Diagnostic Value of the Fine Needle Aspiration Biopsy of Head and Neck Neoplasms // Диагностична стойност на тънкоиглената аспирационна биопсия при новообразувания в областта на главата и шията

Abstract

[EN] 1. Introduction: Neoplasms of the head and neck can be divided into congenital, benign and malignant. Treatment of benign tumors is almost always surgical and shall not constitute a problem with substantial consequences for patients. Malignancies are characterized by progressive and uncontrolled growth. Since most have metastatic potential, they are often fatal, despite all therapeutic efforts. According to the National Statistics Institute data for 2014 neoplasms were 16.6% of all causes of death or 18110 cases. Neoplasms are not only associated with subsequent medical intervention and consequent physical patients’ complaints, but also with major psychological problems for patients related to the "cancer" diagnosis. Subsequent trauma, possible disfigurement after surgical removal of the tumor and potential adjuvant therapy, which often results in additional morbidity can change to a large extent the identity of the patient. The variety of problems leads to attempts to detect the process of carcinogenesis as quickly as possible. Survival depends largely on early detection of malignant diseases. Rapid diagnosis of the neoplasm and adequate treatment lead to better treatment outcomes. Early stage tumors require quicker treatment initiation than late stage neoplasms, which reduces further the survival of the patients with advanced disease. In addition, late stage tumors require multimodal and aggressive treatment, which bring significant consequences for patients. Tumors at an early stage can be treated successfully with monotherapy, with few restrictions in quality of life. Early diagnosis of neoplasms is readily accomplished by cyto- and histomorphology or in combination with immunocytochemistry and molecular biological methods. The necessary sample to interpret tissue or cytology may be provided by excision and fine needle aspiration biopsy. In the area of head and neck anatomical structures are well accessible. Localization and tumor type define the indication for different types of morphological studies. Formations in the head and neck are often difficult to access for excisional biopsy because of the depth of their location, and the proximity of the small but important in function anatomical structures. Medical evidence has long imposed histopathological examination as the gold standard in the diagnosis of different types of tumors. The introduction of fine-needle aspiration biopsy in the clinical practice of maxillofacial surgeons gives new opportunities for rapid diagnosis with the advantages of being technically easy to perform even in outpatient settings, quick response, minimally invasive, well accepted by patients, with a low risk of complications and cost-effective. 2. Purpose: The aim of our study is to determine the diagnostic value of fine-needle aspiration biopsy (FNAB), in particular its sensitivity and specificity in the diagnosis and determination of therapeutic strategy in patients with space-occupying processes in the head and neck. To implement this objective we set ourselves the following tasks: - Determination of the diagnostic value of the method in space-occupying processes. - Determine the location of FNAB in the diagnostic algorithm. - Determination of cyto-histological correlations of the material. - Statistical analysis of the results. 3. Examined contingent: For the period from 2008 to 2014 were examined 542 patients who have received fine needle aspiration biopsy at the Department of Maxillofacial Surgery, St. Marina University Hospital - Varna. In 27 of them the material was inconclusive. Repetitive FNAB was performed for 11 of them. In 180 patients the diagnostic process was not extended by obtaining material for histologic examination. The study included 346 patients with cytological and histological examination. The gender distribution was respectively 200 men (57.8%) and 146 women (42.2%), the mean age was 53.6 (SD = 18.3); ranging from 4 to 95 years. The largest number of performed FNAB was of salivary glands (parotid, submandibular and minor salivary glands) - 151 (43.7%), followed by lymph nodes - 114 (32.9%), soft tissue (incl. skin, fasciae, muscles, adipose and loose connective tissue, blood vessels) - 69 (19.9%), hard tissues (bones of the facial skeleton) - 8 (2.3%), upper respiratory tract (incl. cervical part of the trachea) and upper digestive tract (incl. cervical esophagus) - 4 (1.2%). All FNABs were processed and analyzed at the Department of General and Clinical Pathology at the same hospital. The evaluation of all aspirates was performed by a single pathologist. The study is based on medical records of each patient, including the history, status, laboratory and imaging studies, consults, surgical protocols, clinical diagnoses in medical reports and pathomorphological diagnosis (cytological and histological). 