Kontaktní endoskopie – nová diagnostická metoda nádorových a přednádorových změn sliznic hlavy a krku

Overview

Dia­gnostika časných slizničních lézí hlavy a krku není v klinické praxi jednoduchá. Léze jsou často malé, obtíže pacientů nespecifické, maligní tumory někdy imponují benigně a naopak. Proto může na jedné straně dojít k pozdní dia­gnostice u zhoubných nádorů, na straně druhé pak ke zbytečně rychlé indikaci k anestezii a histologické verifikaci u lézí nezhoubných. Vývoj v posledních letech umožnil zlepšit předhistologickou dia­gnostiku, a to pomocí moderních endoskopických metod (zejména narrow band imaging – NBI a IMAGE1 S^TM), které umožňují zobrazení slizniční vaskularizace léze a jejího okolí. Další vyšetřovací metodou je „vylepšená kontaktní endoskopie“ (enhanced contact endoscopy – ECE). Kombinace zvětšovací optiky a speciálního zobrazovacího režimu umožňuje posoudit slizniční vaskularizaci pozorovaných lézí a jejich okolí ještě podrobněji. Na základě změn architektoniky vaskularizace sliznice lze v současnosti s velkou mírou přesností odhadnout bio­logický charakter léze. Cílem článku je podat komplexní přehled o ECE.

Klíčová slova:

endoskopie – laryngoskopie – karcinom – narrow band imaging – in vivo mikroskopie – vylepšení obrazu

Úvod

Včasná dia­gnostika nádorových lézí sliznic hlavy a krku umožňuje dosáhnout mnohem lepší výsledky při méně „agresivní“ léčbě a menší morbiditě [1]. Proto se vědecký pokrok v této oblasti zaměřoval v posledních letech na vytvoření dia­gnostických metod, které umožnují detekci i malých nádorů a zároveň jsou schopné na základě vaskularizace léze a jejího okolí s velkou mírou přesnosti určit její bio­logickou povahu, tj. provést předhistologickou dia­gnostiku. Mezi běžně používané metody patří zejména narrow band imaging (NBI) a IMAGE1 S^TM. Další metodou, která umožňuje ještě přesnější zobrazení vaskularizace je tzv. vylepšená kontaktní endoskopie (enhanced contact endoscopy – ECE). Puxxedu et al. udávají senzitivitu a specificitu této metody v rozmezí 97,6–100 % [2]. Další z dia­gnostických metod je tzv. autofluorescence, která byla do ORL uvedena v roce 1995 [3]. Funguje na principu fluorescence ně­kte­rých bio­molekul přítomných v buňkách (tzv. fluo­rofory) [3]. Tyto bio­molekuly po ozáření světlem o krátké vlnové délce (540–560 nm) emitují světlo o nižší amplitudě a větší vlnové délce [3]. Jejich koncentrace v buňkách se liší mezi zdravou a postiženou tkání, proto je autofluo­rescence v tumorózní tkáni utlumena, což způsobí její zvýraznění proti zdravé tkáni [3].

Historie kontaktní endoskopie

Kontaktní endoskopie je optická metoda, kterou poprvé popsal Hamou v roce 1979 [4]. Metoda začala být postupně využívána v řadě oborů a našla své uplatnění v urologii, gynekologii a nakonec i v otorinolaryngologii, kde byla představena v roce 1995 [5]. Původní myšlenkou metody bylo pozorování povrchové vrstvy buněk sliznice suspektní léze. Proto se také mluvilo o „in vivo cytologii“ [6].

Kontaktní endoskopie měla v době zavedení do klinické praxe několik nevýhod. Pozorovanou tkáň bylo nutné nejprve obarvit methylenovou modří, která obtížně proniká do hlubších vrstev sliznice, a tak je schopná obarvit jenom její povrchovou vrstvu [7]. Navíc při delším pozorování tkáně bylo nutné barvení opakovat [8]. Vyhodnocení nálezu bylo složité a vyžadovalo zkušeného vyšetřujícího [7]. Pro tato úskalí si metoda výraznou popularitu nezískala, i když poskytovala velmi dobré výsledky. Arens et al. při vyšetření lézí hrtanu zjistili 94,7% senzitivitu a 95,5% specificitu této metody [9].

