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Cancer Research

Combinación de microscopía confocal de reflectancia con tomografía de coherencia óptica para el diagnóstico no invasivo de cánceres de piel mediante la adquisición de imágenes

Published: August 18, 2022 doi: 10.3791/63789
Automatic Translation
1, 1, 1
1Dermatology Service, Department of Medicine, Memorial Sloan Kettering Cancer Center

Summary

Aquí, describimos protocolos para adquirir imágenes de buena calidad utilizando dispositivos de imagen novedosos y no invasivos de microscopía confocal de reflectancia (RCM) y RCM combinada y tomografía de coherencia óptica (OCT). También familiarizamos a los médicos con sus aplicaciones clínicas para que puedan integrar las técnicas en los flujos de trabajo clínicos regulares para mejorar la atención al paciente.

Abstract

El cáncer de piel es uno de los cánceres más comunes en todo el mundo. El diagnóstico se basa en la inspección visual y la dermatoscopia seguida de una biopsia para la confirmación histopatológica. Si bien la sensibilidad de la dermatoscopia es alta, la menor especificidad da como resultado que el 70%-80% de las biopsias se diagnostiquen como lesiones benignas en histopatología (falsos positivos en la dermatoscopia).

La microscopía confocal de reflectancia (MCR) y la tomografía de coherencia óptica (OCT) pueden guiar de forma no invasiva el diagnóstico de los cánceres de piel. RCM visualiza la morfología celular en capas en-face . Ha duplicado la especificidad diagnóstica para el melanoma y los cánceres de piel queratinocíticos pigmentados sobre la dermatoscopia, reduciendo a la mitad el número de biopsias de lesiones benignas. RCM adquirió códigos de facturación en los Estados Unidos y ahora se está integrando en las clínicas.

Sin embargo, las limitaciones como la poca profundidad (~ 200 μm) de las imágenes, el contraste deficiente para las lesiones cutáneas no pigmentadas y las imágenes en las capas de la cara dan como resultado una especificidad relativamente menor para la detección del carcinoma de células basales (BCC) no pigmentado: BCC superficiales contiguos a la capa de células basales y BCC infiltrativos más profundos. En contraste, OCT carece de resolución celular, pero toma imágenes del tejido en planos verticales hasta una profundidad de ~ 1 mm, lo que permite la detección de subtipos superficiales y más profundos de BCC. Por lo tanto, ambas técnicas son esencialmente complementarias.

Un dispositivo RCM-OCT combinado "multimodal" toma imágenes simultáneas de lesiones cutáneas tanto en modo frontal como vertical. Es útil para el diagnóstico y manejo de los CCB (tratamiento no quirúrgico para los CCB superficiales frente al tratamiento quirúrgico para las lesiones más profundas). Se obtiene una mejora marcada en la especificidad para detectar CCB pequeños y no pigmentados sobre la MCR sola. Los dispositivos RCM y RCM-OCT están aportando un importante cambio de paradigma en el diagnóstico y tratamiento de los cánceres de piel; Sin embargo, su uso se limita actualmente a centros académicos de atención terciaria y algunas clínicas privadas. Este documento familiariza a los médicos con estos dispositivos y sus aplicaciones, abordando las barreras traslacionales en el flujo de trabajo clínico de rutina.

Introduction

Tradicionalmente, el diagnóstico de cáncer de piel se basa en la inspección visual de la lesión seguida de una mirada más cercana a las lesiones sospechosas utilizando una lupa llamada dermatoscopio. Un dermatoscopio proporciona información subsuperficial que aumenta la sensibilidad y la especificidad sobre la inspección visual para el diagnóstico de cánceres de piel 1,2. Sin embargo, la dermatoscopia carece de detalles celulares, lo que a menudo conduce a una biopsia para confirmación histopatológica. La especificidad baja y variable (67% a 97%) de la dermatoscopia3 da lugar a falsos positivos y biopsias que resultan mostrar lesiones benignas en la patología. Una biopsia no solo es un procedimiento invasivo que causa sangrado y dolor4, sino que también es altamente indeseable en regiones cosméticamente sensibles como la cara debido a la cicatrización.

Para mejorar la atención al paciente superando las limitaciones existentes, se están explorando muchos dispositivos de imagen in vivo no invasivos5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18 . Los dispositivos RCM y OCT son los dos principales dispositivos ópticos no invasivos que se utilizan para diagnosticar lesiones cutáneas, especialmente cánceres de piel. RCM ha adquirido códigos de facturación de Terminología Procesal Actual (CPT) en los Estados Unidos y se está utilizando cada vez más en centros académicos de atención terciaria y algunas clínicas privadas 7,8,19. RCM imágenes de lesiones a resolución casi histológica (celular). Sin embargo, las imágenes están en el plano de la cara (visualización de una capa de piel a la vez), y la profundidad de la imagen se limita a ~ 200 μm, suficiente para llegar a la dermis superficial (papilar) solamente. Las imágenes de RCM se basan en el contraste de reflectancia de varias estructuras en la piel. La melanina imparte el mayor contraste, lo que hace que las lesiones pigmentadas sean brillantes y fáciles de diagnosticar. Por lo tanto, la MCR combinada con la dermatoscopia ha mejorado significativamente el diagnóstico (sensibilidad del 90% y especificidad del 82%) sobre la dermatoscopia de lesiones pigmentadas, incluido el melanoma20. Sin embargo, debido a la falta de contraste de melanina en las lesiones rosadas, especialmente para los CCB, la MCR tiene menor especificidad (37,5%-75,5%)21. Un dispositivo OCT convencional, otro dispositivo no invasivo de uso común, toma imágenes de lesiones de hasta 1 mm de profundidad dentro de la piel y las visualiza en un plano vertical (similar a la histopatología)9. Sin embargo, OCT carece de resolución celular. La OCT se utiliza principalmente para el diagnóstico de lesiones queratinocíticas, especialmente BCC, pero todavía tiene menor especificidad9.