3.1 Statistical Analysis 3.1.1 Cytological evaluation criteria for malignancy Classification and identification of malignancy based on cytologic evaluation criteria: (Kocjan 2005) 1. Eccentric location of nuclei 2. Increased proportion of nucleus to cytoplasm 3. Cellular and nuclear polymorphism 4. Irregular nuclear membrane 5. Hyperchromasia and anisochromia 6. Incorrect nucleoli 7. High mitotic activity 3.1.2 Diagnostic categories FNAB Diagnostic categories FNAB stratify the risk of malignancy of the cytologic material. The Department of General and Clinical Pathology of MU-Varna uses its own classification of cytologic material in six categories, the same is very similar to the one proposed by the Working Group of Cytopathology of the German Society of Cytopathology and the German Society of Cytology nomenclature for drawing a conclusion in extragenital cytology, (Bocking 1998), as it does not have a “probably benign” category, i.e. used five diagnostic categories. Diagnostic classification of FNAB was divided in six categories: Category 0: non-diagnostic Category I: definitive benign Category II: probably benign Category III: possible malignant Class IV: The likely malignant Category V: definitive malignant 3.1.3 Statistical data evaluation Statistical analysis of the material was performed by the methods of descriptive, non-parametric analysis – ?2 test (significance level set at P <0.05), crosstabulation (IBM SPSS Statistics for Windows, v. 21.0, Armonk, NY, USA). The diagnostic value of the fine needle aspiration cytology diagnoses was determined by the following statistical values: 1. Sensitivity 2. Specificity 3. True positive results 4. True negative results 5. False positives results 6. False negative results 7. Positive predictive value 8. Negative predictive value 9. Diagnostic accuracy RESULTS: The chi-square test confirmed the statistically significant differences in the parameters of patients with diseases of the parotid gland (?2 = 121.96, P ? 0.001). It was found a statistically significant (P ? 0.001) gender dependence in benign tumors of the parotid gland. In cystadenolymphomas the male/female distribution was 25/6, in pleomorphic adenoma 13/25. Crosstabulation of the cytological and histological examination results found that in assessing categories III, IV, V as positive (malignant cytological material) TAB has a sensitivity of 86.21% and diagnostic accuracy of 85.5%. Of the four false negative cytological diagnoses, two were of carcinoma in pleomorphic adenoma, one of mucoepidermoid carcinoma and sebaceous carcinoma. The most frequent misdiagnosed benign tumor was cystadenolymphoma, with five false positive results. Statistical analysis of FNAB in lymphadenopathies showed that the examined material was statistically significant (?2 = 67.5, P = 0.013). The sensitivity is high - 92.59%, also the diagnostic accuracy - 78.95%. The most common false negative results (5) were associated with lymphomas. An interesting fact is that the specificity was only 45.45%. Here 17 of 18 false positive results were of biopsies of lymphadenitis. The results of the FNAB of the soft tissues were statistically significant (?2 = 77.58, P ? 0.001). The sensitivity was very high (100%), the diagnostic accuracy also (89.96%). The most frequent false positive biopsies – 3, were associated with lipomas, the second most common - 2 were FNABs of inflammatory processes. CONCLUSIONS: 1. FNAB of parotid gland has a high sensitivity (86.21%), specificity (85.29%) and diagnostic accuracy (85.5%). 2. FNAB of lymph nodes has a high sensitivity (92.59%), specificity (45.45%) and diagnostic accuracy (78.95%). The low specificity is determined by the prevalence of false positive results in lymphadenitis. 3. FNAB of soft tissue has a high sensitivity (100%), specificity (88.52%), and diagnostic accuracy (89.96%). 4. FNAB is the most informative with the pathology of soft tissue. 5. The risk stratification in six diagnostic categories adequately reflects the probability of presence of malignancy. 6. FNAB can be considered as a routine procedure for rapid diagnostic assessment and determination the therapeutic approach. 7. The introduction of FNAB in the diagnostic algorithm has economic dimensions – avoidance of hospitalization, additional diagnostic procedures and treatments, resulting in reduced cost of treatment.

