендуется к использованию при детектировании определения проксимальной границы резекции опухоли при новообразованиях кардиоэзофагиальной локализации и дистальной границы резекции при опухолях прямой кишки.
   

^ СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. In vivo endoscopic OCT imaging of precancer and cancer states of human mucosa // Optics Express. - 1997. - V. 1, N. 13. - P. 432-440 (Соавт.: Sergeev A.M., Gelikonov V.M., Gelikonov G.V., Feldchtein F.I., Kuranov R.V., Gladkova N.D., Shakhova N.M., Snopova L.B., Shakhov A.V., Kuznetzova I.A., Pochinko V.V., Chumakov Y.P., Streltzova O.S.).
   
2. Endoscopic OCT for in vivo imaging of precancer and cancer states of human mucosa. Proc SPIE, 3196, 1997. (Соавт.: Sergeev A.M., Gelikonov V.M., Gelikonov G.V., Feldchtein F.I., Kuranov R.V., Gladkova N.D., Shakhova N.M., Kuznetzova I.A., Snopova L.B., Almasov V. I.).
   
3. Design and performance of an endoscopic OCT system for in vivo studies of human mucosa // Conference on Lasers and Electro-Optics: OSA - 1998. - P. 122-123. (Соавт.: Feldchtein F.I., Gelikonov V.M., Gelikonov G.V., Kuranov R.V., Gladkova N.D., Sergeev A.M., Shakhova N.M., Kuznetzova I.A., Streltzova O.S.).
   
4. Integrated endoscopic OCT system and in-vivo images of human internal organs // Coherence Domain Optical Methods in Biomedical Science and Clinical Applications II. Proc. of SPIE /V.V. Tuchin and J.A. Izatt, Editors. -: SPIE - 1998. - P. 36-46. (Соавт.: Sergeev A.M., Feldchtein F.I., Gelikonov G.V., Kuranov R.V., Gelikonov V.M., Kuznetzova I.A., Snopova L.B., Shakhova N.M., Almazov V. I.).
   
5. Optical coherence tomography in guided surgery of GI cancer. Coherence Domain Optical Methods and Optical Coherence Tomography in Biomedicine IX. Proс. of SPIE – 2005 (Соавт.: Zagaynova E.V, Abelevich A.I, Zagaynov V.E, Gladkova N.D., Feldchtein F.I., Snopova L.B.).
   
6. Оптическая когерентная томография в диагностике рака пищевода // III конференция молодых ученых "Актуальные вопросы клинической и экспериментальной онкологии". - Москва, 2001. - C. 64-65. (Соавт.: Загайнова Е.В., Загайнов В.Е., Мельников Д.В., Геликонов Г.В.).
   
7. Оптическая когерентная томография в мониторировании лечения рубцовых стриктур пищевода // Лазерные и информационные технологии в медицине. - Санкт-Петербург, 2001. - C. 77. (Соавт.: Загайнов В.Е., Мельников Д.В., Геликонов Г.В., Иксанов Р.Р.).
   
8. Оптическая когерентная томография -новый метод диагностики заболеваний пищевода. // Материалы VII Российской гастроэнтерологической недели. - Москва, 2001. - C. 144. (Соавт.: Загайнов В.Е., Загайнова Е.В., Мельников Д.В., Иксанов Р.Р.).
   
9. Роль ОКТ в мониторинге бужирования рубцовых стриктур пищевода // Материалы VIII Российской гастроэнтерологической недели. - Москва, 2002. - C. 138. (Соавт.: Загайнов В.Е., Мельников Д.В., Загайнова Е.В., Геликонов Г.В.).
   
10. ОКТ определение верхней границы опухоли пищевода при дистальных резекциях. // Материалы IX Российской гастроэнтерологической недели. - Москва, 2003. - C. 141. (Соавт.: Загайнов В.Е., Мельников Д.В., Загайнова Е.В., Кутис И.С.).
    
11. Роль оптической когерентной томографии в диагностике распространенности рака прямой кишки / В сборннике «Актуальные вопросы колопроктологии // Тезисы докладов I съезда колопроктологов России, Самара, 2003.-С.162-163. (Соавт.: Абелевич А.И.).
    
12. Оптическая когерентная томография при опухолях пищевода // Материалы X Российской гастроентерологической недели. Москва. - 2004.-С.137. (Соавт.: Загайнова Е.В., Загайнов Е.В., Слугарев В.В.).
    
13. Диагностический алгоритм у больных со стенозами пищеводных анастомозов // Ремедиум. Спецвыпуск. Онкология. - 2004. - С.43-44. (Соавт.: Загайнов В.Е., Загайнова Е.В., Гольденберг А.А.).
    
14. Метод дозированного прижима - способ повышения информативности ОКТ изображений ЖКТ. Мультицентровые исследования // Материалы XI Российской гастроентерологической недели. Москва. - 2005. - С.128. (Соавт.: Загайнова Е.В., Гладкова Н.Д., Абелевич А.И., Загайнов Е.В., Каменский В.А.).
    
15. Оптическая когерентная томография в оценке состояния стенки прямой кишки у детей. // Материалы IV конгресса современных технологий в педиатрии и детской хирургии. - Москва, 2005. - С. 434. (Соавт.: Кроль Е., Паршиков, Гладкова Н. Д.).
    
16. Применение метода оптической когерентной томографии в радикальном и паллиативном лечении рака пищевода. // Сборник научных работ "Естествознание и гуманизм". - Томск том, 2005. - Т. 2, №4. - С. 103. (Соавт.: Слугарёв В. В., Пахомов С. Р., Шахова Н. М..)
    
17. Значение метода оптической когерентной томографии в диагностике и лечении злокачественных опухолей пищевода. // Здравоохранение Приволжского Федерального Округа (приложение к Нижегородскому медицинскому журналу). – 2005. – №2. – С. 121 – 123. (Соавт.: Слугарёв В. В., Пахомов С. Р., Шахова Н. М..)
    
18. Решение о выдаче патента на изобретение РФ(№2005125405\14(028546)) и справка о приоритете на изобретение РФ (№2005125405) от 09.08.2005 "Способ определения состояния стенки прямой кишки после реконструктивно-восстановительных операций у детей".(Соавт.: Кроль Е.С., Паршиков В.В., Гладкова Н.Д.).
    
19. Справка о приоритете на изобретение РФ (№2005123750) от 26.07.2005 "Способ определения проксимальной границы опухоли пищевода". (Соавт.: Загайнов В.Е., Загайнова Е.В., Слугарев В.В.).