Así, para superar las limitaciones existentes de estos dispositivos, se ha construido un dispositivo RCM-OCT multimodal22. Este dispositivo incorpora RCM y OCT dentro de una sola sonda de imagen portátil, lo que permite la adquisición simultánea de imágenes RCM en la cara co-registradas e imágenes OCT verticales de la lesión. OCT proporciona detalles arquitectónicos de las lesiones y puede obtener imágenes más profundas (hasta una profundidad de ~ 1 mm) dentro de la piel. También tiene un campo de visión (FOV) más grande de ~ 2 mm22 en comparación con el dispositivo RCM portátil (~ 0.75 mm x 0.75 mm). Las imágenes de MCR se utilizan para proporcionar detalles celulares de la lesión identificada en la OCT. Este prototipo aún no está comercializado y está siendo utilizado como dispositivo de investigación en clínicas23,24,25.

A pesar de su éxito en la mejora del diagnóstico y el tratamiento de los cánceres de piel (como lo respalda la literatura), estos dispositivos aún no se utilizan ampliamente en las clínicas. Esto se debe principalmente a la escasez de expertos que puedan leer estas imágenes, pero también se debe a la falta de técnicos capacitados que puedan adquirir imágenes de calidad diagnóstica de manera eficiente (dentro de un marco de tiempo clínico) al lado de la cama8. En este manuscrito, el objetivo es facilitar el conocimiento y la eventual adopción de estos dispositivos en las clínicas. Para lograr este objetivo, familiarizamos a dermatólogos, dermatopatólogos y cirujanos de Mohs con imágenes de cáncer de piel y piel normales adquiridas con los dispositivos RCM y RCM-OCT. También detallaremos la utilidad de cada dispositivo para el diagnóstico de cánceres de piel. Lo más importante es que el enfoque de este manuscrito es proporcionar una guía paso a paso para la adquisición de imágenes utilizando estos dispositivos, lo que garantizará imágenes de buena calidad para uso clínico.

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Protocol

Todos los protocolos descritos a continuación siguen las directrices del comité institucional de ética en investigación humana.

1. Dispositivo RCM y protocolo de imágenes

NOTA: Hay dos dispositivos RCM in vivo disponibles comercialmente: RCM de sonda ancha (WP-RCM) y RCM portátil (HH-RCM). El WP-RCM viene integrado con un dermatoscopio digital. Estos dos dispositivos están disponibles por separado o como una unidad combinada. A continuación se muestran los protocolos de adquisición de imágenes utilizando la última generación (Generación 4) de los dispositivos WP-RCM y HH-RCM junto con sus indicaciones clínicas.

