способ неинвазивного исследования опухоли кожи

Формула изобретения

Способ неинвазивного исследования опухоли кожи, отличающийся тем, что исследование проводят с помощью пространственного ультразвукового сканирования, при этом используют УЗ-датчик, площадь сканирующей поверхности которого превышает максимальный горизонтальный размер опухоли, а располагают датчик параллельно поверхности кожи, сканирование проводят в трех взаимно перпендикулярных плоскостях на глубину до 2 см в зависимости от локализации опухоли на поверхности тела, определяют наличие капсулы у опухоли, целостность базальной мембраны дермы под опухолью, наличие кровеносных и лимфатических сосудов в опухоли и их связи с интрадермальными и субдермальными сосудами, а также сосудами гиподермы, определяют эхографическую плотность опухоли и наличие в опухоли зон некроза, кист, кальцификатов, фиброза, наличие и глубину инвазии опухоли, состояние лимфатических каналов в окружающей опухоль коже и гиподерме, определяют объем каждого участка в опухоли, имеющего различную плотность.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к онкологии и предназначено для неинвазивного исследования опухолей кожи.

Частота заболеваемостью опухолями кожи постоянно растет. Доброкачественные опухоли отличаются от злокачественных отсутствием способности к инвазии, наличием капсулы и четкостью границ. Однако из-за непрерывного процесса усиления пролиферации опухолевых клеток возможен переход от доброкачественного роста к злокачественному. Визуально определить границу происходящих изменений порой не представляется возможным. Необходимы высоко чувствительные технологии, которые позволяют исследовать опухоль.

Уровень техники.

Сегодня характер роста определяют весьма приблизительно путем замера видимых на коже размеров опухоли обыкновенной линейкой, фиксируя в регистрационной карте пациента максимальный вертикальный и горизонтальный размеры основания опухоли и ее выстояние на плоскостью кожи. Однако размер погружного роста при этом никак не учитывается. А вместе с тем именно он отражает злокачественность процесса. Глубина инвазии в подлежащие ткани может значительно превосходить выстояние опухоли над плоскостью кожи.

Известен другой способ исследования опухолей кожи. Он в основном используется в дифференциальной диагностике пигментированных доброкачественных невусов кожи от начальных меланом. Сущность способа заключается в том, что производится макросъемка опухоли (с увеличением в 5-10 раз) с помощью дерматоскопа или фотоаппарата, затем полученное цифровое изображение опухоли увеличивается в 30-50-70-120 раз и анализируется с помощью пакета прикладных программ. Уточняется характер пигментации и размеры, наличие венчика гиперемии, появляющегося при инфильтративном росте и другие признаки активного роста опухоли. Таким образом, достоинством данного способа является выявление признаков активного роста опухоли, наличие перифокального воспаления кожи, которое часто сопутствует росту, или изменение характера пигментации.

При этом определить степень инвазии опухоли в подлежащие ткани с помощью этого способа невозможно.

Известен способ, позволяющий определить уровень инвазии в подлежащие ткани и толщину выстояния опухоли, - оптическая когерентная томография.

Оптическая когерентная томография (ОКТ) - это оптический метод исследования, заключающийся в получении изображения тканей организма в поперечном разрезе с высоким уровнем разрешения, обеспечивающий возможность получения морфологической информации на микроскопическом уровне. Принцип действия ОКТ аналогичен ультразвуковому методу анализа с тем различием, что используются инфракрасные, а не акустические волны. Оптический луч фокусируется на ткани, а эхо-задержка света, отраженного от внутренней микроструктуры на различных глубинах, измеряется интерферометрией.

Изображение получается путем проведения повторяющихся осевых измерений в различных поперечных положениях при сканировании ткани оптическим лучом. Разрешение в 10-15 мкм позволяет различать структуру оптических неоднородностей, обусловленных вариациями коэффициента обратного отражения. Полученные в результате данные образуют двухмерную картину обратного рассеивания (или отражения) от клеточных структур ткани.

Способ обладает рядом достоинств.

ОКТ предполагает изучение объекта на уровне оптической архитектуры ткани.

Информация о ткани, получаемая с помощью ОКТ, является прижизненной, т.е. отражает не только структуру, но и особенности функционального состояния тканей.

