Anteriore hochauflösende optische Kohärenztomographie in der Diagnostik und therapeutischen Überwachung von Plattenepithelneoplasien an der Augenoberfläche

Zusammenfassung

Die hochauflösende optische Kohärenztomographie (HR-OCT) des vorderen Augenabschnitts ist eine vielversprechende nicht-invasive Modalität für die Diagnose und therapeutische Beurteilung der Plattenepithelneoplasie der Augenoberfläche (OSSN). Hier werden der Systemaufbau, die Scantechnik und repräsentative Diagnoseergebnisse vorgestellt.

Zusammenfassung

Die Plattenepithelneoplasie der Augenoberfläche (OSSN) ist der häufigste Tumor der Augenoberfläche und reicht von einer leichten Dysplasie bis hin zu einem invasiven Plattenepithelkarzinom. Traditionell beruht die Diagnose der OSSN auf einer histopathologischen Bestätigung, gefolgt von einer Biopsie in voller Dicke. In den letzten zwei Jahrzehnten hat sich der therapeutische Ansatz für OSSN jedoch von chirurgischen Eingriffen zu topischen Chemotherapien im klinischen Umfeld verlagert. Diese Verschiebung unterstreicht den Bedarf an weniger invasiven oder nicht-invasiven Methoden zur Diagnose von Erkrankungen der Augenoberfläche. Unter den verschiedenen bildgebenden Geräten hat sich die kommerziell erhältliche hochauflösende optische Kohärenztomographie (HR-OCT) als leistungsfähiges Werkzeug für die Charakterisierung von OSSN herauskristallisiert. HR-OCT bietet eine in vivo Querschnittsansicht von Läsionen der Augenoberfläche und bietet eine "optische Biopsie" für OSSN mit hoher Sensitivität und Spezifität. Es liefert wertvolle Informationen zur Unterscheidung von intraepithelialer oder invasiver OSSN von anderen gutartigen Läsionen. Darüber hinaus kann HR-OCT verwendet werden, um das Ansprechen auf eine topische Chemotherapie zu überwachen und subklinische OSSN während der Nachsorge zu erkennen. In diesem Artikel wird das Scanprotokoll für die Bildaufnahme vorgestellt und die Bildinterpretation für OSSN skizziert. Dieser standardisierte, praktische und reproduzierbare Ansatz wird in klinischen Arbeitsabläufen empfohlen und soll Ärzte bei der Behandlung von OSSN unterstützen.

Einleitung

Die Plattenepithelneoplasie der Augenoberfläche (OSSN) ist der häufigste nicht-pigmentierte Tumor der Bindehaut und der Hornhaut. Der Begriff OSSN umfasst ein breites Spektrum an plattenepithelialen neoplastischen Veränderungen, einschließlich Dysplasie (Stufe I-III), intraepitheliale Neoplasien (d. h. Carcinoma in situ, CIS) und invasive Plattenepithelkarzinome (SCC)¹. Die Diagnose einer OSSN kann klinisch durch Spaltlampenuntersuchung gestellt werden, indem das typische Erscheinungsbild einer erhöhten, leukoplakischen oder papilliformen Raumforderung festgestellt wird, die sich häufig am Limbus zwischen der Bindehaut und der Hornhaut mit Speisegefäßen zeigt². Manchmal können sie sich weniger deutlich präsentieren. Der Goldstandard für die Diagnose der OSSN ist nach wie vor die histopathologische Bestätigung, gefolgt von einer Inzisions- oder Exzisionsbiopsie ^1,3.