  1. Selección de lesiones e indicaciones clínicas
    1. Busque los siguientes tipos de lesiones: rosa dermatoscópicamente equívoca (BCC, carcinoma de células escamosas [SCC], queratosis actínica [AK], otras lesiones benignas) o lesión pigmentada (nevos y melanoma, lesiones queratinocíticas pigmentadas); un nevo que ha cambiado recientemente en el examen clínico o dermatoscópico; lesiones inflamatorias para determinar patrones inflamatorios.
    2. Realizar mapeo de márgenes de lentigo maligno (LM) para determinar la extensión de la lesión y mapeo y selección de sitios de biopsia para la enfermedad con extensión subclínica, como la enfermedad de Paget extramamaria (EMPD) y LM.
    3. Llevar a cabo un monitoreo no invasivo del tratamiento no quirúrgico, como medicamentos tópicos (imiquimod), radiación, terapia fotodinámica y ablación con láser.
  2. Para la selección del dispositivo, utilice el dispositivo WP-RCM para lesiones localizadas en superficies relativamente planas de la piel (el tronco y las extremidades) y el dispositivo HH-RCM para lesiones en superficies curvas (nariz, lóbulos de las orejas, párpados y genitales).
    NOTA: La selección del dispositivo de imagen dependerá principalmente de la ubicación de la lesión.
  3. Para obtener imágenes, coloque al paciente en una silla completamente reclinable o en una mesa de examen plana con almohadas o un reposabrazos para apoyarse y lograr una superficie de imagen plana.
    NOTA: Los dispositivos WP-RCM de generaciones anteriores (Generación 3) tomaron ~ 30 min por lesión. La obtención de imágenes de una sola lesión puede requerir ~ 15 min con el dispositivo WP-RCM de nueva generación (Generación 4) que se utiliza actualmente en las clínicas. A pesar del tiempo de adquisición mejorado, posicionar al paciente cómodamente asegurará artefactos de movimiento mínimos y ayudará a la adquisición de imágenes de calidad superior. Los siguientes pasos pueden ayudar a posicionar correctamente al paciente:
  4. Para prepararse para las imágenes, limpie la lesión y la piel circundante con una toallita con alcohol para eliminar cualquier suciedad, loción o maquillaje. Afeite las superficies peludas de la piel antes de colocar la ventana de tejido para evitar burbujas de aire que pueden dificultar la visualización de las microestructuras tisulares.
    NOTA: Para quitar cosméticos pesados o protectores solares, limpie el sitio con un jabón suave y agua antes de limpiar con alcohol.
  5. Adquisición de imágenes mediante el dispositivo WP-RCM (Figura 1, Figura 2, Figura suplementaria S1, Figura suplementaria S2y Figura suplementaria S3)
    Nota: Los dispositivos WP-RCM son capaces de capturar pilas, mosaicos, videos en vivo de un solo fotograma e imágenes de un solo cuadro.
    1. Para fijar una tapa de ventana de plástico desechable a la lesión (Figura 1), coloque la sonda perpendicular a la lesión para obtener las mejores imágenes. Consulte la Figura 1A-F para ver un ejemplo de conexión adjunta. Agregue una gota de aceite mineral en el centro de la ventana de plástico, extendiéndola cuidadosamente a lo largo del ancho de la ventana (Figura 1A). Retire el soporte de papel del lado adhesivo de la ventana de plástico. Estira la piel suavemente para evitar arrugas y pega la ventana.
      NOTA: Use aceite mineral de grado alimenticio que sea seguro y tenga una alta viscosidad. Asegúrese de que la lesión esté centrada y cubierta en su totalidad. Para lesiones mayores de 8 mm x 8 mm, ya sea imágenes de áreas de preocupación basadas en dermatoscopia o realizar sesiones de imagen separadas para cubrir toda la lesión.
    2. Adquisición de imágenes dermatoscópicas (Figura 1C, D)
      NOTA: Se adquiere una imagen de dermatoscopia para que sirva como guía para navegar dentro de la lesión. Se deben utilizar los siguientes pasos para garantizar un registro perfecto entre la imagen de dermatoscopia y la imagen confocal.
      1. Desplace la sonda WP-RCM sobre la tapa de plástico de la ventana y aproxime el mejor ángulo de inserción para la sonda (Figura 1C). Localice la pequeña flecha blanca ubicada en el costado de la sonda (Figura 1C) y alinéela con la flecha en el costado de la cámara de dermatoscopia (Figura 1C).
      2. Inserte la cámara de dermatoscopia en la tapa plástica de la ventana (Figura 1D). Pulse el gatillo de la cámara para adquirir una imagen. Retire el dermatoscopio. Antes de comenzar la sesión de imágenes, asegúrese de que la imagen del dermatoscopio cubra toda la superficie de la lesión.
    3. Para fijar la sonda RCM a la tapa desechable de plástico (Figura 1E, F), coloque una cantidad de gel de ultrasonido del tamaño de un guisante dentro de la tapa desechable de plástico de la ventana (Figura 1E). Inserte la sonda dentro de la tapa hasta que se escuche un clic brusco (Figura 1F).
      NOTA: Para obtener las mejores imágenes, inserte la sonda perpendicular (en un ángulo de 90°) a la ventana de plástico. La altura de la silla de examen se puede elevar para lograr una superficie más plana, reducir los artefactos de movimiento, expulsar las burbujas de aire (Figura 3 y Figura 4) y garantizar una fijación segura a la piel.
    4. Adquisición de imágenes de RCM (Figura 2, Figura suplementaria S1 y Figura suplementaria S2)
      1. Utilice la imagen de dermatoscopia (paso 5.2.) para guiar la adquisición de imágenes del RCM (Figura suplementaria S1). Seleccione el centro de la lesión e identifique la capa superior (más brillante) de la piel: la capa anucleada del estrato córneo (Figura suplementaria S1).
      2. Establezca la profundidad de imagen en cero en este nivel (Figura suplementaria S1).
        NOTA: Esta profundidad sirve como punto de referencia para determinar la profundidad z real de las capas posteriores dentro de la lesión.
      3. Adquiera una pila en el centro de la lesión (Figura 2 y Figura suplementaria S1) presionando el icono de pila . Seleccione un sitio anatómico en el menú desplegable: cara o cuerpo. Ajuste el tamaño de paso de 4,5 μm y la profundidad de 250 μm.
        NOTA: Comience las pilas desde el estrato córneo y termine en las capas visibles más profundas de la dermis. La figura suplementaria S1 muestra un ejemplo de cómo adquirir una pila, mientras que la figura 2 da un ejemplo de una pila.
      4. Adquiera un mosaico: tome el primer mosaico en la unión dérmica-epidérmica (DEJ) (Figura suplementaria S2). Identifique la capa DEJ en la pila adquirida y luego use el mouse para seleccionar un cuadrado de 8 mm x 8 mm para cubrir toda la lesión. Pulse el icono de mosaico para completar la operación (Figura suplementaria S2). Adquiera al menos 5 mosaicos a varias profundidades: estrato córneo, estrato espinoso, capa suprabasal, DEJ y dermis papilar superficial.
      5. Abra el mosaico DEJ para guiar la adquisición de los mosaicos posteriores. Haga clic en cualquier estructura en el mosaico DEJ para abrir esa área en la imagen de vista en vivo. Desplácese hacia abajo para adquirir mosaicos en la dermis y luego hacia arriba (desde el DEJ) para tomar mosaicos en la epidermis.
      6. Obtenga los mosaicos adquiridos evaluados por el lector experto de RCM presente al lado de la cama para identificar la región de interés y tomar pilas. En ausencia de un experto al lado de la cama, capture 5 pilas: una en cada cuadrante y una en el centro de la lesión con un patrón homogéneo en la dermatoscopia (pasos 1.5.2.). Para lesiones heterogéneas, adquiera pilas adicionales para cubrir todas las características de la dermatoscopia.
        NOTA: Una "pila" (Figura 2) es una colección secuencial de imágenes de alta resolución, de un solo fotograma, de pequeño campo de visión (FOV) (0,5 mm x 0,5 mm) adquiridas en profundidad a partir de la capa superior de la epidermis hasta la dermis superficial (~ 200 μm). Un "mosaico" (Figura Suplementaria S2) es un gran campo de visión de imágenes obtenidas al unir imágenes individuales de 500 μm x 500 μm en "X-Y" (plano horizontal en la cara ).
    5. Completar una sesión de imágenes
      1. Haga clic en Done Imaging.
      2. Separe el microscopio de la ventana de plástico. Retire la ventana de plástico sosteniendo suavemente la piel del paciente tensa y deséchela. Limpie el aceite de la piel con un hisopo con alcohol.
      3. Separe el cono protector que rodea la lente del microscopio. Limpie la punta de la lente del objetivo con un hisopo con alcohol para retirar el gel de ultrasonido. Seque la lente del objetivo con una toalla de papel. Vuelva a conectar el cono de plástico a la sonda del microscopio.
        NOTA: Las imágenes se pueden leer y un informe puede ser generado y firmado junto a la cama por un médico capacitado. En ausencia de un lector experto, se puede consultar a un experto remoto mediante la transferencia de las imágenes a través de la nube o mediante una sesión teleconfocal en vivo26.
    6. Generación de un informe de evaluación de diagnóstico confocal (Figura suplementaria S3)
      1. Haga clic en Nueva evaluación. Introduzca el diagnóstico de las opciones preseleccionadas en el menú desplegable.
      2. Si se requiere otra sesión de imágenes, seleccione imágenes inadecuadas y que deban volver a capturarse. Si se necesita un diagnóstico descriptivo, seleccione otro y describa en el cuadro de texto libre al final del formulario. Introduzca el código CPT para la facturación7 (Figura suplementaria S3A). Seleccione las características aplicables que se ven durante la obtención de imágenes de la lista de comprobación del informe (Figura suplementaria S3B). Seleccione la administración aplicable en la lista de comprobación.
        NOTA: No se aplica ningún código de facturación para las imágenes HH-RCM.
      3. Haga clic en Finalizar y firmar. Genere el informe como PDF e imprímalo. Obtenga el informe firmado por un médico y agréguelo a la historia clínica del paciente para su facturación.
  6. Adquisición de imágenes mediante el dispositivo HH-RCM (Figura 5)
    Nota: Los dispositivos HH-RCM son capaces de capturar pilas, videos en vivo de un solo fotograma e imágenes de un solo cuadro.
    1. Rodee la lesión identificada por el médico con un anillo de papel. Utilice los pasos detallados en la sección 3. para posicionar al paciente y limpiar el sitio de la lesión.
      NOTA: Seleccione el tamaño del anillo de papel (5-15 mm) en función del tamaño de la lesión para definir el límite de la lesión y asegurarse de que las imágenes se realizan dentro de la lesión. Si no hay un anillo de papel disponible, use cinta adhesiva para definir la lesión.
    2. Retire la tapa de plástico que cubre la lente del microscopio. Aplique una cantidad de gel de ultrasonido del tamaño de un guisante a la lente del objetivo del HH-RCM y cúbrala con la tapa de plástico (Figura suplementaria S3A). Agregue una gota generosa de aceite mineral al costado de la tapa de plástico que tocará la piel.
      NOTA: Aumente la cantidad de aceite para pieles muy secas, si es necesario.
    3. Presione la sonda contra el sitio de la lesión en la piel con presión firme. Utilice los controles de profundidad z del dispositivo HH-RCM para moverse hacia arriba y hacia abajo a varias profundidades dentro de la lesión (Figura suplementaria S3B). Adquiera múltiples imágenes y pilas de un solo cuadro en las regiones de interés. Tome pilas como se describe en el paso 1.5.4.3.
    4. Para lesiones grandes en las que no se puede conectar el dispositivo WP-RCM, tome videos continuos en varias capas moviendo la sonda HH-RCM sobre toda la superficie de la lesión. Haga clic en el símbolo de captura de video para hacerlo. Registre el movimiento de las células sanguíneas dentro de los vasos, si es necesario.
      NOTA: Estos videos se pueden unir más tarde usando software para proporcionar imágenes FOV grandes similares a los mosaicos.
    5. Pulse Done Imaging (Done Imagin) una vez finalizada la sesión de creación de imágenes. Limpie la lesión con un hisopo con alcohol para eliminar el aceite. Retire el gel de ultrasonido de la lente objetiva de la sonda limpiándola con una toallita con alcohol y volviendo a colocar la tapa de plástico.
      NOTA: A diferencia del dispositivo WP-RCM, que puede ser operado por un técnico, el HH-RCM debe ser operado por un lector RCM que pueda interpretar imágenes en tiempo real para navegar dentro de la lesión y llegar a un diagnóstico correcto.

