Основой диагностики новообразований кожи является традиционная эксцизионная биопсия [1, 2]. Однако биопсия не всегда решает проблему постановки диагноза, что может быть обусловлено неудачным выбором участка для взятия биоптата, недостаточным количеством материала при слишком «экономном» вмешательстве на косметически важных участках или в случаях локализации процесса, представляющей трудности для биопсии.

Решение об использовании диагностического метода, сопровождающегося травмой, особенно на лице и других «социально-значимых» и «трудных» участках, а также у некоторых контингентов больных (с гемофилией, сахарным диабетом, у детей и т. д.), налагает на врача серьезную ответственность, поэтому оно должно быть максимально обоснованно. А врач при этом должен быть абсолютно уверен в результатах и иметь возможность однозначно положиться на гистологическое заключение при постановке диагноза.

Нередки случаи претензий пациентов по поводу недостаточно обоснованного вмешательства при окончательном диагнозе невуса или другого доброкачественного новообразования. Все это приводит к тому, что врач в ряде случаев бессознательно оттягивает эксцизионную биопсию или вообще отказывается от нее. Многолетний клинический опыт свидетельствует, что потребность в гистологическом исследовании в дерматологии и дерматоонкологии возникает гораздо чаще, чем оно проводится, это приводит к многочисленным диагностическим ошибкам.

В настоящее время в клиническую практику внедряются неинвазивные способы исследования структуры биотканей, которые в некоторых случаях могли бы составить альтернативу биопсии. Одним из них является оптическая когерентная томография (ОКТ) — высокоразрешающий (10—20 мкм) метод визуализации структуры биотканей, приближающийся по информативности к гистологическому исследованию (за что метод называют еще «оптической биопсией»), позволяющий получать информацию о морфологическом состоянии органа в реальном времени [3—5].

В качестве зондирующего излучения при ОКТ используется низкоинтенсивный свет ближнего инфракрасного диапазона с мощностью до 1,5 мВт. Визуализация структуры биологических тканей основана на регистрации отраженной части зондирующего излучения от внутритканевых элементов, отличающихся друг от друга по показателю преломления и свойствам обратного рассеяния [6, 7].

Традиционные ОКТ-изображения кожи представляют собой двумерные (2D) образцы вертикального «среза» кожи на глубину до 2 мм, имеют ту же ориентацию, что и вертикальный гистологический срез. Они имеют 5-слойную структуру и позволяют дифференцированно визуализировать вертикальные «срезы» рогового, клеточных слоев эпидермиса, сосочкового, верхней части сетчатого слоя дермы, сосудов и придатков кожи (рис. 1),

Патологические изменения вызывают отклонения оптических характеристик компонентов кожи и, соответственно, параметров ОКТ-изображения, в том числе:

— высоты слоев изображения, эквивалентной толщине слоев кожи;

— выраженности границ между слоями за счет отека, воспалительного инфильтрата или скопления опухолевых клеток;

— интенсивности сигнала в пределах слоев изображения, соответствующих слоям кожи; при этом увеличение концентрации клеток приводит к усилению, а отек — к ослаблению сигнала в зоне поражения;

— неоднородности сигнала в пределах слоя изображения за счет формирования зон отличного сигнала, соответствующих очагам скопления клеток или полостным элементам;

— глубины полезного сигнала за счет изменения рассеивающих свойств тканей.

При этом каждый из известных патологических процессов в коже, в том числе и злокачественная неоплазия, сопровождается определенными изменениями оптических свойств в области поражения и характеризуется определенными параметрами изображения, что делает возможным прижизненную диагностику этих процессов методом ОКТ. В частности, установлена возможность использования 2D ОКТ для прижизненной дифференциальной диагностики базально-клеточного рака кожи (БКРК) и доброкачественных новообразований, меланомы и эпидермальных невусов [9—16]. Диагностика основана на том, что, в отличие от доброкачественных образований, 2D ОКТ-изображения БКРК и меланомы в случае инвазивного роста характеризуются отсутствием слоистой структуры, увеличением глубины полезного сигнала и увеличением (в случае БКРК) или уменьшением (при меланоме) интенсивности сигнала в зоне опухоли.

При отсутствии инвазии принципиальная слоистость изображения сохраняется, но увеличивается высота и интенсивность сигнала в пределах слоя, являющегося эквивалентом рогового, с увеличением высоты и интенсивности сигнала (в случае БКРК) и уменьшением интенсивности сигнала (при меланоме) в пределах слоя, характеризующего клеточные слои эпидермиса.