In jüngster Zeit hat sich das therapeutische Muster der OSSN von der chirurgischen Behandlung auf den Einsatz einer topischen Chemotherapie verlagert. Dies hat die Einführung der Biopsie auf weniger oder nicht-invasive Modalitäten stark gefördert⁴. Für die Charakterisierung von OSSN wurden verschiedene bildgebende Geräte untersucht, nämlich HR-OCT, in vivo konfokale Mikroskopie (IVCM)⁵, Impressionszytologie (IC)⁶, Ultraschallbiomikroskopie (UBM)⁷ und Methylenblaufärbung⁴. Aktuell haben mehrere Studien Einblicke in die Charakterisierung von OSSN mittels HR-OCT des vorderen Segments gegeben. Kommerziell erhältliche HR-OCT-Bauelemente mit Spektralbereichstechnologie können eine axiale Auflösung von ca. 5 μm erreichen. Diese Bilder liefern in vivo Querschnittsansichten von Läsionen der Augenoberfläche und zeigen unterschiedliche Merkmale von OSSN, die den in der Histopathologie beobachteten Veränderungen entsprechen. Daher ermöglicht HR-OCT Klinikern, eine "optische Biopsie" zu erhalten, um OSSN in Kliniken zielführend zu diagnostizieren und zu überwachen.

Um die Anwendung von HR-OCT bei der Behandlung von OSSN zu fördern, wird eine standardisierte, praktische und reproduzierbare Anleitung für die Bildaufnahme detailliert vorgestellt, um eine gute Qualität für den klinischen Einsatz zu gewährleisten. Außerdem werden die Merkmale von OSSN und anderen häufigen gutartigen Läsionen bei HR-OCT aufgeklärt, um die Bildinterpretation zu verbessern.

Protokoll

Alle im Folgenden beschriebenen Protokolle folgen den Richtlinien der Ethikkommission für die Humanforschung des ersten angeschlossenen Krankenhauses der Medizinischen Universität Harbin und halten sich an die Grundsätze der Deklaration von Helsinki. Die Zulassungsnummer lautet 2023IIT008. Von allen Studienteilnehmern wurde eine schriftliche, informierte Einwilligung eingeholt. Die Studie umfasste Teilnehmer, die sich mit Bindehautmassen vorstellten. Zu den Ausschlusskriterien für die Aufnahme in die Studie gehörten Frauen, die schwanger waren oder stillten, sowie Erkrankungen, die die Durchführung von Studienuntersuchungen verhinderten. Teilnehmer, die die Einschlusskriterien erfüllten, wurden einer vollständigen augenärztlichen Untersuchung durch einen Augenoberflächenspezialisten (CLK) unterzogen. Die AS-OCT wurde bei den Erst- und Nachuntersuchungen durchgeführt, mit einer Impressionszytologie und/oder Biopsie für die Histologie beim Erstbesuch oder zum Zeitpunkt der Operation.

1. Spaltlampenuntersuchung und bildgebendes Verfahren

1. Bitten Sie die Person, sich hinter die Spaltlampe zu setzen. Erklären Sie dem Probanden die Testverfahren.
2. Bearbeiten Sie die Informationen zum Betreff.
3. Desinfizieren Sie das Setup: Wischen Sie den Spaltlampenkopf und den Kinnhalter mit einem Alkoholtupfer ab.
4. Positionieren Sie das Subjekt zur Prüfung.
   1. Bitten Sie die Person, ihr Kinn auf den Kinnhalter zu legen. Weisen Sie die Person an, ihren Augapfel zu drehen, um die Läsion vollständig freizulegen. Beobachten Sie die Läsion unter der Spaltlampe.
   2. Notieren Sie während der klinischen Untersuchung Details der Läsion, wie z. B. Lateralität, Aussehen, quadratische Lage, Ausmaß der Beteiligung der Augenoberfläche, Abmessungen der Läsion, Vorhandensein von Keratin, Pigmentierung, intrinsische Vaskularität, Zubringergefäße, zystoide Räume und Sklerabeteiligung.
   3. Klappen Sie die Augenlider, um zu beobachten, ob die fornische oder die lidseitige Bindehaut betroffen ist.
5. Führen Sie mit der Spaltlampe Fotos des vorderen Augenabschnitts durch, um klinische Merkmale zu dokumentieren.