Další pokrok v rozvoji kontaktní endoskopie způsobilo její zkombinování s technologiemi zobrazujícími slizniční vaskularizaci léze, což vedlo ke vzniku tzv. vylepšené kontaktní endoskopie (enhanced contact endoscopy – ECE). Při použití ECE již není pod vysokým zvětšením pozorována povrchová vrstva buněk, ale slizniční vaskularizace. Vývoj tímto směrem nabízí mnoho výhod. Posouzení morfologie terminálních slizničních kapilár je mnohem jednodušší než posouzení buněčných změn, a umožňuje nám tak poměrně přesně posoudit bio­logický charakter slizniční léze.

Principy vyšetření

Molekulárně bio­logické mechanizmy

Maligní tumory mají schopnost indukce neoangiogeneze. Nově vytvořené cévy způsobují změny slizniční vaskularizace. Změny je možné přesněji zobrazit pomocí zvětšovací endoskopie s nebo bez použití speciálních zobrazovacích režimů (NBI, IMAGE1 S) [10]. Ve fázi, kdy je tumor velmi malý, jsou živiny do tumoru dodávány prostou difuzí z okolní extracelulární tekutiny. Pokud není tumor imunitními mechanizmy zničen, nadále roste. Při zvětšení tumoru je difuze pro jeho výživu nedostatečná a část tumorózní tkáně začíná ischemizovat [11]. Tkáňová ischemie je spouštěčem, který začíná produkovat molekuly stimulující neoangiogenezi, jako je vascular endoteliar growth factor (VEGF) [11]. VEGF je specifický mitogen endoteliálních buněk. V případě, že se VEGF dostane do kontaktu s epiteliálními buňkami, spustí signální kaskádu startující proces neoangiogeneze [11]. Výsledkem procesu je vznik patologické vaskularizace tumoru. Na základě změn architektoniky slizniční vaskularizace je možné pomocí endoskopických metod, jako NBI, IMAGE1 S nebo ECE, blíže určit charakter léze.

Technické vybavení

Běžně používané jsou kontaktní endoskopy Andrea-Dias (Karl Storz, Tuttlingen, Německo) s úhlem pohledu 0° a 30°, délka 23 cm, průměr 5,5 mm. Tyto endoskopy nabízí zvětšení 60× a 150×, které je možné v průběhu vyšetření libovolně měnit pomocí zaostřovacího šroubu. Nicméně je nutné podotknout, že výsledné zvětšení obrazu je ovlivněno použitou kamerou a monitorem, proto je ve výsledku mnohem větší než 150× [10]. Ve výsledném obraze je možné kromě charakteru cév dokonce pozorovat i proudění erytrocytů v kapilárách (obr. 1). Zkoumaná oblast je buď osvětlena bílým světlem, nebo lze endoskop připojit na HD kameru a televizní systém se zobrazením NBI nebo IMAGE1 S, který je schopný obraz dále upravit a slizniční vaskularizaci zvýraznit. Endoskopy jsou zatím dostupné pouze jako rigidní optiky.

Zobrazovací režimy

Při ECE je možné použít několik zobrazovacích režimů. Režimy můžou používat širokospektrální bílé světlo nebo světelné spektrum upravovat použitím různých filtrů. Ně­kte­ré režimy pracují s širokospektrálním bílým světlem, ale výsledný obraz následně upravují pomocí počítačového algoritmu.

Bílé (širokopásmové) světlo poskytuje při běžném vyšetření flexibilními nebo rigidními optikami pouze omezené informace. Lze posoudit velikost, rozsah léze, její kontury, případně přítomnost ulcerace nebo krvácení. O architektonice slizniční vaskularizace toto zobrazení poskytuje pouze omezené informace a vaskularizace bývá obtížně viditelná. Nicméně při použití kontaktní endoskopie je slizniční vaskularizace uspokojivě patrná i při vyšetření v bílém světle (obr. 2). Mnohem vhodnější je však použít jedno ze zobrazení, jako NBI či IMAGE1 S.

