Obrazowanie fotoakustyczne guzów głowy i szyi

Rak odpowiada za prawie 30% wszystkich zgonów w Anglii i Walii. Rak głowy i szyi jest ósmym najczęściej występującym nowotworem w Wielkiej Brytanii, a w ciągu ostatniej dekady wskaźniki zachorowalności i śmiertelności wzrosły odpowiednio o 24% i 14%. Rak kolczystokomórkowy (SCC) lub jego wariant jest najczęstszym typem histologicznym tych nowotworów. Rokowanie i leczenie zasadniczo zależą od stopnia zaawansowania TNM. Na przykład, 1- i 3-letnie wskaźniki przeżycia dla pacjentów z rakiem jamy ustnej we wczesnym stadium (stadium 1 i 2) wynoszą około 90% i 65%; jednak w późnym stadium choroby (stadium 3 i 4) odsetek ten spada odpowiednio do około 80% i 45%. Pacjenci z zaawansowaną chorobą często wymagają bardziej agresywnego leczenia, takiego jak chemioterapia przedoperacyjna (neoadiuwantowa), radioterapia lub jedno i drugie; i zwykle wymagają bardziej rozległej operacji/radioterapii, gdy wprowadzane jest ostateczne leczenie.

Ósma edycja klasyfikacji nowotworów złośliwych TNM, która zapewnia uzgodnione na szczeblu międzynarodowym standardy stopnia zaawansowania raka, obejmuje teraz głębokość inwazji (DOI) raka jamy ustnej w celu dokładnego określenia stopnia zaawansowania T, przy czym 5 mm to granica między etapami 1 i 2 i 10 mm odcięcia dla stadium choroby 2 i 3. Nie tylko dokładny zakres miejscowego wzrostu określa, czy można uzyskać ograniczoną miejscową resekcję, czy też nie bardziej radykalne wycięcie, ale wymiar DOI, który, jak się uważa, odzwierciedla bliskość leżących poniżej struktur limfatycznych i naczyniowych, jest dobrym predyktorem zaangażowania LN. Jak opisano, przeżywalność u tych pacjentów jest związana ze stopniem zaawansowania choroby, dlatego obrazowanie jest kluczowym wyznacznikiem rokowania. Istnieje niewiele danych dotyczących wiarygodności radiologicznej i klinicznej oceny stopnia zaawansowania DOI, a także późniejszej zgodności tych pomiarów z patologicznym, tj. pooperacyjnym, DOI. Metody obrazowania stosowane do oceny stadium T/DOI raka jamy ustnej różnią się między USG, CT i MRI w zależności od preferencji ośrodka. Małe badania oceniające dokładność każdej z tych metod obrazowania w określaniu DOI zostały przeprowadzone z obiecującymi wynikami, jednak są one ograniczone.

Dobrze znane są również ograniczenia w radiologicznej i klinicznej ocenie stopnia zaawansowania LN szyi, a planowa dyssekcja szyi (END), polegająca na wycięciu całej regionalnej grupy LN, jest nadal uważana za najdokładniejszą procedurę diagnostyczną w ocenie stopnia zaawansowania N. Zgłoszona średnia częstość subklinicznych utajonych przerzutów do węzłów chłonnych wykrytych w END u pacjentów z rakiem języka we wczesnym stadium wynosi około 25% - co sugeruje, że zostały one pominięte w konwencjonalnym obrazowaniu. Jest to jednak inwazyjna technika chirurgiczna, która wiąże się ze znaczną chorobowością, m.in. bólu neuropatycznego i ograniczonej ruchomości barku i nie ma pewności, czy przynosi to jakiekolwiek znaczące korzyści kliniczne w porównaniu z obserwacją u pacjentów we wczesnym stadium choroby. Alternatywą dla END w radiologicznym/klinicznym N0 SCC jamy ustnej jest biopsja węzła wartowniczego (SNLB), która obejmuje identyfikację i wycięcie początkowych węzłów chłonnych, do których drenuje guz pierwotny, próbując w ten sposób ograniczyć rozwarstwienie chirurgiczne. Mimo to nadal wymaga to zabiegu chirurgicznego, który wiąże się z ryzykiem, kosztami i niedogodnościami dla pacjenta, nie jest powszechnie dostępny i nadal pomija >15% chorych węzłów chłonnych.

Szybki i łatwy w użyciu, nieinwazyjny i dobrze tolerowany test, który mógłby poprawić lokalną i regionalną ocenę stopnia zaawansowania raka, a także pomóc w standaryzacji tej oceny w różnych ośrodkach, miałby zatem wielką wartość kliniczną.

Tomografia fotoakustyczna (PAT) to stosunkowo nowa technologia, która może pomóc w zaspokojeniu tych potrzeb. PAT opiera się na absorpcji światła generowanego przez laser o określonych długościach fal (często w widmie podczerwonym) przez wewnętrzne składniki obrazowanej tkanki. Taka absorpcja powoduje emisję fal ultradźwiękowych, które można zrekonstruować na obrazy w sposób podobny do konwencjonalnych ultrasonografów. Dzięki obrazowaniu przy wielu długościach fal dystrybucja wody, lipidów i hemoglobiny w tkankach (w czerwonych krwinkach, a tym samym w naczyniach krwionośnych) może być mapowana z niezwykle wysoką rozdzielczością (~ 100 mikronów), zwiększając prawdopodobieństwo, że PAT może zobrazować guz o małej objętości, który istniejące techniki nie mogą.