Рак эндометрия представляет собой злокачественное новообразование внутренней эпителиальной выстилки матки и является распространенным гинекологическим злокачественным заболеванием во всем мире. Предшественником рака эндометрия является гиперплазия эндометрия, которая также требует лечения и регулярного наблюдения. Наиболее точным методом диагностики гиперпластических процессов является гистологический анализ ткани, предусматривающий выскабливание полости матки. Данная процедура является травматичной для женщин и может негативно сказаться на репродуктивной функции. Известно, что доброкачественные образования матки за счет гиперплазии желез и содержания небольшого количества фиброзных компонентов, характеризуются мягкой структурой, а начало злокачественной трансформации, наоборот, будет связано с повышением жесткости ткани. Следовательно, оптическая когерентная эластография (ОКЭ), являясь неинвазивным методом, позволяющим по эластическим свойствам определять компоненты и изменения тканей, может стать перспективным инструментом мониторинга гиперпластических процессов в матке. Целью исследования явилось выявление упругих свойств ткани эндометрия в норме, при гиперпластических и неопластических процессах.

Исследование проводились на ex vivo образцах ткани эндометрия в норме, при гиперпластических и неопластических процессах. Методом компрессионной ОКЭ были изучены упругие свойства (жесткость) ткани эндометрия на основе визуализации деформаций, создаваемых в ткани прижатием ОКТ-зонда и оценки межкадровой вариации градиента фазы сигнала между соседними В-сканами. Использование калибровочного силиконового слоя с известной жесткостью (100 кПа в данной работе) на поверхности ткани позволило количественно оценивать ее упругие свойства (модуль Юнга, кПа) со степенью детализации ~30-50 мкм. Для количественной оценки и сравнительного анализа ОКЭ-изображений ткани эндометрия использовали стандартизированный диапазон давления на ткань (4±1 кПа). Полученные данные сравнивали с результатами гистологического исследования, которое проводили с окраской гематоксилином и эозином и пикрофуксином по Ван Гизону.

Была продемонстрирована способность ОКЭ четко визуализировать различия в ткани эндометрия в норме, при гиперпластических и неопластических процессах. На эластографических изображениях установлено, что в норме постменопаузальный эндометрий имеет однородное распределение низких значений жесткости (~200-250 кПа), что соответствует тонкому атрофичному слою с мелкими и редкими железами. При гиперплазии эндометрия на эластографических изображениях происходило снижение значение жесткости (менее 100 кПа) по сравнению с нормальным эндометрием, что указывает на разрастание ткани и преобладание желез над единичными волокнами соединительной ткани. При раке эндометрия наблюдается неоднородное распределение высоких значений жесткости (более 500 кПа) от крупных железистых структур, сливающихся с волокнами соединительной ткани.

Полученные данные ОКЭ хорошо коррелируют с гистологическими изображениями, что доказывает эффективное применение данного метода в различии доброкачественных и злокачественных поражениях эндометрия. В будущем полученный результат может быть использован для неинвазивной оценки состояния эндометрия в реальном времени при гиперпластических и неопластических процессах.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ № 23-25-00405.

Endometrial cancer is a malignant epithelial tumor of the uterus and is a common gynecological malignancy worldwide. The precursor of endometrial cancer is endometrial hyperplasia, which also requires treatment and regular monitoring. The most accurate method for diagnosing hyperplastic processes is a histological analysis of tissue, which involves curettage of uterine cavity. This procedure is traumatic for women and can adversely affect reproductive function. It is known that benign lesions of the uterus are represented by a soft structure due to hyperplasia of the glands and the content of a small amount of fibrous components. The onset of malignant transformation, on the contrary, will be associated with increased stiffness. Therefore, a new non-invasive method of optical coherence elastography (OCE) makes it possible to determine the morphological components and structural changes of tissue by elastic properties and can become a promising tool for monitoring hyperplastic processes in the uterus. The aim of the research was to reveal the elastic properties of normal endometrial tissue and endometrial tissue in hyperplastic and neoplastic processes.

The research was carried out on ex vivo samples of normal endometrial tissue and endometrial tissue changed by hyperplastic and neoplastic processes. The elastic properties (stiffness) of the endometrial tissue were studied using the compression OCE method based on the visualization of deformations created in the tissue by pressing by the OCT probe and the assessment of the interframe variation of the signal phase gradient between adjacent B-scans. The use of a calibration silicone layer (layer stiffness 100 kPa) on the tissue surface made it possible to quantify its elastic properties (Young's modulus, kPa) with a level of detail of ~30-50 μm. For quantitative evaluation and comparative analysis of OCE-images of endometrial tissue, a standardized pressure range (4±1 kPa) was used. The obtained data were compared with the results of histological examination, which was carried out by staining with hematoxylin and eosin and picrofuchsin according to Van Gieson.

The ability of OCE to visualize differences in normal endometrial tissue and endometrial tissue changed by hyperplastic and neoplastic processes was demonstrated. The elastographic images revealed that the normal postmenopausal endometrium has a homogeneous distribution of low stiffness values (~200-250 kPa), which correspond to a thin atrophic layer with small and rare glands. With endometrial hyperplasia on elastographic images, there was a decrease in the stiffness value (below 100 kPa) compared to normal endometrium, which indicates tissue growth and the predominance of glands over single connective tissue fibers. In endometrial cancer, a heterogeneous distribution of high stiffness values (above 500 kPa) from large glandular structures merging with connective tissue fibers is observed.

The obtained OCE data correlate well with histological images, which proves the promising use of this method in distinguishing between benign and malignant lesions of the endometrium. In the future, the result obtained can be used for real-time non-invasive assessment of the state of the endometrium in hyperplastic and neoplastic processes.

The study was supported by grant RSF № 23-25-00405.