Комплексное применение методов оптической диагностики при неспецифическом язвенном колите

Терещенко С. Г.,
руководитель эндоскопического отделения
Великанов Е. В.,
ведущий научный сотрудник эндоскопического отделения
Лапаева Л. Г.,
старший научный сотрудник эндоскопического отделения
Лукина Е. М.,
старший научный сотрудник эндоскопического отделения
Никитина Н. В.
старший научный сотрудник отделения гастроэнтерологии
ГБУЗ МО Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М. Ф. Владимирского
г. Москва

Диагностика и лечение неспецифического язвенного колита (НЯК), его тяжелых осложнений представляют сложную медико-социальную проблему. В настоящее время оптические методы находят все более широкое клиническое применение для ранней диагностики патологических процессов в биотканях.

Целью настоящей работы явилось исследование возможностей комплексного применения оптической когерентной томографии (ОКТ) и биоспектрофотометрии (БСФМ) при неспецифическом язвенном колите (НЯК).

Материалы и методы:
Комплексное исследование выполнено у 180 больных с НЯК. Мужчин было — 76, женщин — 104. Больные были в возрасте от 18 до 86 лет. Длительность анамнеза заболевания колебалась от 1 года до 15 лет. Исследования проводили при поступлении больного в клинику (в фазу активного воспаления) и каждые 10 дней до наступления клинической ремиссии. Результаты оптической диагностики во всех наблюдениях сопоставляли с данными эндоскопических исследований, патоморфологического исследования биоптатов слизистой оболочки толстой кишки.

Колоноскопия проводилась на видео системе EVIS EXERA (Olympus, Япония) Видеоколоноскоп CF-160 АL. Для получения изображений использовали ОКТ-устройство, разработанное в Институте прикладной физики (ИПФ) РАН. Данное ОКТ — устройство использует низкоинтенсивное когерентное излучение (лазерное излучение) с длиной волны 1280 нм и мощностью излучения 1,5 мВт на образце. Имеет разрешение 15 мкм. Глубина изображения составляет 2–3 мм.

Для оценки эндогенной флуоресценции биологических тканей использовали лазерную электронно-спектральную установку ЛЭСА-01, которая позволяет регистрировать спектр диффузного отражения и вынужденной флуоресценции в оптическом диапазоне длин волн 400 до 850 нм. с минимальным интервалом времени 0,5 сек. В своей работе мы использовали зеленый лазер в диапазоне длины волны 532 нм. Исследование проводили с использованием разработанного световода (патент на изобретение № 2348342 опубликовано 10.03.2009 г бюл. № 7). Для количественной оценки эндогенной флуоресценции использовали модифицированный коэффициент флуоресцентной контрастности (K_f), который определяли по формуле:

где: I_ф — интенсивность в максимуме спектра флуоресценции, I_л — интенсивность в максимуме отраженного лазерного излучения, определенные непосредственно по экрану монитора компьютера.

Все измерения проводили в режиме реального времени. Вначале проводили исследование неизменённой слизистой оболочки толстой кишки, далее последовательно изучали патологические участки. Оптический образ неизмененной слизистой толстой кишки принимали за эталон для сравнения при оптическом исследовании патологии. Оптическую границу патологического очага определяли по данным ОКТ как место перехода бесструктурных образов в структурированные. Оптической флуоресцентной границей патологической зоны считали место резкого падения интенсивности флуоресцентного сигнала до значений, характерных для здоровой ткани.

После нахождения патологического процесса волоконно-оптический кабель спектроанализатора или томографа попеременно располагали в биопсийном канале эндоскопа и под визуальным контролем подводили к слизистой оболочке, исследуемой патологической поверхности до контакта с ней. Оптические измерения проводили в центре патологического процесса, в области его края, особенно в зоне изменений его слизистой оболочки (гиперемия, эрозия, изъязвление и т. д.), и интактной слизистой оболочки на расстоянии 1–5 см. Из точек сканирования/флуоресценции по клиническим показаниям выполняли прицельную биопсию. Эффективность комплексной диагностики определяли на основании сравнения оптических данных с результатами плановых гистологических исследований биопсийного и операционного материалов.