При гистологической диагностике необходимо учитывать, что структура новообразований кожи, как правило, неоднородна. При случайном выборе места забора материала диагностически важные изменения могут просто не попасть в биоптат, что является одной из наиболее частых причин несовпадения клинических и гистологических диагнозов и в конечном счете связанных с этим диагностических ошибок [17].

Преимуществом ОКТ является возможность мультиочаговых и повторных исследований, что обеспечивает детальное исследование всей площади элемента, его границ и выбор для гистологического исследования участков с наиболее типичными изменениями, на определенной глубине с гарантией адекватного гистологического заключения. Более того, ОКТ позволяет зафиксировать первые признаки злокачественной трансформации или рецидива после лечения, что, без сомнения, способствует более ранней диагностике новообразований из-за возможности прицельного морфологического исследования [18, 19].

При использовании 2D ОКТ задача детального исследования всей площади образования и его границ достигается путем пошагового перемещения зонда на расстояние, не превышающее диаметр его концевого отдела (1×1 мм), по поверхности элемента с поворотом зонда для изменения плоскости сканирования, что достаточно трудоемко и требует больших временных затрат.

Новая модификация ОКТ-устройства обеспечивает получение трехмерных (3D) изображений фрагмента кожи с интересующим образованием или его частью площадью 5×5 мм на глубину до 2 мм в реальном времени с возможностью изучения произвольного числа «срезов» этого фрагмента во фронтальной, сагиттальной, горизонтальной и любых других плоскостях с детальным изучением каждого из них при использовании специального программного обеспечения (рис. 2).

Использование 3D ОКТ значительно сокращает время исследования, облегчает и, самое главное, увеличивает объективность исследований, снижает вероятность диагностических ошибок, т.к. обеспечивает визуализацию любой точки в объеме исследуемого фрагмента кожи и даже небольших участков начальных патологических изменений, в том числе малигнизации.

Опыт применения данного метода исследования для прижизненной диагностики новообразований кожи невелик.

Цель работы: изучить возможность использования и преимущества 3D ОКТ в диагностике новообразований кожи.

Исследование проводили на базе клиники ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России. В исследовании приняли участие 20 пациентов с различными новообразованиями кожи: 3 человека с поверхностной формой БКРК, 2 — с поверхностно распространяющейся меланомой, 3 — с дерматофибромой, 3 — с актиническим кератозом, 3 — с вульгарными бородавками, 3 — с контагиозным моллюском, 2 — с себорейной кератомой, 1 — с ладонно-подошвенным порокератозом.

В диагностических целях осуществляли клиническое исследование и ОКТ. Визуально сравнивали изображения, полученные в пределах новообразований, с картиной здоровой кожи пациента аналогичной локализации и фиксировали изменения параметров в зоне новообразования. Основанием для диагноза служило совпадение или несовпадение изменений параметров изображения с диагностическими ОКТ-критериями, сформулированными ранее для каждого из перечисленных заболеваний с обязательным учетом клинических данных [20, 21]. В случае подозрения на злокачественную природу заболевания, основанного на клинических и ОКТ-данных, выполняли прицельное гистологическое исследование или оперативное удаление новообразования с соблюдением принципов абластики и последующим гистологическим подтверждением диагноза и «чистоты» краев резекции в ГБУЗ «Нижегородский областной клинический онкологический диспансер».

В работе использовали оптический когерентный томограф для неинвазивного исследования внутренней структуры поверхностных тканей человека ОКТ-1300-Е (скоростная модификация — 92 000 А-сканов в 1 с), разработанный ООО «БиоМедТех» (серийное производство ООО «МелСиТек»), снабженный специализированным зондом для исследования наружных биотканей с 3D-моделированием оптических «срезов». Его технические характеристики следующие: длина волны излучения — 1300 нм, мощность излучения на объекте — 0,75 мВт (ниже уровня, допустимого по стандарту AMSI), пространственное разрешение — 8—20 мкм, глубина сканирования — до 2 мм, площадь сканирования — 5×5 мм, время получения изображения — 20 с (рис. 3).

Прибор оснащен съемным гибким зондом с микросканером, внешний диаметр которого составляет 10 мм. Для управления томографом и записи изображений используется персональный компьютер. Специальное программное обеспечение, разработанное в лаборатории высокочувствительных оптических измерений «Института прикладной физики» Российской академии наук (Нижний Новгород), позволяет полностью автоматизировать процесс получения и представления информации в реальном времени, выполнять ее дополнительную обработку, четкую документацию и создание протоколов исследования.

