Несмотря на быстро развивающийся технический прогресс и совершенствование инструментальных методов исследования, заболеваемость доброкачественными новообразованиями толстой кишки, по данным литературы, варьирует в широких пределах, достигая 49% от общего количества болезней толстой кишки [1]. В настоящее время полипы толстой кишки рассматриваются как облигатный предрак с высокой частотой малигнизации, достигающей при ворсинчатых полипах 90%. В последние годы в экономически развитых странах, в том числе и в России, частота полипов толстой кишки увеличивается [2].

Риск злокачественной трансформации полипов расценивается в пределах от 3 до 20%. Он значительно возрастает с увеличением размеров образований, составляя при полипах диаметром более 2 см 30—35%. Подобная оценка величины риска развития рака основана на представлениях о стадийности неопластического процесса: предраковые изменения выражаются в поэтапном увеличении размеров железистых полипов и нарастанием в них диспластических изменений [3].

Диагностика доброкачественных новообразований основывается на эндоскопических методах обследования. За последние годы эндоскопия благодаря развитию и совершенствованию медицинской техники и аппаратуры, появлению инновационных методик существенно расширила свои возможности. Применение малоинвазивных технологий позволяет проводить тщательную эндоскопическую диагностику ранних раков желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) [4]. Закономерно, что новые возможности лечебной эндоскопии предъявляют высокие требования к эндоскопии диагностической. Крайне важна точная и наиболее ранняя диагностика опухолевых и предраковых заболеваний, в частности ЖКТ, что, в свою очередь, служит предпосылкой к появлению и развитию новых направлений эндоскопических методов обследования.

В ситуации бурного развития новых эндоскопических методов диагностики в зарубежной и отечественной литературе стали появляться разные названия фирм-производителей, описывающие одну и ту же технологию. Это вносило определенную терминологическую путаницу при оценке технологий. Ввиду этого Японская ассоциация гастроинтестинальной эндоскопии в 2007 г. предложила для интернационального применения унифицированную терминологию, присвоив определенные наименования различным эндоскопическим методам получения эндоскопического изображения [5].

Все современные методы получения эндоскопического изображения были разделены на пять категорий:

1) обычная эндоскопия (белый свет);

2) эндоскопия с усилением четкости изображения;

3) эндоскопия с увеличением;

4) микроскопия;

5) томография.

Обычная эндоскопия (в белом свете) — «золотой стандарт», при котором полностью охватывается видимый диапазон длин волн, используемых для освещения, чтобы получить изображение, наиболее близко напоминающее макроскопический вид. Эта техника может быть подразделена на разнообразные методы в зависимости от типа источника света, его цвета, цветовой температуры, принципа работы применяемого прибора с зарядовой связью — матрицы и т. д.

Эндоскопия с усилением четкости изображения подразделяется на (1) цифровые, (2) оптические цифровые и (3) хромоэндоскопические методы. Данная методика предназначена, чтобы усилить видимость кровеносных сосудов и структур изменений поверхности слизистой оболочки. Для этого используют источник света с различными оптическими характеристиками от обычного белого света до различных длин волн (в том числе ультрафиолетового, инфракрасного спектров и др.) в зависимости от цели наблюдения.

К цифровым методам относятся:

1) метод усиления изображения (например, структурная детализация);

2) контрастный метод (определение индекса Hb, FICE — Flexible spectral Imaging Color Enhancement (ранее называемый Fuji Intelligent Chromo Endos copy и Fuji Intelligent Color Enhancement), RIM — real timeimage mapping), i-Scan (TE).

К оптическим цифровым методам относятся:

1) автофлюоресценция (AFI — autofluorescence imaging, SAFE — simultaneous autofluorescence endoscopy);

2) узкоспектральная эндоскопия (NBI — narrow band imaging);

3) инфракрасный свет (IRI — infrared imaging).

Хромоскопия, используемая для усиления четкости изображения структур изменений поверхности слизистой оболочки, разделяется в зависимости от применяемых красителей:

1) сорбирующие красители (например, растворы Люголя или метиленового синего);

2) контрастные (например, раствор индигокармина).

Эндоскопия с увеличением включает:

1) оптический метод (эндоскопия с оптическим увеличением);

2) цифровой метод (эндоскопия с цифровым увеличением).

Микроскопия включает:

1) оптический (эндоцитоскопия);

2) конфокальный (эндомикроскопия) — метод, позволяющий прижизненно проводить осмотр с увеличением до 1125 крат на 14-дюймовом мониторе.

Эндоскопическая томография включает:

1) эндоскопическую ультрасонографию;

2) оптическую когерентную томографию.

