Erfahrungen mit optischen Stimmlippenbiopsien bei Leukoplakien

 

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Zusammenfassung

Hintergrund: Die differenzialdiagnostische Abgrenzung einer Leukoplakie gegenüber einem Karzinom bzw. einer chronischen Laryngitis ist bisweilen schwierig. Es wurde in dieser Studie untersucht, ob farbtexturbasierte optische Biopsien zur Erkennung und Abgrenzung von Leukoplakien vom umliegenden Stimmlippengewebe beitragen können. Methode: 50 Bildbefunde, davon 25 reizlose Kehlkopfbefunde, und 25 Stimmlippenleukoplakien wurden retrospektiv ausgewertet. Die Aufnahmen während der Untersuchungen wurden mit einer 90°-Optik (Wolf® Typ 4450.571) durchgeführt und mit einem S-VHS-Videorekorder aufgezeichnet. Mit einem Markierungsprogramm (InSegT®) wurden manuell leukoplakische Veränderungen, gesundes Stimmlippengewebe und grenzwertige Areale eingezeichnet. Für jede der gekennzeichneten Regionen wurden mit Hilfe von Methoden der digitalen Farbtexturanalyse numerische Merkmale berechnet, die zur objektiven Charakterisierung der Oberflächenstruktur in die Komponenten Textur und Farbe dienten. Es kamen dabei Farbhistogramme (HST), Summen- und Differenzhistogramme (S/D), Statistische Geometrische Merkmale (SGF) und Grauwertabhängigkeitsmatrizen (GLDM) zum Einsatz. Patienten: Das Patientengut umfasste 29 Frauen und 21 Männer im Alter von 18 - 81 Jahren mit einem Durchschnittsalter von 53 Jahren, die im Zeitraum vom 10/1999 bis 8/2003 in unserer Poliklinik untersucht wurden. Ergebnisse: Die Erkennungsrate bei Leukoplakien betrug 71 % und 97 % bei gesundem Gewebe mit Verwendung von Farbtexturinformationen. Schlussfolgerung: Optische Biopsien können dem Untersucher bei der Diagnosefindung hilfreich sein. Die Erkennungsrate bei pathologischen Befunden muss noch verbessert werden, um in der klinischen Praxis eingesetzt werden zu können.

Abstract

Background: It is often difficult to distinguish leucoplakia from carcinoma or chronic laryngitis. In this study, we examined if color texture optical biopsies are able to detect leukoplakia reliably and to distinguish this from normal vocal fold tissue. Methods: 25 images from patients with a normal larynx and 25 images from patients with leucoplakia were analysed retrospectively. The images were recorded with a rigid 90°-laryngoscope (Wolf® Typ 4450.571) during a clinical setting and were recorded by a S-VHS-videorecorder. With a software program (InSegT®), regions with leucoplakia, normal tissue and suspicious tissue were manually marked. Within each marked region, the use of color texture analysis numeric features were calculated to characterize the surface in texture and color. Color histogramms (HST), Sum- and Difference histogramms (S/D), Statistical Geometric Features (SGF) and Grey-Value-Dependent-Matrix (GLDM) were used. Patients: 29 women and 21 men (age 18 to 81 years, average of 53 years), who were examined in our clinic from 10/1999 - 8/2003, took part in this study. Results: The automatized classification for color texture analysis resulted in 71 % for leucoplakia and 97 % for normal tissue. Conclusion: Optical biopsies can contribute to find the correct diagnosis. However, classification results must still get better when optical biopsies should be used in clinical practice.