2. Dispositivo combinado RCM-OCT y protocolo de imagen

NOTA: Sólo hay un prototipo del dispositivo RCM-OCT. Este dispositivo tiene una sonda de mano y se puede utilizar en todas las superficies del cuerpo, similar al dispositivo HH-RCM. Adquiere pilas RCM (similares al dispositivo RCM) y rásteres OCT (un video de imágenes secuenciales transversales22). Las imágenes RCM y OCT están en escala de grises. Las imágenes RCM tienen un campo de visión de ~200 μm x 200 μm, mientras que la imagen OCT tiene un campo de visión de 2 mm (ancho) x 1 mm (profundidad). A continuación se muestra el protocolo de adquisición de imágenes utilizando el dispositivo RCM-OCT, junto con sus indicaciones clínicas. La figura 6 muestra una imagen del dispositivo RCM-OCT, mientras que la figura 7 muestra el sistema de software del dispositivo RCM-OCT.

  1. Selección de lesiones
    1. Busque lesiones dermatoscópicamente equívocas de color rosa o pigmentado para descartar BCC.
    2. Evaluar la profundidad del BCC para el manejo y evaluar el BCC residual después del tratamiento.
  2. Posicionamiento del paciente para la obtención de imágenes: La obtención de imágenes de una sola lesión puede requerir hasta 20 minutos con el dispositivo RCM-OCT. El dispositivo también es una sonda de mano similar al dispositivo HH-RCM y, por lo tanto, se puede mover libremente sobre la lesión. Para más detalles sobre el posicionamiento del paciente, ver sección 1.4. encima.
  3. Preparación del sitio para la obtención de imágenes: Al usar esta sonda, asegúrese de que el límite de la lesión esté libre de vello excesivo e impurezas tópicas y esté claramente definido. Consulte el paso 1.4.1. arriba para más detalles.
  4. Adquisición de imágenes mediante el dispositivo RCM-OCT (Figura 6 y Figura 7)
    1. Prepare la sonda de forma similar a la utilizada para el HH-RCM (pasos 1.6.1-1.6.2).
    2. Adquiera imágenes en modo de imagen de línea y modo ráster .
      1. Haga clic en la configuración de imágenes (Figura 7A). Seleccione el modo de imagen de línea para adquirir una imagen RCM (resolución celular) (Figura 7B). Establezca el tamaño del paso en 5 μm y el número de pasos en 40 (Figura 7A).
      2. Haga clic en Grabar. Adquiera pilas siguiendo el paso 1.5.4.3. Una vez completado, haga clic en el botón Congelar .
      3. Haga clic en la configuración de imágenes. Seleccione el modo ráster para adquirir un vídeo OCT correlativo para la arquitectura de la lesión (Figura 7B). Cambie a la ficha técnico (Figura 7C). Una vez completado, haga clic en el botón Grab (Figura 7A) e inmediatamente presione el botón Guardar .
      4. Adquiera múltiples pilas y videos según el interés del médico.
      5. Limpie la lesión y la máquina como se describe en el paso 1.6.5.