Все эти методы используются при проведении эзофагогастродуоденоскопии (ЭГДС), колоноскопии, энтероскопии и бронхоскопии. В 2001 г. в широкую практику вошла капсульная эндоскопия, разработанная для исследования практически безболезненно слизистой оболочки верхней части ЖКТ — тощей кишки, а в 2003 г. она стала методом первой линии в диагностике заболеваний тонкого кишечника. В настоящее время существует две системы капсульной эндомикроскопии. Одна производится компанией «Given Imaging» («Norcroscc», Джорджия, США), другая — компанией «Olympus» (Токио, Япония). Видеокапсула (рис. 1), пассивно перемещающаяся по кишечнику за счет перистальтики, передает цветные изображения его внутренней оболочки. Для исключения задержки капсулы в просвете тонкой кишки предложен модифицированный продукт — капсула, растворяющаяся в течение примерно 30 ч после приема, что обеспечивает ее прохождение. Кроме того, для удаления застрявших капсул применяется баллонная эндоскопия [6].

Однако главным лимитирующим фактором развития этого метода выступает невозможность проведения биопсии (хотя прототипы управляемых капсул, производящих биопсию, уже существуют) и эндоскопических вмешательств. К тому же в 2001 г. H. Yamamoto и соавт. (Япония) описал новый двухбаллонный метод энтероскопии (Push-and-Pull-Enteroskopie) аппаратом фирмы Fujinon, позволяющий не только осматривать весь тонкий кишечник, но и проводить эндоскопические вмешательства, что существенно превосходит возможности видеокапсулы.

На сегодняшний день наибольшее распространение в мире получила эндоскопия с усилением четкости изображения с целью выявления деталей строения слизистой оболочки и сосудистого рисунка подслизистой основы. Это повышает вероятность обнаружения патологических изменений и, следовательно, эффективность диагностики. В настоящее время хромоэндоскопия применяется в двух модификациях: с использованием красителей и без них (в основном за счет применения усиления изображения с использованием HD TV, а в последнее время — NBI и FICE), а также эндоскопическая томография (за счет ультрасонографии).

NBI — воспроизведение изображения в узком спектре света (узкоспектральная эндоскопия), с использованием оптического явления, при котором глубина проникновения света в ткани зависит от длины волны. Чем короче длина волны, тем поверхностнее ее проникновение. Поэтому в видимом спектре синий свет проникает наиболее поверхностно (отображается слизистая оболочка и контрастируется ее сосудистая сеть), в то время как красный свет проникает глубже (отображаются подслизистая оболочка и более крупные сосуды). Кроме того, свет короткой длины волны вызывает меньшее рассеивание (рис. 2). В системе NBI были сужены полосно-пропускающие диапазоны красных, зеленых и синих компонентов белого света, а относительная интенсивность синего света была увеличена [7].

NBI (узкоспектральная эндоскопия) использует узкие спектры синего света (415 нм) и зеленого света (540 нм) за счет использования установленных в осветителе светофильтров. Проведение эндоскопии аппаратами с высокой разрешающей способностью, имеющими функции NBI, существенно улучшает диагностику минимальных изменений слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, однако, как оказалось, некоторые повреждения эта технология не выявляет (рис. 3) [8].

Применение при диагностике раствора индигокармина повышает эффективность выявления интраэпителиальной неоплазии в 3—4 раза [9]. Это было доказано ведущими эндоскопистами мира Takao Endo и соавт. (2002, 2005), Jonathan Cohen (2008) и др.

FICE — технология спектрального цветового выделения, основанная на математической обработке обычного изображения, полученного видеоэндоскопом при освещении объекта белым светом, в модуле спектральной оценки процессора. В процессоре происходит оценка пикселей, принадлежащих разным частям спектра. Так как спектр пикселя известен, появляется возможность сформировать изображение одной длины волны (рис. 4).

Система FICE позволяет выбирать наиболее приемлемые длины волн (соответствующие красному ®, зеленому (G) и синему (B) диапазону), реконструирующие изображение. Система имеет 10 установленных различных настроек, которые могут изменяться пользователем по своему усмотрению по каждому каналу цветового диапазона [10].

i-Scan («Pentax», Токио, Япония) основан на том же физическом принципе, что NBI, однако при его использовании не требуются оптические фильтры в видеоэндоскопе благодаря применению технологии компьютерной оценки спектральных параметров. В отличие от NBI-эндоскопии, при i-Scan виртуальное эндоскопическое изображение формируется в видеопроцессоре и реконструируется в реальном времени посредством максимального усиления интенсивности суженного синего цвета с одновременным уменьшением до минимальной величины интенсивности суженных полос красного и зеленого цветов, таким способом достигается усиление контрастности капилляров и поверхности слизистой оболочки. i-Scan позволяет столь же точно диагностировать неоплазию, как и хромоэндоскопия [11].