Способ ОКТ неинвазивен, поскольку использует излучение в ближнем ИК диапазоне с мощностью порядка 1 мВт. Это излучение не оказывает повреждающего воздействия на организм. Способ исключает травму и не имеет ограничений, присущих традиционной биопсии.

Прибор для ОКТ оптимизирован для исследования высоко рассеивающих тканей с использованием широкодиапазонного освещения от полупроводникового оптического усилителя, работающего на длине волны 1,3 m с оптическим диапазоном 47 nm. Это означает, что метод позволяет получить изображение микроскопических структур слизистых тканей, но не кожи, а следовательно, для исследования опухолей кожи не подходит из-за оптических свойств кожи как объекта изучения.

Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является способ того же назначения, который также основан на применении ультразвуковых технологий последнего поколения. Известен способ ультразвуковой биомикроскопии, в основе которого лежит применение высокочастотных датчиков 50-100 Гц (Charles J. Pavlin, F. Stuart Foster «Ultrasound Biomicroscopy of the Eye» - 1995 - Springer-Veriag Telos-USA-Canada - P.214).

Этот способ позволяет определить истинные размеры образования, дифференцировать кистевидные образования от истинных опухолей, определить характер роста - инвазивный или нет (Buchwald HJ, Spraul CW, Kampmeier J, Lang GK «Ultrasound biomicroscopy in eyelid lesions - a clinical study on 30 patients» // Klin Monatsbl Augenheilkd. - 2002 - vol.219 - №3 - р. 95-100).

Don O.Kikkawa с соавторами использовали способ для определения характера инвазии тканей опухолями и проводили коррелятивный анализ эхографических и гистологических данных. Сопоставимость результатов была равна 87% (Don O. Kikkawa, Renata Ochabski, Robert N. Weinreb «Ultrasound Biomicroscopy of Eyelid Lesions» // Ophthalmologica - 2003 - vol.217 - p.20-23).

Однако наряду с достоинствами способ обладает недостатками:

1. Разрешающие возможности способа ограничиваются 50 микронами.

2. Способ требует специального технического приема - эхографические исследования проводят через специальную ванночку, заполненную жидкой средой. Если размеры образования превышают размеры ванночки, исследование становится невозможным.

3. Глубина исследования ограничивается 3 мм. Следовательно, опухоли, инвазирующие на большую глубину, становятся недоступны исследованию этим способом.

4. Ультразвуковая биомикроскопия позволяет измерить только два размера: толщину и диаметр основания, и не дает информацию о пространственной конфигурации опухоли и тем более об объеме.

5. Ультразвуковая биомикроскопия также не позволяла исследовать характер васкуляризации, и/или наличие микросателлитов, и/или анатомические особенности лимфооттока или гемодинамики как в опухоли, так и с анализируемого участка кожи в целом. А именно эти моменты порой определяют объем резекции и исходы результатов хирургического лечения в целом.

6. Наряду с перечисленными недостатками, следует упомянуть, что ультразвуковая биомикроскопия как метод исследования не применяется нигде, за исключением такой узкой области медицины, как офтальмология.

Задачей изобретения является разработка нового подхода к исследованию опухолей кожи.

Указанная задача может быть решена с помощью современных ультразвуковых технологий, которые расширяют диагностические возможности, однако предполагают выработку определенного алгоритма исследования в зависимости от анатомо-топографической особенности участка кожи тела и особенностей патологических процессов, развивающихся в нем.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность определения важных диагностических критериев опухолевого роста: наличие или отсутствие капсулы у опухоли, целостность или нарушение базальной мембраны в дерме под опухолью, наличие или отсутствие кровеносных и лимфатических сосудов в опухоли и их связи с интрадермальными и субдермальными сосудами, а также сосудами гиподермы, эхографической плотности опухоли и ее однородности эхоструктуры, наличие или отсутствие инвазии опухоли, состояние лимфатических каналов в окружающей опухоль коже и гиподерме.

Технический результат достигается за счет применения в качестве способа анализа ультразвукового способа исследования в режиме трехмерного пространственного сканирования, адаптированного для образований, расположенных на поверхности кожи, с учетом ее анатомо-топографических особенностей, а именно - определенным расположением плоскости сканирования с получением изображения с максимальной площадью и глубиной сканирования, с дополнительным исследованием кровотока в сосудах дермы и гиподермы в режимах энергетического и цветового доплеровского картирования.