NBI (firma Olympus) funguje na principu průniku světla o specifické vlnové délce do různých hloubek sliznice. Toto je umožněno úzkopásmovým filtrem, který propouští pouze vlnové délky odpovídající modrému (maximum na 415 nm) a zelenému světlu (maximum na 540 nm). Obě vlnové délky jsou hemoglobinem absorbovány. Zelené světlo je okolní sliznicí odražené, a tak výrazně zvyšuje kontrast mezi cévními strukturami a okolní sliznicí. Následně je obraz zachycen snímacím čipem videoendoskopu a rekonstruován na monitoru [12].

Systém IMAGE1 S (firma Karl Storz) provádí úpravy obrazu softwarově. Tento systém v současnosti nabízí pět zobrazovacích módů – Clara, Chroma, Clara+Chroma, Spectra A a Spectra B. Každý z těchto zobrazovacích režimů upravuje obraz rozdílným způsobem. Clara poskytuje obraz s homogenním osvitem pomocí softwarového zvýšení jasu v tmavých částech obrazu [13]. Režim Chroma je navržen tak, aby zvyšoval ostrost zobrazeného obrazu. Dochází k softwarovému zvýšení kontrastu obrazu, což způsobuje zvýraznění struktury a zvýšení ostrosti zobrazované tkáně [13]. Spojením těchto režimů vznikla Clara+Chroma, která kombinuje přednosti obou zobrazení.

Režimy Spectra A a B jsou založeny na virtuální úpravě obrazu získaného v bílém světle. Dochází k softwarové úpravě zelené, modré a červené složky obrazu. Spectra A využívá softwarovou úpravu zelené (~500–570 nm) a modré (~400–480 nm) složky. Režim cíleně zvyšuje barevný kontrast těchto složek, a tak mění barevné podání výsledného obrazu. Zelená a modrá složka jsou nejvíce absorbovány hemoglobinem, červená složka světla je hemoglobinem absorbována minimálně. Absorpce světla je hlavním faktorem, který určuje hloubky průniku světla do osvětlené tkáně. Vzhledem na vysokou absorpci modré a zelené složky dochází ke zvýraznění slizničních a podslizničních cévních struktur [13].

Režim Spectra B softwarově upravuje modrou a zelenou složku světelného spektra stejně jako režim Spectra A. Algoritmus navíc upravuje i červenou složku světla, což zachovává obraz z hlubších vrstev pozorované tkáně, která je nejvíce patrná v červené složce spektra [13, 14].

Technika provedení

ECE je nejvhodnější používat v celkové anestezii. Po uvedení pacienta do celkové anestezie je zaveden direktní operační laryngoskop, který je fixován o hrudní vzpěru. Poté skrze lumen laryngoskopu zavedeme kontaktní endoskop připojený na HD kameru, kterým se opatrně dotkneme pozorované tkáně a pozorujeme slizniční vaskularizaci. Je velmi důležité na pozorovanou tkáň vyvíjet co nejmenší tlak, protože jinak dojde k vytlačení krve z kapilár (obr. 3). Může taky dojít k poranění sliznice a průniku krve mimo cévní řečiště, a tím k znemožnění pozorování architektoniky mikrovaskularizace. K posouzení charakteru mikrovaskularizace lze použít jednu z dostupných klasifikací.

Použití ECE v lokální anestezii v lokalitách, jako je dutina ústní nebo orofarynx, naráží na řadu problémů a limitací. Hlavním problémem je dávivý reflex pacienta při kontaktu endoskopu se sliznicí. Další překážkou je kombinace vysokého zvětšení a třesu rukou vyšetřujícího spolu s dýcháním pacienta. Výsledný záznam je proto rozmazán, což znesnadňuje jeho kvalitní interpretaci. Vyšetření je proto mnohem vhodnější provádět v celkové anestezii.

Klasifikace slizniční vaskularizace

Metodou ECE stejně tak jako pomocí dalších metod, které zlepšují zobrazení cév (NBI, IMAGE1 S a další), nelze prokázat nádorové onemocnění přímo. Dia­gnostika je ale provedena nepřímo na základě charakteru změn mikrovaskularizace, které jsou pro organické léze (zejména nádory) typické. Proto je hlavní úkol klasifikačních systémů zejména selekce pacientů, u kterých je podezření na nádorové onemocnění vyšší, a je nutné je podrobněji vyšetřit.