Во всех случаях исследуемое новообразование кожи, независимо от его этиологии, визуализировалось на реконструированном 3D-изображении.

Произвольное вращение 3D-модели с помощью специализированного программного обеспечения дает возможность рассмотреть реконструированное 3D-изображение исследуемого фрагмента кожи с любого ракурса (снизу, сверху, сбоку), что способствует точной визуализации интересующего объекта, определению его границ и размеров, выбору определенного участка для детального изучения путем получения прицельных «срезов» в различных плоскостях (горизонтальной, вертикальных) любого уровня (рис. 4).

Анализ серии прицельно полученных 2D-изображений в пределах интересующего объекта и его границ во всех 20 случаях позволил зафиксировать характерные для того или иного заболевания изменения параметров изображения и с большой вероятностью определить доброкачественную или заподозрить злокачественную природу новообразования, выбрав адекватную диагностическую тактику: в одних случаях прицельно провести гистологическое исследование, в других — на основе клинических данных и данных ОКТ-исследований поставить точный диагноз, не прибегая к гистологическому исследованию, и выбрать оптимальную терапию, а при необходимости проконтролировать ее эффективность.

Основанием для диагностики БКРК в комбинации с клиническими данными служит отсутствие визуализации слоев ОКТ-изображения, увеличение интенсивности и глубины полезного сигнала в зоне новообразования. Во всех трех случаях установленный клинически с учетом ОКТ-критериев диагноз БКРК был подтвержден гистологически.

В двух случаях отсутствие визуалиации слоев с увеличением глубины полезного сигнала, но ослаблением его интенсивности в зоне новообразования в сочетании с клиническими данными позволило поставить диагноз меланомы, который в обоих случаях был подтвержден результатами гистологического исследования после радикального удаления новообразований в пределах здоровых тканей.

При диагностике дерматофибромы у всех пациентов были обнаружены характерные для данного заболевания ОКТ-признаки в виде неравномерного увеличения суммарной высоты 2-го, 3-го и 4-го слоев изображения в зоне новообразования с сохранением принципиальной слоистости изображения и увеличением интенсивности сигнала в пределах 5-го слоя, что, с одной стороны, служит подтверждением доброкачественной природы новообразования, а с другой — в сочетании с клиническими данными с большой вероятностью позволяет установить диагноз дерматофибромы. В одном случае по косметическим соображениям дерматофиброма была удалена с последующим гистологическим подтверждением диагноза. В двух других случаях за пациентами был установлен клинический контроль.

В трех случаях актинического кератоза при ОКТ-исследовании были выявлены признаки гиперкератоза (увеличение высоты 1-го и 2-го слоев изображения, характеризующих роговой слой) и утолщения эпидермиса в целом (увеличение высоты 3-го слоя, характеризующего клеточные слои эпидермиса), признаки воспаления и изменения свойств верхнего отдела дермы (увеличение интенсивности сигнала в пределах 4-го и 5-го слоев, отражающих состояние сосочкового и верхнего отдела сетчатого отделов дермы) с визуализацией многочисленных расширенных сосудов в пределах образований, что послужило подтверждением клинического диагноза.

Во всех случаях контагиозного моллюска в пределах образования ОКТ выявляла специфические и однотипные признаки: округлые и овальные зоны сигнала слабой интенсивности в пределах 3-го, 4-го и 5-го слоев, окруженные узкой зоной более интенсивного сигнала (эквивалент кратерообразных вдавлений эпидермиса, заполненных моллюсковыми тельцами) в сочетании с увеличением высоты и периодической неоднородности 4-го слоя (признак акантоза с папилломатозом), что даже в случаях нетипичных клинических проявлений легко позволило поставить правильный диагноз и осуществить эффективную терапию.

Основанием для диагностики вульгарных бородавок и себорейного кератоза во всех случаях наряду с клиническими проявлениями служило обнаружение при ОКТ-исследовании признаков гиперкератоза и выраженного акантоза с папилломатозом (неравномерное увеличение высоты 2-го, 3-го и 4-го слоев с усилением периодической неоднородности 4-го слоя).

Диагноз ладонно-подошвенного порокератоза был установлен только на основании результатов ОКТ-исследования, которые позволили исключить первоначальный клинический диагноз подошвенных бородавок (четвертый клинический пример — пациентка В., 46 лет).

Эффективность использования 3D ОКТ в диагностике перечисленных новообразований можно проиллюстрировать следующими клиническими примерами.