2. Bildgebung im HR-OCT-Gerät

HINWEIS: Im Folgenden finden Sie ein allgemeines Verfahren zur Aufnahme von OCT-Bildern des vorderen Segments, die mit dem optischen Kohärenztomographiesystem im Fourier-Bereich (siehe Materialtabelle) gescannt wurden, das eine axiale Auflösung von 5 μm, eine transversale Auflösung von 8 μm und eine Scangeschwindigkeit von 26.000 A-Scans/s aufweist. Um die Bildqualität zu gewährleisten, wird eine Spektralbereichs-OCT mit kürzeren Lichtwellenlängen empfohlen, wie z. B. HR-OCT (Tiefenauflösung von 5-7 μm) oder ultrahochauflösende OCT (Tiefenauflösung von etwa 2-3 μm), um die Merkmale von Augenläsionen besser sichtbar zu machen.

1. Bitten Sie die Person, sich hinter das Bildgebungsgerät zu setzen. Erklären Sie dem Probanden die Testverfahren.
2. Doppelklicken Sie auf das RTVue-Symbol , um das zu starten.
3. Bearbeiten Sie die Informationen zum Betreff.
   1. Klicken Sie auf die Schaltfläche Neuer Patient , um einen neuen Patienten anzulegen. Füllen Sie die Informationsfelder aus, z. B. Nachname, Vorname, Geschlecht, Geburtsdatum und ethnische Zugehörigkeit. Klicken Sie auf die Schaltfläche Speichern .
4. Desinfizieren Sie das Setup: Wischen Sie den OCT-Kopf und den Kinnhalter mit einem Alkoholtupfer ab.
5. Wählen Sie das gewünschte Scanmuster aus, indem Sie auf die Schaltfläche Hornhaut < Linie kreuzen klicken.
6. Befestigen Sie die Frontsegmentlinse am Systemscanner.
7. Wählen Sie das/die Auge(n) aus, das/die gemäß der Spaltlampenfotografie des vorderen Segments/der vorderen Segmente gescannt werden soll.
8. Positionieren Sie das Motiv für die Bildgebung.
   1. Bitten Sie die Person, ihr Kinn auf den Kinnhalter zu legen. Weisen Sie das Subjekt an, den Augapfel zu rollen, um die Läsion der Augenoberfläche vollständig freizulegen.
   2. Richten Sie die gewünschte Läsion mit der Mitte des Scans aus. Klicken Sie auf die Registerkarte Scannen .
9. Drücken Sie die Registerkarte Auto P , um die Signalstärke zu erhöhen. Passen Sie den Scannerkopf an, um das beste Okularbild zu erhalten. Nehmen Sie das Bild mit dem automatischen 8×8-mm-Segmentierungs-OCT-Scan auf.
10. Überprüfen Sie die OCT-Slices. Klicken Sie auf die Registerkarte Speichern , um den Scan zu speichern.

3. Bestimmung der Region of Interest (ROI)

1. Beobachten Sie die dynamische Schnittansicht während der Ausrichtung. Richten Sie die Kreuzlinie an der dicksten Stelle der Läsion aus und erfassen Sie den Scan.
2. Achten Sie auf die angrenzenden Teile von normalem und abnormalem Gewebe. Erfassen Sie den Rand der Läsion.

4. OCT-Bildanalyse

HINWEIS: Bewerten Sie die AS-OCT-Parameter, wie z. B. die Läsionslokalisation (Epithel, Subepithel oder Sklera), das Reflexionsvermögen und die Dicke des Epithels, die abrupte Übergangszone von normalem zu abnormalem Gewebe, die Sichtbarkeit der Trennzone zwischen epithelialer und subepithelialer Schicht, die Gleichmäßigkeit der Läsion, das Vorhandensein von zystoiden Räumen, das Vorhandensein von Rückschattierungen, die Abgrenzung der hinteren Ausdehnung des Tumors und die Sichtbarkeit der zugrunde liegenden Sklera.