[BG] 1. Въведение: Новобразуванията в областта на главата и шията могат да се разделят условно на вродени, доброкачествени и злокачествени. Лечението на доброкачествените тумори е почти винаги хирургично и те не представляват проблем със съществени последици за пациентите. Злокачествените образувания се характеризират с прогресивен и неконтролиран растеж. Тъй като повечето имат изразен метастатичен потенциал, те често са с фатален изход, въпреки всички терапевтични усилия. По данни на Националния статистически институт за 2014 г. новообразуванията са били 16.6% от всички причини за смърт или 18110 случая. Новообразуванията не са свързани само с последваща медицинска намеса и физически оплаквания от болните в следствие от това, а и с големи психически проблеми за пациентите, свързани с диагнозата „рак“. Травмата, възможното обезобразяване след хирургичното отстраняване на тумора и вероятна адювантна терапия, която често води до допълнителна заболеваемост могат да променят до голяма степен самоличността на пациента. Това разнообразие от проблеми, води до опити да се открие процеса на канцерогенеза възможно най-бързо. Оцеляването и преживяемостта зависят до голяма степен от ранното откриване на малигнени заболявания. Колкото по-рано е откритa неоплазията и се извърши квалифицирано лечение, толкова по-голяма перспектива за добри лечебни резултати има болният. При тумори в ранен стадий времето за започване на лечението е по-кратко отколкото при такива в късен, което намалява още преживяемостта на късно диагностицираните. В допълнение, новообразувания в напреднал стадий изискват мултимодални и агресивни мерки за лечение, които имат значителни последствия за пациентите. Тумори в ранен стадий могат да се лекуват успешно с монотерапия, с малки ограничения по отношение на здравето и качеството на живот. Ранна диагностика на новообразувания е лесно осъществима чрез хисто- или цитоморфология, в комбинация с имуноцитохимия и молекулярно-биологични методи. Необходимата за интерпретация тъканна или цитологична проба може да се осигури чрез ексцизия и тънкоиглена аспирационна биопсия. В областта на главата и шията анатомичните структури са добре достъпни. Локализацията и предполагаемия вид на тумора определят показaнията за различните видове морфологични изследвания. Образувания в областта на главата и шията са нерядко трудно достъпни за ексцизионна биопсия поради дълбочината на разположението им, а също и близостта на малки по размер, но важни по функция анатомични структури. Медицината на доказателствата отдавна е наложила хистопатологичното изследване като златен стандарт при диагностиката на различните видове новообразувания. Въвеждането на тънкоиглената аспирационна биопсия в клиничната практика на лицево-челюстния хирург дава нови възможности за бърза диагноза, при това с предимствата, че е технически лесно изпълнима дори в амбулаторни условия, получава отговор в кратък срок, минималноинвазивна, относително лесно поносима физически и психически от пациента, с малък риск от усложнения и икономически изгодна. 2. Цел и задачи: Цел на нашето проучване е да се определи диагностичната стойност на тънкоиглената аспирационна биопсия (ТАБ), по специално нейната чувствителност и специфичност при диагностика и определяне лечебната тактика при пациенти с обемзаемащи процеси в областта на главата и шията. За изпълнение на настоящата цел си поставихме следните задачи: - Определяне диагностичната стойност на метода при обемзаемащи процеси. - Определяне мястото на ТАБ в лечебно-диагностичния алгоритъм. - Определяне на цито-хистологичните взаимовръзки в изследвания материал. - Статистически анализ на получените резултати. 3. Изследван контингент: За периода от 2008 г. до 2014 г. в Клиниката по Лицево-челюстна хирургия на УМБАЛ “Св. Марина“ - Варна са прегледани 542 пациенти, при които е извършена тънкоиглена аспирационна биопсия. При 27 от тях материалът от ТАБ е неинформативен, като повторна ТАБ е извършена при 11. При 180 болни диагностичният процес не е продължен с добиване на материал за хистологично изследване. В проучването сa включени 346 пациенти, при които е проведено както цитологично така и хистологично изследване. Разпределението по пол е съответно 200 мъже (57.8%) и 146 жени (42.2%), на средна възраст 53.6 (SD = 18.3); варираща от 4 до 95 г. години. Най-голям е броят на извършени ТАБ на слюнчените жлези (паротидна, субмандибуларна и малки слюнчени жлези) – 151 (43.7%), следвани от ЛВ – 114 (32.9%), меки тъкани (вкл. кожа, фасции, мускули, мастна и рехава съединителна тъкан, кръвоносни съдове) – 69 (19.9%), твърди тъкани (кости на лицевия скелет) – 8 (2.3%), горни дихателни пътища (вкл. цервикална част на трахеа) и горен храносмилателен тракт (вкл. цервикален езофаг) – 4 (1.2%). Всички ТАБ са обработени и изследвани в Катедрата по обща и клинична патология на същата болница като оценката на всички аспирати е извършена от един патолог. Проучването е базирано върху медицинската документация на всеки пациент, включваща анамнеза, статус, лабораторни и образни изследвания, консулти, хирургични протоколи, клинични диагнози в медицинските доклади и патоморфологична диагноза (цитологична и хистологична). 