Пациент Б., 62 лет, обратился с жалобами на наличие очага поражения кожи в области спины. Обнаружил очаг случайно. Данные о сроках заболевания и динамике процесса отсутствуют. Объективно: на коже верхней части спины, в межлопаточной области, имеется очаг неправильной формы около 1 см в диаметре розовато-синюшного цвета с четкими неровными границами, слегка инфильтрированный, не возвышающийся над поверхностью кожи, с телеангиоэктазиями и небольшими геморрагическими корочками по периферии очага (рис. 5 а).

Результаты 3D ОКТ-исследования: на реконструированном 3D-изображении участка кожи с патологическим образованием визуализируется объемное новообразование, связанное с эпидермисом, основная часть которого располагается в дерме (см. рис. 5 б).

На поверхности 3D-изображения визуализируются расширенные «древовидные» сосуды (один из известных дерматоскопических признаков БКРК), которые оптимально верифицируются на горизонтальных «срезах». При исследовании серии изображений вертикальных «срезов» данного новообразования (начиная с границы по направлению к центру очага) на всех изображениях зафиксированы ОКТ-признаки злокачественной неоплазии эпидермального происхождения (см. рис. 5 в, г) с признаками инвазивного роста (отсутствие дифференцированной визуализации слоев с усилением сигнала и увеличением глубины полезного сигнала в зоне образования), что в сочетании с клиническими данными с большой долей вероятности позволило установить диагноз БКРК. Диагноз поверхностной формы БКРК был подтвержден гистологически.

Пациентка В., 57 лет, обратилась с жалобами на наличие пигментированного образования на коже голени, которое заметила около года назад. Отмечает небольшое увеличение образования. Объективно: на коже наружной поверхности правой голени, в средней трети, слегка возвышающееся плотноватое образование коричневого цвета неправильной овальной формы с четкими границами, размерами 7×10 мм (рис. 6 а).

Результаты 3D ОКТ-исследования: на реконструированном 3D-изображении участка кожи с патологическим образованием визуализируется объемное новообразование, связанное с эпидермисом, основная часть которого располагается в дерме (см. рис. 6 б).

При исследовании серии изображений вертикальных «срезов» данного новообразования (начиная с границы по направлению к центру очага) на всех изображениях зафиксированы ОКТ-симптомы меланомы с признаками инвазивного роста (отсутствие визуализации слоев кожи, увеличение глубины полезного сигнала с уменьшением интенсивности сигнала в зоне опухоли за счет поглощения части зондирующего излучения пигментом), что в сочетании с клиническими и дерматоскопическими данными позволило с уверенностью предположить диагноз меланомы, который был подтвержден результатами гистологического исследования после радикального удаления элемента в пределах здоровых тканей (см. рис. 6 в).

Пациентка М., 61 года, сотрудница детского дошкольного учреждения, обратилась с жалобами на наличие многочисленных высыпаний на разгибательной поверхности правого предплечья. Первые высыпания появились около 2 лет назад. В течение этого времени размеры и число высыпаний увеличивались. Неоднократно обращалась за медицинской помощью (без результата). Объективно: на разгибательной поверхности правого предплечья множественные (несколько десятков) объемные новообразования полусферической формы, неотличимые по цвету от нормальной кожи, и бледно-розовые с гладкой, местами блестящей поверхностью, от 1 до 10 мм в диаметре, частично сливаются (рис. 7 а).

Результаты 3D ОКТ-исследования (см. рис. 7 б): на реконструированном 3D-изображении участка кожи с патологическим образованием визуализируется хорошо отграниченное, связанное с эпидермисом объемное образование, основная часть которого располагается в дерме.

Образование окружено «оболочкой» сигнала высокой интенсивности, представляющей собой инвагинацию эпидермиса. Внутри образования визуализируются вертикальные эпидермальные тяжи, разделяющие его на грушеподобные дольки, заполненные бесструктурным однородным содержимым, которое не обладает рассеивающими свойствами (моллюсковые тельца).

При исследовании серии изображений вертикальных «срезов» четко визуализируются инвагинация эпидермиса, эпидермальные перегородки и скопления моллюсковых телец.

На изображениях горизонтальных «срезов» видны поперечные срезы инвагинаций эпидермиса, заполненных моллюсковыми тельцами, и область пупковидного вдавления в центре элемента, которая не определяется клинически. На основании данных 3D ОКТ-исследования был установлен диагноз атипичной формы множественного контагиозного моллюска. Проведено успешное лечение.