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Representative Results

Microscopía confocal de reflectancia (RCM)
Interpretación de imágenes en RCM:
Las imágenes del MCR se interpretan de una manera que imita la evaluación de los portaobjetos histopatológicos. Los mosaicos se evalúan primero para obtener el detalle arquitectónico general e identificar áreas de preocupación, similar a la evaluación de las secciones de histología en la ampliación del escaneo (2x). Esto es seguido por el zoom en el mosaico para la evaluación de los detalles celulares, similar a la evaluación de diapositivas a gran aumento (20x). La Figura 8 muestra dicho esquema del análisis de imágenes.

Calidad de imagen:
Las imágenes de alta calidad sin artefactos significativos, adquiridas a profundidades relevantes en la piel, son esenciales para el diagnóstico correcto. La figura 4A muestra una de esas imágenes. La razón principal de las imágenes no interpretables está relacionada con artefactos o inexperiencia en la adquisición de imágenes. La Figura 3 y la Figura 4B muestran imágenes con artefactos como burbujas de aire, escombros superficiales y artefactos de movimiento, que dificultan la evaluación diagnóstica. Además de dominar el aspecto técnico de la adquisición de imágenes, el operador de RCM debe estar familiarizado con la morfología de las diversas capas de piel para permitir la adquisición de imágenes a profundidades relevantes.

Aparición de capas normales de la piel en RCM:
Las imágenes de calidad "casi histología" en la cara (plano horizontal) se adquieren con el dispositivo RCM a diferentes profundidades desde la capa superior de la epidermis hasta la dermis papilar superficial en la piel. RCM tiene su propia terminología que permite la identificación de varias capas en la piel 5,27. La figura 2 muestra cinco imágenes de un solo fotograma adquiridas a diferentes profundidades de una pila.

Aparición de varias celdas en RCM:
Las imágenes en RCM aparecen en escala de grises, que van desde estructuras muy brillantes hasta estructuras oscuras debido a los tamaños variables y los índices de refracción de diferentes células de la piel. La melanina, la queratina y el colágeno son las fuentes de mayor reflectancia en la piel28,29. Por lo tanto, las células que contienen melanina, como los melanocitos (banales y malignos), los queratinocitos melanizados y los melanófagos, aparecen brillantes. Del mismo modo, las células ricas en queratina como el estrato córneo y los quistes de queratina aparecen brillantes. Los gránulos de queratohialina presentes en los queratinocitos del estrato granuloso también aparecen brillantes. Otra posible fuente de alta reflectividad son los gránulos de Birkbeck en las células de Langerhans30 y las células inflamatorias28,29. En contraste, el contenido intranuclear carece de reflectancia y aparece oscuro en confocal31. Esto también es cierto para las secreciones de mucina. Los vasos sanguíneos se encuentran en la dermis papilar. Aparecen como estructuras hiporreflectantes horizontales o verticales. Los leucocitos aparecen como células brillantes, hiperreflectantes, redondas y pequeñas dentro de estos vasos sanguíneos hiporreflectantes32. El tráfico de leucocitos es prominente durante las imágenes en vivo. La figura 9 muestra la apariencia de capas normales de la piel en RCM. El video 1 muestra un ejemplo de tráfico de leucocitos en RCM.

Características específicas del tumor en RCM:
Las características específicas del tumor están bien establecidas y ayudan a diferenciar las lesiones benignas de las malignas. Por ejemplo, los nódulos tumorales con empalizada periférica y espacio "similar a hendidura" son características específicas para BCC33. Del mismo modo, las células nucleadas pagetoides en la epidermis, las células atípicas en el DEJ y un patrón epidérmico desordenado sugieren un diagnóstico de melanoma34. Los patrones de nido de abeja atípicos y desordenados son características clave para diagnosticar SCC33 en RCM. La figura 10 muestra un ejemplo de CCB, melanoma y CCE como se ve en las imágenes de MCR.

Dispositivo combinado RCM-OCT
Interpretación de imágenes en RCM-OCT:
Para la interpretación de las imágenes RCM-OCT, se evalúan tanto las pilas como los rásteres. Las pilas proporcionan información a nivel celular y a varias profundidades de la lesión, mientras que el ráster proporciona una vista vertical de la lesión y proporciona información sobre la arquitectura general de la lesión. Esta vista vertical es crucial para la detección de BCC, especialmente BCC superficiales, que, a veces, aparecen como sombras oscuras en RCM y pueden pasarsepor alto 25. En la vista vertical de las imágenes de OCT, la continuidad del nódulo tumoral BCC con la epidermis suprayacente y la separación de la dermis por un área oscura de hendidura es claramente discernible. La Figura 11 muestra un ejemplo de dermatoscopia, MCR, OCT y correlación histológica de BCC.

Aspecto de las capas cutáneas normales en la MCR-OCT:
Las capas de piel son similares a las imágenes RCM adquiridas con el dispositivo HH-RCM. Se proporcionan más detalles en las secciones "apariencia de varias capas de piel en confocal" y "apariencia de varias células en confocal" y la Figura 9.

Al igual que RCM, las imágenes ráster de OCT tienen escala de grises. Sin embargo, los rásteres de OCT muestran una vista vertical similar a las diapositivas de histología tradicionales, pero carecen de resolución celular. Las imágenes OCT tienen una apariencia similar a las imágenes de dispositivos OCT convencionales disponibles comercialmente. El estrato córneo aparece como una línea delgada y brillante (hiperreflectante), con la epidermis subyacente que aparece de color grisáceo (hiporreflectante). La dermis papilar aparece más brillante que la epidermis, y la parte más profunda de la dermis reticular aparece la más oscura (no reflectante) debido a la pérdida de señal35. El DEJ se puede identificar como una zona de transición entre la epidermis grisácea y la dermis papilar brillante. La Figura 12 muestra imágenes de MCR y OCT adquiridas de piel normal en la mano de un voluntario sano.

Aunque la resolución celular no es posible, muchas estructuras son visibles en OCT. Los vasos sanguíneos se pueden ver fácilmente en la dermis papilar como estructuras tubulares reflectantes (sin señales), horizontales o verticales. Los folículos pilosos suelen ser estructuras hiporreflectantes, redondas o tubulares en la dermis. Su infundíbulo (la parte superior del folículo piloso) se ve emergiendo de la dermis y sobresaliendo de la epidermis en ángulo durante una sesión de imágenes ráster en vivo. A menudo proyectan una sombra de señal en la superficie de la epidermis36. A veces, se pueden ver tallos capilares emergiendo de los folículos pilosos, lo que facilita su identificación. La figura 11 proporciona una vista de estas estructuras.