Способ осуществляют следующим образом.

Проводят исследование опухоли кожи с помощью пространственного цифрового ультразвукового сканирования в комбинации с режимами энергетического и цветового доплеровского картирования, при этом используют УЗ-датчик, площадь сканирующей поверхности которого превышает максимальный горизонтальный размер опухоли. Располагают датчик параллельно поверхности кожи (Фиг.1а). Сканирование проводят в трех взаимно перпендикулярных плоскостях на глубину до 2 см в зависимости от локализации опухоли на поверхности тела. Известно, что толщина кожи на веках достигает 400 микрон, при этом гиподермы там нет; а толщина кожи в области подошвы стоп превышает 1,5 см. Более толстая гиподерма требует большей глубины сканирования.

Определяют наличие капсулы у опухоли, целостность базальной мембраны дермы под опухолью (Фиг.1б).

В режиме энергетического и цветового доплеровского картирования определяют наличие кровеносных и лимфатических сосудов в опухоли и их связи с интрадермальными и субдермальными сосудами, а также сосудами гиподермы (Фиг.1в).

Определяют эхографическую плотность опухоли и наличие в ней зон некроза, кист, кальцификатов, фиброза (Фиг.1г).

Определяют объем каждого участка в опухоли, имеющего различную плотность (Фиг.1д).

Диагностируют наличие или отсутствие инвазии опухоли в подлежащие ткани и ее глубину (Фиг.1е).

Анализируют состояние лимфатических каналов в окружающей опухоль коже и гиподерме.

Пример 1. Пациент К, 62 лет. Обратился с жалобой на наличие опухолевидного образования в области кожи затылка. После сбривания волос в области расположения опухоли провели ультразвуковое исследование.

Использовали УЗ-датчик, площадь сканирующей поверхности которого превышала максимальный горизонтальный размер опухоли. Располагали датчик параллельно поверхности кожи. Сканирование проводили в трех взаимно перпендикулярных плоскостях на глубину до 2 см.

Эхографически выявили наличие капсулы у опухоли и целостность базальной мембраны дермы под опухолью. Это свидетельствовало о доброкачественности опухоли.

В режиме энергетического и цветового доплеровского картирования определили наличие единичных тонких кровеносных сосудов по контуру капсулы опухоли. Связь с интрадермальными сосудами имела место.

Эхографически опухоль имела среднюю плотность и гомогенную структуру, что также свидетельствовало в пользу доброкачественной опухоли.

Инвазия опухоли в подлежащие ткани отсутствовала. Лимфатические каналы в гиподерме не идентифицировались. Таким образом, на основании эхографических данных диагностировали доброкачественную опухоль. Провели хирургическое удаление. Гистологически верифицировали липому.

Пример 2. Пациентка М. Обратилась с жалобами косметического характера: на коже нижней губы стала быстро увеличиваться и кровоточить врожденная «родинка» темного цвета.

Провели ультразвуковое пространственное цифровое сканирование. Сканирование проводили в трех взаимно перпендикулярных плоскостях на глубину до 2 см. Эхографически выявили прорастание опухоли за пределы базальной мембраны кожи. Это свидетельствовало о малигнизации опухоли. В режиме энергетического и цветового доплеровского картирования определили сеть магистральных питающих кровеносных сосудов, идущих вертикально к вершине опухоли из гиподермы. Связь с интрадермальными сосудами также имела место. Эхографически опухоль имела высокую и среднюю плотность и негомогенную структуру, что также подтверждало злокачественный рост. В коже идентифицировались расширенные лимфатические щели в пределах гиподермы.

Все перечисленные эхографические данные свидетельствовали о наличии злокачественной опухоли. В сочетании с пигментацией следовало дифференцировать между меланомой и базальноклеточным раком. Принимая во внимание анамнез пациентки о том, что образование с момента рождения, можно было думать о малигнизации меланоцитарного невуса кожи. Выполнили хирургическую резекцию образования. Гистологически верифицировали меланому кожи.

Таким образом, проведенные нами эхографические исследования позволили уточнить характер роста образования и диагностировать его.