Пациентка В., 46 лет, обратилась с жалобами на высыпания на стопах, которые существуют в течение нескольких лет. Неоднократно обращалась к дерматологам и получала различное лечение по поводу предполагаемых подошвенных бородавок (без эффекта). Объективно: на коже подошв, преимущественно в области опорных частей, множественные очаги гиперкератоза округлой формы с четкими границами, 2—4 мм в диаметре, без воспалительных изменений (рис. 8 а).

Результаты 3D ОКТ-исследования (см. рис. 8 б): на реконструированном 3D-изображении участка кожи с элементом визуализируются признаки очагового утолщения эпидермиса в зоне образования с явлениями гиперкератоза. При анализе серии изображений вертикальных «срезов» выявляются признаки очагового гиперкератоза вокруг кератинизированных спиралеобразных выводных протоков потовых желез без признаков акантоза и папилломатоза (клеточные слои эпидермиса в зоне элемента не изменены), что с учетом анамнестических и клинических данных позволило исключить диагноз подошвенных бородавок, поставить диагноз ладонно-подошвенного порокератоза и определить адекватную терапевтическую тактику.

Пациентка Б., 14 лет, обратилась с жалобами на наличие образования на коже разгибательной поверхности левой кисти, которое возникло после повторных сеансов криотерапии вульгарной бородавки в течение полугода. Объективно: на разгибательной поверхности левой кисти, у основания 1-го пальца, имеется округлое возвышающееся образование розово-синюшного цвета с довольно четкими границами и слегка западающим центром, с явлениями рубцевания, около 1,5 см в диаметре (рис. 9 а).

Исследование серии изображений вертикальных «срезов» в области этих участков подтверждает наличие выраженного очагового акантоза и папилломатоза без проявлений воспаления. При изучении изображений поперечных «срезов» на уровне верхних слоев эпидермиса визуализируются сгруппированные точечные округлые зоны сигнала слабой интенсивности, соответствующие, очевидно, «срезам» расширенных капилляров в области верхушек гипертрофированных сосочков дермы, которые визуализируются при дерматоскопии в виде «черных точек». Данные 3D ОКТ-исследования позволили предположить наличие рецидива ВПЧ-инфекции на фоне рубцово-воспалительных изменений после повторных сеансов криотерапии. Проведенная адекватная терапия привела к полному регрессу образования с сохранением легких рубцовых изменений.

Результаты исследований свидетельствуют, что 3D ОКТ может эффективно использоваться для прижизненной оценки морфологических изменений кожи, в частности для диагностики новообразований кожи. Без сомнения, основанием для окончательного диагноза злокачественного новообразования остается гистологический метод, но результаты ОКТ-исследований могут послужить обоснованным показанием к морфологическому исследованию с прицельной биопсией, либо, при отсутствии признаков злокачественного процесса, основанием для аргументированного отказа от неоправданного вмешательства.

Достоинство метода — возможность получения прижизненной информации о характере морфологических изменений в коже в реальном времени. Время получения изображения составляет 3—5 мин, оценка реконструированного 3D-изображения исследуемого фрагмента для выбора наиболее значимых для диагностики участков с целью их детального исследования может занять 5—10 мин, а продолжительность исследования отобранных изображений вертикальных и горизонтальных «срезов» исследуемого фрагмента кожи — несколько минут (в зависимости от характера процесса и опыта исследователя). Метод не требует специально оснащенных помещений и профессиональной переподготовки специалистов, а доступен для любого дерматолога или онколога, знакомого с морфологией нормальной и патологически измененной кожи. Портативное оборудование может быть размещено на рабочем месте дерматолога или дерматоонколога, прошедшего подготовку на цикле тематического усовершенствования в рамках основной специальности.

Широкое внедрение 3D ОКТ в дерматологическую практику в значительной степени будет способствовать ранней диагностике (в том числе злокачественных новообразований кожи) на уровне амбулаторного звена медицинской помощи, что обеспечит своевременное и эффективное лечение.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflict of interest.

Сведения об авторах

Петрова Г.А. — https://orcid.org/0000-0001-7155-093X

Петрова К.С. — https://orcid.org/0000-0002-4024-470X

Немирова С.В. — https://orcid.org/0000-0003-0142-6620

Карпенко А.А. — https://orcid.org/0000-0002-5452-3021

КАК ЦИТИРОВАТЬ:

Петрова Г.А., Петрова К.С., Немирова С.В., Карпенко А.А. 3D-оптическая когерентная томография: возможности в диагностике новообразований кожи. Клиническая дерматология и венерология. 2019;18(6):715-726. https://doi.org/10.17116/klinderma201918061715

Автор, ответственный за переписку: Немирова С.В. —
e-mail: nemirova.info@gmail.com