3.1 Статистически анализ: 3.1.1 Цитологични критерии за оценка за злокачествено заболяване Класификация и идентификация на злокачествено заболяване на базата на цитологични критерии за оценка:(Kocjan 2005) 1. Ексцентрично местоположение на ядрата 2. Увеличено съотношение на ядро спрямо цитоплазма 3. Клетъчен и ядрен полиморфизъм 4. Нерегулярност на ядрената мембрана 5. Хиперхромазия и анизохромазия 6. Неправилни нуклеоли 7. Висока митотична активност 3.1.2 Диагностични категории на ТАБ Диагностичните категории на ТАБ стратифицират риска от малигненост на цитологичния материал. В катедрата по Обща и клинична патология на МУ-Варна се използва собствена класификация на цитологичния материал в шест категории, като същата е много сходна с предложената от Работната група по цитопатология на немското дружество по цитопатология и немското дружество по цитология номенклатура за изготвяне на заключение в екстрагениталната цитология,(Bocking 1998) като в нея няма категория вероятно бенигнен, т. е. използват се пет диагностични категории. Диагностична класификация относно оценката на ТАБ се извършва в шест категории: категория 0: недиагностичен категория I: дефинитивно бенигнен категория II: вероятно бенигнен категория III: възможно малигнен категория IV: вероятно малигнен категория V: дефинитивно малигнен 3.1.3 Статистическа оценка на данните Статистически анализ на материала беше извършен по методите на дескриптивния, непараметричния анализ - ?2 тест (статистическa значимост при P < 0.05), кростабулация (IBM SPSS Statistics for Windows, v. 21.0, Armonk, NY, USA). Диагностичната стойност на поставените въз основа на тънкоиглена аспирационна биопсия цитологични диагнози беше определена чрез следните статистически величини: 1. Чувствителност 2. Специфичност 3. Истински позитвни резултати (ИП) 4. Истински негативни резултати (ИН) 5. Фалшиво позитивни резултати (ФП) 6. Фалшиво негативни резултати (ФН) 7. Положителна предсказваща стойност (ППС) 8. Отрицателна предсказваща стойност (ОПС) 9. Диагностична точност РЕЗУЛТАТИ: Анализът с ?2 тест потвърди статистически значимите разлики в параметрите на болните със заболявания на паротидната жлеза (?2 = 121.96, P ? 0.001). Установи се и статистически значима (P ? 0.001) полово обусловена зависимост при доброкачествените новообразувания на паротидната жлеза. При тумор на Warthin разпределението мъже/жени е 25/6, при плеоморфен аденом 13/25. Кростабулация на резултатите от цитологичното и хистологичното изследване устaнови, че при оценка на категории III, IV, V като позитивни (малигнен цитологичен материал) ТАБ има чувствителност 86.21% и диагностична точност 85.5%. От четирите фалшиво негативни цитологочни диагнози, два са на карцином в плеоморфен аденом, по една на мукоепидермоиден карцином и себацеен карцином. Най-чест грешно диагностициран бенигнен тумор е този на Warthin, като тук фалшиво позитивните резултати са пет. Статистическият анализ на ТАБ при лимфаденопатии показа, че извадката е статистически значима (?2 = 67.5, P = 0.013). Чувствителността е висока – 92.59%, диагностичната точност също – 78.95%. Най-често фалшиво негативни резултати (5) има при лимфоми. Интересен е фактът, че специфичността е едва 45.45%. Тук 17 от 18 фалшиво позитивни резултата са при биопсии на лимфаденити. Резултатите от ТАБ на меките тъкани са статистически значими (?2 = 77.58, P ? 0.001). Чувствителността е много висока (100%), диагностичната точност също (89.96%). Най-чести фалшиво положителни биопсии – 3 са при ТАБ на липоми, на второ място – 2 са ТАБ на възпалителни процеси. ИЗВОДИ: 1.ТАБ на паротидна жлеза има висока чувствителност (86.21%), специфичност (85.29%) и диагностична точност (85.5%). 2.ТАБ на лимфни възли има висока чувствителност (92.59%), специфичност (45.45%) и диагностична точност (78.95%). Ниската специфичност е обусловена от преобладаването на фалшиво позитивни резултати при лимфаденити. 3.ТАБ на меки тъкани има висока чувствителност (100%), специфичност (88.52%) и диагностична точност (89.96%). 4.ТАБ е най-информативна при патология на меките тъкани. 5.Стратификацията на риска в шест диагностични категории адекватно отразява вероятността от наличие на малигнен процес. 6.ТАБ може да се приеме като рутинна процедура за бърза диагностична преценка и определяне на терапевтичен подход. 7.Въвеждането на ТАБ в диагностичната практика има и икономически измерения – избягване на болничен престой, на допълнителни изследвания и манипулации, с резултат редуциране разходите по лечението.