Aвтофлюоресценция — технология, при которой слизистую оболочку освещают светом с короткой длиной волны, свет возбуждает некоторые эндогенные молекулы, которые и испускают автофлюоресцирующий свет. Эта технология способна улучшить обнаружение раннего рака по различной степени интенсивности флюоресценции, ее цвету, в сравнении с окружающей неповрежденной тканью. Большим недостатком этой технологии является высокий процент выявления ложноположительных поражений (до 40%), но при сочетании с NBI он снижается до 10% [12, 13]. Несмотря на то что технологии AFI, RIM, SAFE и IRI освоены и доступны, они в основном используются в крупных эндоскопических центрах с научной и исследовательской целью.

Хромоскопия — широко применяемый метод окраски, при котором используются биосовместимые красящие вещества, обладающие различными свойствами (рис. 5). Несмотря на то что хромоскопия эффективна во многих случаях, метод не лишен проблем, таких как сложность подготовки слизистой оболочки к окраске, достижение полного и равномерного окрашивания поверхности слизистой красителем, дополнительные расходы на оборудование для распыления красителя и существенное увеличение времени на проведение исследования. К сожалению, на сегодняшний день нет красителя, тропного к злокачественным клеткам [15].

В методике увеличительной эндоскопии (или Zoom-эндоскопии) используются подвижные линзы для варьирования степени увеличения вплоть до 150-кратного (рис. 6).

Доступными являются эндоскопы EVIS EXERA с оптическим увеличением 50 крат, EVIS LUCERA  — 80 крат и Fujinon — 100 крат на 14-дюймовом мониторе (японский стандарт) [15, 16]. Эти модели имеют и цифровое увеличение до 2 крат, что позволяет увеличивать изображение в 1,5 и 2 раза. Однако при эндоскопии с цифровым увеличением происходит цифровая обработка сигнала, что влечет существенное снижение качества изображения.

Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия (КЛСМ) является оптическим методом получения изображения (рис. 7), идея которого была выдвинута Марвином Мински в 1957 г. Методика конфокальной лазерной эндомикроскопии позволяет увидеть в режиме реального времени изображение слизистой оболочки кишечника при 1000-кратном увеличении с разрешением около 1 мкм. Основное развитие метод получил в связи с разработкой компьютеров и широкое применение нашел в различных областях медицины и техники. Особенностью метода является наличие точечной диафрагмы в плоскости изображения, которая пропускает только флуоресценцию из фокальной области, отсекая любую другую флуоресценцию и рассеянный свет.

Для создания конфокального изображения луч лазера определенной длины волны и низкой мощности (аргон-ионный лазер синего света, волна возбуждения 488 нм) наводится на исследуемый участок слизистой оболочки через объектив с использованием так называемого селективного зеркала. Специальное многослойное напыление из диэлектрических материалов обеспечивает высокоэффективное отражение света на длине волны генерации лазера и почти 100% пропускание света в остальном спектральном диапазоне. На образце ткани лазер освещает не все поле зрения, а фокусируется в точку. Предварительно введенные флуоресцентные вещества возбуждаются светом лазера и дают свечение, собираемое тем же объективом. Селективное зеркало отражает рассеянный образцом лазерный свет, пропуская через себя к системе детекции (фотоэлектронный умножитель, ФЭУ) флуоресцентное излучение, очищенное от паразитного светорассеяния. Для улучшения разрешения используется конфокальная диафрагма (конфокальная апертура, «pinhole»), которая помещается в той плоскости, где микроскоп фокусирует флуоресценцию, собранную из фокуса объектива. Через диафрагму проходит только та флуоресценция, которая излучается вблизи фокуса лазерного луча под объективом (рис. 8). Флуоресценция, испускаемая слоями выше и ниже фокуса, оказывается дефокусированной и к ФЭУ не поступает [17].

Миниатюрный конфокальный лазерный микроскоп может быть встроен либо в дистальный конец гибкого эндоскопа (гастроскоп Pentax EG-3870CIK, колоноскоп Pentax ЕС-3870CILK, Pentax, Япония), либо в автономный зонд, который подводится к исследуемому образцу ткани через «рабочий» канал обычного эндоскопа (мини-зонды CholangioFlex, GastroFlex, ColoFlex, GastroFlex-UHD, ColoFlex-UHD в системе Cellvizio производства «Mauna Kea Technologies», Франция) [18].

Система состоит из конфокального лазерного сканирующего блока, рабочей станции с программным обеспечением и конфокальных мини-зондов (рис. 9).