Charakter pozorovaných slizničních cév hrtanu je možné vyhodnotit na základě několika klasifikací. Pro ECE je vyvinuta speciální klasifikace, kterou publikovali v roce 2015 Puxxedu et al. (tab. 1, obr. 4) [2]. Ostatní využívané klasifikace, zejména podle Ni et al. (tab. 2) nebo klasifikace navržené Evropskou laryngologickou společností (ELS), kterou publikovali Arens et al., je také možno použít při interpretaci výsledků ECE (tab. 3) [15, 16].

Podle výsledků, které publikovali Mehlum et al., je možné klasifikace podle Ni i ELS používat i při ECE se srovnatelnými výsledky [17]. Mehlum et al. dále udávají, že jako nejlepší se jeví ELS klasifikace, jejíž výhodou je především jednoduchost [17]. Podkladem ELS klasifikace je rozdělení zobrazených cév na longitudinální a perpendikulární. Longitudinální vaskularizace (plošně běžící cévy) je hodnocena jako benigní (obr. 5). Jako suspektní z malignity je hodnocena tzv. perpendikulární vaskularizace – vaskularizace probíhající kolmo na povrch sliznice (obr. 2) [16]. Pro jednoduchost a snadnou interpretaci je ELS klasifikace v současnosti na našem pracovišti nejvíce využívaná.

V současnosti se začíná pracovat na systémech, které by charakter vaskularizace dokázaly vyhodnotit automaticky na základě fotografie [18, 19].

Další možnosti použití

Kromě předhistologické dia­gnostiky, tj. určení pravděpodobného bio­logického charakteru vyšetřované léze na základě vaskularizace léze a jejího okolí, má kontaktní endoskopie významný potenciál i v dalších oblastech otorinolaryngologické dia­gnostiky a léčby.

Peroperační posouzení resekčních okrajů: Dedivitis et al. považují kontaktní endoskopii za výborný nástroj k peroperačnímu posouzení resek­čních okrajů při frontolaterální laryngektomii [20]. Výhodu spatřují v urychlení operace, protože během výkonu není nutné čekat na opakované peroperační histologie z tzv. zmrazeného řezu [20].

Identifikace příštítných tělísek: Guimarães et al. popsali kontaktní endoskopii jako možnou pomocnou metodu při peroperační identifikaci příštítných tělísek [21]. V práci udávají statisticky signifikantní zkrácení operačního času a urychlení vyhledání příštítných tělísek při použití kontaktního endoskopu [21]. Vzhledem k nesnadnému vyhledávání příštítných tělísek, a to hlavně tělísek nevychytávajících technecium, se tato technika jeví jako jedna z možností zjednodušení a urychlení paratyreoidektomie.

Lze předpokládat, že v nejbližší době se ECE začne využívat také v dia­gnostice suspektních lézí dalších ORL oblastí (dutina nosní, nosohltan, sliznice dutiny ústní a další).

Závěr

ECE umožňuje velmi přesné zhodnocení vaskularizace slizničních lézí ORL oblasti, a tím přesné určení bio­logického charakteru vyšetřované léze. I přes ně­kte­ré nevýhody (nutnost vyšetření v celkové ane­stezii, nedostupnost flexibilních optik, nejednotnost klasifikačních systémů) se jedná o významný a slibný nástroj, který zpřesňuje předhistologickou dia­gnostiku a umožňuje lépe naplánovat další postup u pacientů se slizniční lézí ORL oblasti.

Prohlášení o střetu zájmů

Autor práce prohlašuje, že v souvislosti s tématem, vznikem a publikací tohoto článku není ve střetu zájmů a vznik ani publikace článku ne­byly podpořeny žádnou farmaceutickou firmou. Toto prohlášení se týká i všech spoluautorů.

Grantová podpora

Práce byla realizována za podpory projektu Institucionální podpory MZ ČR 23/RVO-FNOs/2020.

ORCID autorů

P. Kántor 0000-0003-0057-754X

A. Švejdová 0000-0002-9052-0549

L. Staníková 0000-0002-8796-7366

K. Zeleník 0000-0003-1349-9958

P. Komínek 0000-0001-6238-0756

Přijato k recenzi: 5. 5. 2021

Přijato k tisku: 18. 7. 2021

MUDr. Peter Kántor

Klinika ORL a chirurgie hlavy a krku

FN Ostrava

17. listopadu 1790/5

708 52 Ostrava

peter.kantor@fno.cz