Literatur

• 1 Vokes E, Weichselbaum R, Lippmann S, Hong W. Head and neck cancer.  N Engl J Med. 1993;  328 184-194
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 2 Kleinsasser O. Mikrolaryngoskopie und endolaryngeale Mikrochirurgie. 3. Aufl. Stuttgart; Schattauer 1991
  Google Scholar
• 3 Kleinsasser O. Über den Krankheitsverlauf bei Epithelhyperplasien der Kehlkopfschleimhaut und die Entstehung von Karzinomen.  Zeitschrift für Laryngologie und Rhinologie. 1963b ;  42 541-558
  PubMedGoogle Scholar
• 4 Talamini R, Bosetti C, La Vecchia C, Dal Maso L, Levi F, Bidoli E, Negri E, Pasche C, Vaccarella S, Barzan L, Franceschi S. Combined effect of tobacco and alcohol on laryngeal cancer risk: a case-control study.  Cancer Causes and Control. 2002;  13 957-964
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 5 Lewin J S, Gillenwater A M, Garrett J D, Bishop-Leone J K, Nguyen D D, Callender D L, Ayers G D, Myers J N. Characterization of laryngopharyngeal reflux in patients with premalignant or early carcinomas of the larynx.  Cancer. 2003;  97 1010-1014
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 6 Arens C, Malzahn K, Dias O, Andrea M, Glanz H. Endoskopische bildgebende Verfahren in der Diagnostik des Kehlkopfkarzinoms und seiner Vorstufen.  Laryngo Rhino Otol. 1999;  78 685-691
  PubMedGoogle Scholar
• 7 Mayinger B, Horner P, Jordan M, Gerlach C, Horbach T, Hohenberger W, Hahn E G. Endoscopic fluorescence spectroscopy in the upper GI tract for the detection of GI cancer: Initial experience.  Am J Gastroenterol. 2001;  96 2616-2621
  PubMedGoogle Scholar
• 8 Mayinger B, Jordan M, Horner P, Gerlach C, Muehldorfer S, Bittorf B R, Matzel K E, Hohenberger W, Hahn E G, Guenther K. Endoscopic light-induced autofluorescence spectroscopy for the diagnosis of colorectal cancer and adenoma.  J Photochem Photobiol B. 2003;  70 13-20
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 9 Lau D P, Huang Z, Lui H, Man C S, Berean K, Morrison M D, Zeng H. Raman spectroscopy for optical diagnosis in normal and cancerous tissue of the nasopharynx - preliminary findings.  Lasers Surg Med. 2003;  32 210-214
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 10 Molnar B, Berczi L, Dichazy C, Tagscherer A, Varga S V, Szende B, Tulassay Z. Digital slide and virtual microscopy based routine and telepathology evaluation of routine gastrointestinal biopsy specisms.  J Clin Pathol. 2003;  56 33-438
  PubMedGoogle Scholar
• 11 Gallivan R P, Nguyen T H, Armstrong W B. Head and neck computed tomography virtual endoscopy: Evaluation of a new imaging technique.  Laryngoscope. 1999;  109 1570-1579
  PubMedGoogle Scholar
• 12 Andrea M, Dias O, Macor C, Santos A, Varandas J. Contact endoscopy of the nasal mucosa.  Acta Otolaryngol. 1997;  117 307-311
  PubMedGoogle Scholar
• 13 Andrea M, Dias O, Santos A. Contact endoscopy during microlaryngeal surgery: a new technique for endoscopic examination of the larynx.  Ann Otol Rhinol Laryngol. 1995;  104 333-339
  PubMedGoogle Scholar
• 14 Arens C, Dreyer T, Glanz H, Malzahn , K . Compact endoscopy of the larynx.  Ann Otol Rhinol. 2003;  112 113-119
  PubMedGoogle Scholar
• 15 Koenig F, Knittel J, Schnieder L, George M, Lein M, Schnorr D. Confocal laser scanning microscopy of urinary bladder after intravesical instillation of a fluorescent dye.  Urology. 2003;  62 158-161
  CrossrefPubMedGoogle Scholar
• 16 Münzenmayer C, Mühldorfer S, Mayinger B, Volk H, Grobe M, Wittenberg T. Farbtexturbasierte optische Biopsie auf hochauflösenden endoskopischen Farbbildern des Ösophagus. In: T. Wittenberg, P. Hastreiter, U. Hoppe, H. Handels, A. Horsch, H.-P. Meinzer (Hrsg) Bildverarbeitung für die Medizin. Berlin; Springer-Verlag 2003: 191-195
  Google Scholar
• 17 Palm C, Metzler V, Mohan B, Dieker O, Lehmann T, Spitzer K. Co-Occurrence Matrizen zur Texturklassifikation in Vektorbildern. In: H. Evers, G. Glombitza, T. Lehmann, H.-P. Meinzer (Hrsg) Bildverarbeitung für die Medizin. Berlin; Springer-Verlag 1999: 367-371
  Google Scholar
• 18 Wittenberg T, Kothe C, Münzenmayer C, Grobe M, Volk H, Hess M. Automatic classification of leukoplakia on vocal folds using color texture features. In: Schade G, Müller F, Wittenberg T, Hess M (eds) Proceedings of the 6th International Conference Advances in Quantitative Laryngology, Voice and Speech Research (AQL) Hamburg, 3. - 5. 4. 2003. Stuttgart; IRB-Verlag
  Google Scholar
• 19 Ilgner J F, Palm C, Schütz A G, Spitzer K, Westhofen M, Lehmann T M. Color texture analysis for quantitative laryngoscopy.  Acta Otolaryngol. 2003;  123 730-734
  CrossrefPubMedGoogle Scholar

Prof. Dr. Markus Hess

Poliklinik für Hör-, Stimm- und Sprachheilkunde

Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf · Martinistraße 52 · 20246 Hamburg

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