Aparición del BCC en RCM-OCT:
La aparición de CCB en la MCR se analiza en la sección "Características específicas del tumor" de la MCR. En la OCT, los nódulos tumorales BCC se pueden detectar fácilmente como nódulos grisáceos, redondos e hiporreflectantes que se ven rodeados por un área oscura y reflectante de "hendidura". Este nódulo se puede ver unido con la banda grisácea suprayacente de la epidermis en el BCC superficial. Los nódulos tumorales BCC a menudo están rodeados por haces de colágeno hiperreflectantes, blancos y engrosados23. Otros subtipos, como los BCC infiltrativos o morfeaformes, son difíciles de diagnosticar con OCT. La Figura 11 proporciona una vista del BCC capturado por el ráster de OCT.

Figure 1
Figura 1: Accesorio WP-RCM: dispositivo WP-RCM de generación 4. (A) Coloque una gota de aceite mineral en el centro de la ventana de plástico. (B) Centrar la ventana de plástico sobre la lesión. (C) Haga coincidir la flecha en la cabeza del microscopio (círculo discontinuo verde) con la flecha (círculo discontinuo amarillo) en el dermatoscopio. (D) Inserte el dermatoscopio en la ventana de plástico y haga clic para tomar una imagen dermatoscópica con la orientación correcta. (E) Retire el dermatoscopio y agregue gel de ultrasonido dentro de la ventana de plástico. (F) Fije completamente el cabezal del microscopio a la ventana de plástico en un ángulo de 90° con respecto a la lesión. Abreviatura: WP-RCM = microscopía confocal de reflectancia de sonda ancha. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 2
Figura 2: Un ejemplo de una pila. Una pila que muestra una colección de imágenes de un solo fotograma adquiridas en profundidades z consecutivas de la piel normal. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 3
Figura 3: Imagen de baja calidad. (A) Una imagen de baja calidad a nivel epidérmico que muestra algunas burbujas de aire (flechas amarillas), un material externo (círculo amarillo), muy probablemente una fibra de papel y los flecos de la tapa de plástico (caja roja), lo que indica una fijación incorrecta del microscopio a la piel. (B,C) Áreas ampliadas desde el panel A. Barras de escala = 50 μm. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 4
Figura 4: Comparación de imágenes confocales de alta calidad frente a imágenes confocales de baja calidad. (A) Un mosaico de alta calidad (de la Figura 6) a nivel de la epidermis sin ningún artefacto. (B) Un mosaico de baja calidad a nivel epidérmico muestra varias burbujas grandes (flechas azules), que pueden afectar la evaluación. Barras de escala = 50 μm. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 5
Figura 5: Conexión HH-RCM utilizando un dispositivo HH-RCM de generación 4. (A) Retire la tapa de plástico y agregue gel de ultrasonido en la parte superior de la lente. (B) Vuelva a colocar la tapa de plástico (flecha verde) en el dispositivo y colóquela sobre la lesión para obtener imágenes. Abreviatura: HH-RCM = microscopía confocal de reflectancia portátil. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 6
Figura 6: Dispositivo RCM-OCT. (A) La sonda portátil (flecha amarilla) del dispositivo combinado RCM-PCT. (B) El dispositivo RCM-OCT con una ventana de imágenes en vivo que muestra una imagen OCT (flecha negra) y una imagen RCM (flecha verde) simultáneamente. Abreviaturas: RCM = microscopía confocal de reflectancia; OCT = tomografía de coherencia óptica. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 7
Figura 7: Plataforma de software RCM-OCT. Instantáneas de ventanas de imágenes en vivo que muestran simultáneamente (A) una imagen OCT (diamante azul) y una imagen RCM con resolución celular (estrella amarilla). El tamaño del paso, el número de pasos y la profundidad z están controlados por los sistemas de escala móvil (caja negra; flechas negras). (B) Alternar entre los modos "imágenes de línea" y "ráster" (flechas amarillas); (C) el botón utilizado para guardar imágenes rasterizadas (círculo negro). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 8
Figura 8: Esquema de análisis de imágenes a nivel de la epidermis. (A) La imagen se analiza primero a nivel de mosaico (8 mm x 8 mm), lo que corresponde a aproximadamente 4x aumento en histología. (B) Las áreas de interés se pueden evaluar a nivel celular haciendo zoom en la ventana de imágenes en vivo durante la adquisición de imágenes. Este panel muestra una vista ampliada de submosaico desde el área naranja en caja en el panel A, que corresponde a una vista de aumento de aproximadamente 20x en histología. Barra de escala = (A) 50 μm. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 9
Figura 9: Aparición de capas normales de la piel en RCM. (A) Estrato córneo: la capa más brillante y primera de la piel compuesta por queratinocitos anucleados. (B) Estrato espinoso: compuesto de células nucleadas apretadas (los núcleos son oscuros) con citoplasma brillante que crea un típico "patrón de panal". (C) Estrato basal: identificado por el característico "patrón de adoquines" (círculo amarillo) formado por la presencia de la tapa de melanina de los queratinocitos basales. (D) DEJ: la interfaz entre el estrato basal y la dermis papilar, que se caracteriza por el brillante "patrón anillado" (flecha amarilla). (E) Dermis papilar compuesta de fibras de colágeno brillante (flecha verde) y vasos sanguíneos. Barras de escala = 50 μm. Abreviaturas: RCM = microscopía confocal de reflectancia; DEJ = unión dermoepidérmica. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 10
Figura 10: Imágenes confocales de los cánceres de piel más comunes. (A) Carcinoma basocelular que muestra nódulos tumorales (flecha amarilla) con hendidura (flecha azul) y empalizada. (B) Carcinoma de células escamosas que muestra un patrón de panal atípico (asteriscos amarillos) y vasos ojales (diamante azul). (C) Melanoma que muestra grupos de células pagetoides brillantes, grandes y redondas (flechas verdes) en la epidermis. Campo de visión = (A-C) 750 μm x 750 μm. Barras de escala = 50 μm. Abreviatura: FOV = campo de visión. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 11
Figura 11: Dermatoscopia, MCR, OCT y correlación histopatológica del BCC adquirido con el dispositivo RCM-OCT. (A) Una pápula rosada en el pecho después de la radioterapia (círculo amarillo). (B) En RCM, se observan cordones tumorales basaloides (estrellas azules) con empalizada (flecha roja) y hendidura (flecha amarilla) en el DEJ junto con colágeno engrosado (estrella verde) sin un nódulo tumoral definitivo. (C) Una imagen OCT de la misma lesión capturada con el dispositivo RCM-OCT. Se observa un nódulo tumoral gris distinto (estrella azul) conectado a la epidermis junto con hendidura (flecha amarilla). Se observan haces de colágeno engrosados (estrella verde). (D) La biopsia teñida con H&E confirmó el diagnóstico de carcinoma basocelular superficial en tinción de H&E que muestra empalizada (flecha roja), hendidura (flecha amarilla) y haces de colágeno engrosados (estrella verde) (aumento de 10x). Barras de escala = 500 μm. Abreviaturas: RCM = microscopía confocal de reflectancia; OCT = tomografía de coherencia óptica; BCC = carcinoma basocelular; DEJ = unión dermoepidérmica; H&E = hematoxilina y eosina. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 12
Figura 12: Imágenes de MCR y OCT de piel normal. Estas imágenes fueron adquiridas de piel normal en la mano de un voluntario sano. (A) Muestra una imagen RCM de un solo cuadro en el DEJ. (B) Muestra una imagen OCT correspondiente en una vista vertical con todas las capas de piel. Campo de visión = (A) 750 μm x 750 μm; (B) 1,0 mm x 2,0 mm. Barra de escala = 50 μm. Abreviaturas: RCM = microscopía confocal de reflectancia; OCT = tomografía de coherencia óptica; DEJ = unión dermoepidérmica. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Video 1: Video RCM del tráfico de leucocitos adquirido usando un dispositivo HH-RCM. Este video capturado con un dispositivo RCM muestra un vaso sanguíneo dilatado con tráfico de leucocitos. La dermis circundante muestra células inflamatorias brillantes. Abreviatura: HH-RCM = microscopía confocal de reflectancia portátil. Haga clic aquí para descargar este video.