1. Öffnen Sie die Systemsoftware und navigieren Sie zum Abschnitt Messwerkzeuge. Klicken Sie auf das Messwerkzeug View B-Scans <.
2. Wählen Sie in den Messwerkzeugen das Abstandswerkzeug < Messwerkzeug aus. Messen Sie die maximalen epithelialen und subepithelialen Dickenwerte der Läsion.
   1. Beginnen Sie mit der Auswahl eines Anfangspunktes an der vorderen Epithelgrenze und bewegen Sie sich dann vertikal zur sichtbaren Trennung zwischen Epithel- und Subepithelschicht. Speichern Sie die Messdaten der maximalen Fläche als Epitheldicke.
   2. Wählen Sie als Nächstes einen Ankerpunkt an der sichtbaren Trennung zwischen der epithelialen und der subepithelialen Schicht aus und fahren Sie dann vertikal zum hinteren Rand der Läsion (typischerweise der vorderen Grenze der Sklera) fort. Speichern Sie die Messdaten der maximalen Fläche als subepitheliale Dicke.
3. Klicken Sie auf Snapshot Tool < Messwerkzeug , um ein .jpg Bild des Messprotokollbildschirms zu exportieren.

5. Follow-up-Verfahren

HINWEIS: Führen Sie monatliche OCT-Untersuchungen während der topischen Chemotherapie und bei jedem Nachsorgetermin nach chirurgischer Resektion und medizinischen oder parachirurgischen Behandlungen durch.

1. Spaltlampenuntersuchung (Schritt 1 wiederholen): Beobachten und dokumentieren Sie die Veränderungen der Läsion.
2. Führen Sie die AS-OCT-Untersuchung durch.
   1. Öffnen Sie die Systemsoftware und suchen Sie den vorhandenen Patienten, indem Sie seinen Namen oder sein Geburtsdatum in das Feld "Suchen nach" eingeben. Geben Sie die relevanten Informationen des Patienten ein und klicken Sie auf die Schaltfläche Suchen .
   2. Sobald der Patient gefunden wurde, klicken Sie auf seinen Namen, um alle Besuche aufzulisten. Wählen Sie "Letzter Besuch" aus und überprüfen Sie die OCT-Bilder.
   3. Klicken Sie auf die Schaltfläche SCANNEN , um das aktuelle AS-OCT-Bild zu erhalten und die Parameter auf AS-OCT auszuwerten (Schritt 2 bis Schritt 4 wiederholen).

Ergebnisse

Abbildung 1A,B zeigt HR-OCT-Bilder von OSSN, die drei Hauptmerkmale zeigen: (1) Deutlich verdicktes hyperreflektierendes Epithel; (2) Ein abrupter Wechsel von normalem zu abnormalem Epithel, gekennzeichnet durch einen plötzlichen Anstieg der Helligkeit und Dicke des Epithels; (3) Gelegentlich ist eine Teilungsebene zwischen dem Epithel und dem darunter liegenden Gewebe sichtbar. Bei sehr dicken Läsionen kann jedoch der untere Rand der Läsion durch Abschattung etwas verdec...

Diskussion

Die OCT DES VORDEREN SEGMENTS (AS-OCT) ist ein vielversprechendes diagnostisches Instrument zur Vermessung der Augenoberfläche. Es erhält einen optischen Schnitt der Augenoberfläche nach dem Prinzip der Michelson-Interferometrie⁹. Die systematische Interpretation der AS-OCT beginnt mit dem äußersten Gewebe der Augenoberfläche, nämlich dem Epithel der Hornhaut, dem Limbus und dem Bindehautkomplex. Eine kürzlich durchgeführte Studie von Vempuluru et al. zeigte, dass AS-OCT sehr nützlich is...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
70% Ethanol	Any make
Fourier-domain optical coherence tomography (OCT) system	Optuvue Inc., Fremont, CA, USA	RTVue XR
RTVue software	Optuvue Inc., Fremont, CA, USA