Мини-зонды, содержащие десятки тысяч фиброволокон и миниатюрный оптический объектив, передают сканирующий лазерный луч в зону наблюдения внутри ЖКТ или дыхательных путей и фиксируют флуоресцентный свет, отражаемый тканью (рис. 10) [18, 19].

Несомненным преимуществом Cellvizio является совместимость всех типов гибких и ригидных эндоскопов («Fujinon», «Pentax», «Olympus», «Storz» и др.), так как мини-зонды проводятся к исследуемому участку слизистой оболочки через инструментальный канал эндоскопа. При этом диаметр рабочего канала гастроскопа и колоноскопа должен составлять не менее 2,8 мм, а бронхоскопа — не менее 2,2 мм. Для исследования желчевыводящих путей диаметр инструментального канала холангиоскопа должен быть не менее 1,2 мм.

Сами зонды представлены тремя типами и несколькими моделями в зависимости от их предназначения и оптических свойств. Зонды типа S («ColoFlex S», «GastroFlex S», «AlveoFlex») подают свет лазера непосредственно на ткань из дистального конца волокна; диапазон глубины исследования ограничен первыми 50 мкм ткани (в зависимости от типа слизистой оболочки); латеральное разрешение составляет 3,5 мкм, а максимальное поле зрения  — 600 мкм в диаметре. Зонды типа Z («ColoFlex», «GastroFlex») позволяют проводить исследование слизистой оболочки с рабочего расстояния в несколько десятков микрон. Латеральное разрешение и поле зрения такие же, как у зондов типа S. Все зонды позволяют получать динамические (12 кадров в секунду) эндомикроскопические изображения, и отдельные кадры могут быть реконструированы по специальному компьютерному алгоритму в мозаичное изображение с расширенным полем зрения (4×2 мм) (рис. 11) [20].

Непременным условием для получения высококонтрастного конфокального изображения является использование флуоресцентных веществ, которые применяются системно (внутривенное введение 10% флуоресцеина натрия) [21, 22]. Побочные эффекты при применении флуоресцеина не выражены и включают кратковременную, в течение 1—2 ч, желтушность кожных покровов и окрашивание мочи в ярко-желтый цвет в течение 1—2  дней. После внутривенного введения флуоресцеин в сосудистом русле активно связывается сывороточным альбумином. Несвязанный флуоресцеин путем пассивной диффузии через капиллярные стенки поступает в межклеточное пространство, окрашивая его, а также клетки поверхностного эпителия и собственную пластинку слизистой оболочки. Продолжительность действия флуоресцеина составляет до 30 мин. Применение флуоресцеина дает возможность идентифицировать эпителиоциты, капилляры, эритроциты, межклеточное вещество. Ядра клеток не окрашиваются флуоресцеином и на конфокальных изображениях визуализируются в виде темных пятен

Показания к применению конфокальной эндомикроскопии довольно обширны и включают все существующие в настоящий момент показания к выполнению биопсии. В целом можно признать, что даже первые результаты их применения, представленные в зарубежной литературе, впечатляют: чувствительность данного метода составила 87,9% (доверительный интервал 85,4—97,6), специфичность — 95,9% (86,2—98,9), прогностическая ценность положительного результата — 90,9% (89—99), прогностическая ценность отрицательного результата в реальном времени — 92,2% (81—97) [23].

Эндоскопическая ультрасонография — методика, основанная на применении ультразвукового датчика размещенного либо в дистальной части эндоскопа, либо в биопсийном канале эндоскопа (рис. 12).

Оптическая когерентная томография (ОКТ) — перспективный метод высокоразрешающей визуализации структуры тканей. Получаемое изображение напоминает изображение при ультразвуковом обследовании, но в отличие от него OКT использует для исследования почти инфракрасные лучи (1300 нм) и достигает разрешения от 10 до 20 мкм и глубину изображения до 2 мм. Характер изображения зависит от типа зонда. Метод позволяет проводить дифференциальную диагностику доброкачественных и злокачественных поражений пищевода и толстой кишки, определять границу опухолевого роста (рис. 13).

Современные эндоскопические методы произвели революцию в диагностике новообразований толстого кишечника. Их новейшие варианты позволяют обнаруживать новые особенности строения слизистой оболочки и подслизистой основы кишечника. Конфокальная микроскопия в ходе исследования не оказывает на ткани какого-либо влияния, чреватого появлением артефактов. Процедура сканирования безболезненна для пациента, не оказывает повреждающего действия на слизистую, позволяет наблюдать за ее состоянием в динамике. Важнейшее преимущество метода — быстрота получения результата в сравнении с классическим патогистологическим исследованием. Это позволяет не только быстро поставить точный морфологический диагноз, но и выполнить дифференциальную диагностику и биопсию предельно точно, прицельно и заметно уменьшив количество последующих диагностических процедур.