Figura suplementaria S1: Adquisición de una "pila" utilizando un dispositivo WP-RCM de generación 4. Seleccione el centro de la lesión (diamante verde) y haga clic en la opción de pila (cuadro naranja). Asegúrese de que la pila comience desde el estrato córneo (cruz azul), la primera y más brillante capa de la piel. Establezca una profundidad cero (estrella naranja) donde comienza la primera capa de la pila. Seleccione el sitio apropiado de la lesión (cruz blanca), el espaciado entre dos capas y la profundidad de la imagen (triángulo amarillo). El cuadro azul sobre la vista en vivo contiene iconos correspondientes a las otras funcionalidades de este sistema. Iconos (flechas azules) de izquierda a derecha: para capturar un mosaico, para capturar un cubo, para capturar una pila, para capturar una sola imagen enmarcada y para capturar una grabación de video. Abreviatura: WP-RCM = microscopía confocal de reflectancia de sonda ancha. Haga clic aquí para descargar este archivo.

Figura suplementaria S2: Adquisición de un "mosaico" utilizando un dispositivo WP-RCM de generación 4. (A) Usando la vista en vivo (cruz azul), vaya a la profundidad de lesión deseada. Seleccione toda el área de la lesión (si es inferior a 8 mm) o la porción de toda la lesión que se capturará para obtener imágenes (diamante verde). Seleccione la opción de mosaico (cuadro naranja) para iniciar la captura. (B) Un ejemplo de un mosaico capturado en el DEJ de la lesión en el panel A. Abreviaturas: WP-RCM = microscopía confocal de reflectancia de sonda ancha; DEJ = unión dérmica-epitelial. Haga clic aquí para descargar este archivo.

Figura suplementaria S3: Ejemplo de un informe de evaluación diagnóstica confocal. (A) Complete el diagnóstico (flecha negra) seleccionando en el menú desplegable (B), los códigos CPT para la facturación (flecha amarilla) y las características relevantes observadas durante la sesión de imagen confocal (estrella azul). Abreviatura: CPT = Current Procedural Terminology. Haga clic aquí para descargar este archivo.

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Discussion

En este artículo, hemos descrito protocolos para la adquisición de imágenes utilizando dispositivos RCM y RCM-OCT in vivo . Actualmente, hay dos dispositivos RCM disponibles comercialmente: un dispositivo RCM de sonda ancha o montado en el brazo (WP-RCM) y un dispositivo RCM portátil (HH-RCM). Es crucial entender cuándo usar estos dispositivos en entornos clínicos. El tipo de cáncer y la ubicación son los principales factores que determinan la selección del dispositivo.

El dispositivo WP-RCM es adecuado para lesiones en superficies corporales planas y suavemente onduladas, como el tronco y las extremidades, ya que requiere contacto con la piel. Como la cabeza de la sonda es ancha, no se puede unir a áreas estrechas o esquinas del cuerpo. Sin embargo, HH-RCM es un dispositivo más flexible y tiene un cabezal de sonda más estrecho. Como resultado, este dispositivo se usa con frecuencia para obtener imágenes de lesiones en áreas curvas y relativamente onduladas del cuerpo, incluida la nariz, los párpados, los lóbulos de las orejas y los genitales, donde no se puede unir el WP-RCM.