Результаты исследования:
Для ОКТ — изображений неизмененной (интактной) слизистой толстой кишки характерны следующие признаки: изображение слоистое; дифференцируются 4 горизонтально ориентированных слоя; нижний слой ярче верхнего; граница между верхним и нижним слоями резкая, ровная и непрерывная; верхняя граница изображения ровная; верхний слой однородный, умеренной яркости, соответствует эпителию, высота его варьирует в разных отделах; нижний слой неоднородный, высокой яркости, соответствует соединительнотканной строме; в нижнем слое можно визуализировать области низкой яркости различной формы и контраста, соответствующие кровеносным сосудам, железам и их выводным протокам.

ОКТ при НЯК: изображение слоистое; дифференцируются три горизонтально ориентированных слоя; нижний слой ярче верхнего; граница между слоями контрастная, ровная и непрерывная; верхняя граница изображения ровная; верхний слой неоднородный, соответствует многослойному плоскому эпителию; яркость выше, чем в норме, поверхность особенно яркая; высота увеличена по сравнению с нормой; нижний слой неоднородный, высокой яркости, соответствует соединительнотканной строме; в некоторых случаях можно визуализировать линейные структуры низкой яркости с контрастными границами, соответствующие накоплению в строме межтканевой жидкости (отёку); глубина информативного изображения в большинстве областей более 1,5 мм.

Спектры эндогенной флуоресценции при НЯК имели отличие от спектров интактной слизистой. В среднем коэффициент флуоресцентной контрастности измененной слизистой толстой кишки при НЯК составил Кf 1–0,93 ± 0,07 (р < 0,05), Кf 2–1,02 ± 0,06, Кf 3–0,83 ± 0,07 (р < 0,05), интактной слизистой Кf 1–1,2 ± 0,1, Кf 2–1,1 ± 0,06, Кf 3–0,57 ± 0,07. При этом имело место достоверное отличие Кf 1 и Кf 3 от интактной слизистой оболочки.

ОКТ- изображение тотального поражения характеризуется следующими признаками: изображение слоистое (визуализируются три горизонтально ориентированных слоя — между обычными для ОКТ двумя слоями образуется неоднородный слабо рассеивающий (тёмный) слой). Первый слой имеет неровный контур (c небольшими выступами и углублениями) и увеличивается в размерах более чем вдвое за счет воспалительной инфильтрации. Отмечается снижение четкости границы между первым и вторым слоем за счет деформации и фрагментации собственной мышечной пластинки слизистой оболочки. Интенсивность оптического сигнала второго слоя снижается, а его толщина увеличивается и приобретает неоднородную структуру. Увеличиваются количество и просветы капилляров в подслизистом слое.

При тотальном поражении спектры аутофлуоресценции отличались от спектров измененной и интактной слизистой оболочки при не тотальном поражении. При этом в среднем коэффициент флуоресцентной контрастности измененной слизистой толстой кишки при тяжелом поражении составил Кf 1–0,63 ± 0,05, Кf 2–0,83 ± 0,04, Кf 3–0,79 ± 0,06, и достоверно отличался от измененной и интактной слизистой при не тотальном течении НЯК. Результаты исследования свидетельствуют о снижении показателя по мере нарастания степени и объема поражения слизистой при НЯК. В ходе проводимого лечения, по мере стихания воспаления, вид ОКТ — изображения и форма спектра принимала вид характерный для интактной слизистой оболочки. В группе больных с тяжелым течением при тотальном поражении (хроническим непрерывным, хроническим рецидивирующим течением заболевания продолжительностью более 1,5 лет) потребовалось больше времени, чем для пациентов с первой атакой заболевания и у пациентов с хронической формой заболевания продолжительностью менее 1,5 лет. У 6 больных, несмотря на активную терапию, не отмечено улучшение эндоскопической картины и не достигнута ремиссия, не имелось тенденции к нормализации ОКТ — изображения и показателя флуоресцентной контрастности. У 3 больных, в результате проведенного гистологического исследования биопсийного материала, установлен злокачественный характер образования, по результатам гистологического исследования выявлена аденокарцинома, у 2 больных — высокая степень дисплазии.

Заключение:
Таким образом, комплексное применение ОКТ и флуоресцентной диагностики в процессе эндоскопического обследования позволяет выявлять структурные и биохимические изменения биотканей, осуществлять «оптическую биопсию». В результате оптимизируется место прицельной биопсии, что является актуальным для определения стадии процесса и планирования оперативного вмешательства.