Ambos dispositivos pueden adquirir imágenes, pilas y videos de resolución celular de un solo fotograma y se pueden usar para obtener imágenes de todos los cánceres de piel. Sin embargo, el dispositivo WP-RCM permite la visualización de una lesión completa que mide hasta ~ 8 mm x 8 mm mediante la adquisición de mosaicos. Los mosaicos proporcionan una visión general de los detalles arquitectónicos de la lesión (como la simetría y la circunscripción). Un dispositivo WP-RCM también está equipado con una cámara de dermatoscopio digital para adquirir imágenes dermatoscópicas de la lesión, que guían la adquisición de imágenes de RCM durante toda la sesión de imágenes. Ambas características únicas hacen que el dispositivo WP-RCM sea preferible para la evaluación de lesiones melanocíticas para diferenciar los nevos del melanoma. Por el contrario, el dispositivo portátil es más adecuado para lesiones queratinocíticas, ya que estas lesiones generalmente no requieren evaluación arquitectónica, pero dependen más de imágenes de alta resolución (0,75 mm x 0,75 mm). Sin embargo, el dispositivo HH-RCM es muy útil para obtener imágenes de lesiones grandes (que miden >8 mm) para el mapeo del margen tumoral para melanoma (lentigo maligno) y BCC y para guiar la selección del sitio de la biopsia.

La MCR se utiliza principalmente como una herramienta complementaria a la dermatoscopia en el triaje de lesiones cutáneas que parecen malignas y necesitan una biopsia, mientras que la biopsia se conserva para lesiones benignas 7,19. Otras indicaciones incluyen el monitoreo no invasivo de una lesión sospechosa, la evaluación de la respuesta al tratamiento tópico o quirúrgico 19,37,38, la delimitación de los márgenes quirúrgicos de las lesiones faciales grandes del lentigo maligno (LM)39,40,41, la orientación de biopsias dirigidas en lesiones grandes de LM y EMPD 42, y el diagnóstico de lesiones inflamatorias 43,44 . Una ventaja importante del uso de RCM es la capacidad de realizar el diagnóstico in vivo a pie de cama sin ninguna biopsia45, lo que facilita el manejo inmediato. Además, a diferencia de la evaluación histopatológica, donde sólo se analiza una pequeña fracción del volumen de la lesión, la MCR permite visualizar volúmenes mucho mayores de la lesión en tiempo real45 y proporciona información sobre fenómenos dinámicos como el tráfico de leucocitos 32,46.

RCM tiene algunas limitaciones. A diferencia de la dermatoscopia, las imágenes de RCM requieren ~ 15 min por lesión, lo que puede interrumpir el flujo de trabajo clínico, y la evaluación de imágenes requiere experiencia patológica. No es adecuado para evaluar lesiones ubicadas más profundamente en la dermis o subcutis debido a su profundidad limitada de imágenes (hasta ~ 250 μm).

El dispositivo combinado RCM-OCT "multimodal" fue construido para superar las limitaciones del RCM22. Proporciona los beneficios de las imágenes de resolución celular con MCR y las imágenes más profundas y verticales (similares a la histopatología) de la OCT. Los estudios iniciales han mostrado resultados prometedores para el uso de MCR-OCT en el diagnóstico y tratamiento de los CCB23,24,25,47 (55 pacientes). RCM-OCT demostró una alta precisión (100% de sensibilidad, 75% de especificidad) en el diagnóstico de BCC en lesiones clínicamente sospechosas no biopsiadas y determinó con precisión la profundidad de la lesión para un manejo adecuado. También mostró una sensibilidad del 100% en la detección de BCC residual en lesiones previamente biopsiadas25. Recientemente, Monnier et al. utilizaron este dispositivo en entornos clínicos del mundo real para la evaluación del CCB en lesiones dermatoscópicamente equívocas (pequeñas, no pigmentadas)23 (18 pacientes). Compararon los resultados del dispositivo combinado RCM-OCT con el dispositivo RCM solo en la misma lesión. El estudio mostró una marcada mejoría en la especificidad del 62,5% al 100% y en la sensibilidad del 90% al 100% utilizando el dispositivo combinado sobre el dispositivo RCM solo, lo que demuestra la ventaja y la naturaleza complementaria de estos dos dispositivos de imagen óptica. Un estudio realizado por Navarrete-Dechent et al. también demostró la utilidad del dispositivo RCM-OCT sobre el dispositivo RCM solo para la detección de BCC residual en pacientes con "BCC complejo", lo que ayudó en su manejo y mejoró la atención al paciente24 (10 pacientes). Fuera de las clínicas de dermatología, la MCR-OCT está siendo estudiada como herramienta para la evaluación prequirúrgica del CCB, donde ha mostrado una alta sensibilidad del 82,6% y una alta especificidad del 93,8%, con una alta correlación entre la profundidad observada en la OCT y la profundidad final en histopatología47 (35 pacientes). Por lo tanto, este dispositivo se ha descrito principalmente para el diagnóstico y manejo del BCC; su utilidad para el melanoma y el CCE aún no se ha explorado.

Más allá de su uso para la evaluación de BCC, Bang et al. también exploraron este dispositivo para la detección de metástasis cutáneas (CM) en pacientes con cáncer de mama48 (siete pacientes). Describieron las características de la MC en RCM-OCT, por primera vez, que ayudarían a su diagnóstico y manejo en el futuro. Con la combinación de imágenes de alta resolución y la capacidad de evaluar las lesiones en profundidad, pudieron detectar CM en las seis lesiones fotografiadas y pudieron diferenciarse de una lesión ectática vascular benigna. Se justifican estudios a gran escala con más lesiones para demostrar el potencial diagnóstico del dispositivo para CM.

Independientemente del dispositivo utilizado, los siguientes pasos deben ejecutarse cuidadosamente para evitar artefactos y garantizar imágenes de alta calidad. Para evitar artefactos de movimiento, el paciente debe colocarse cómodamente. Se pueden proporcionar almohadas adicionales o reposapies o brazos para apoyar los sitios de imágenes. Los artefactos de movimiento causados por la respiración se pueden minimizar colocando una mano firme sobre la sonda durante la toma de imágenes. Para reducir los artefactos causados por cualquier material externo, limpie el sitio de la lesión con un hisopo con alcohol o agua y jabón antes de tomar imágenes. Si es necesario, recorte el cabello en el sitio de la lesión para evitar la formación de burbujas de aire. Se deben tomar todas las precauciones para evitar la contaminación cruzada. La ventana de plástico desechable debe desecharse después de cada uso, y la sonda de imágenes debe limpiarse a fondo con una toallita desinfectante después de cada uso.

Los avances en imágenes no invasivas tienen como objetivo mejorar la precisión del diagnóstico y expandir su uso en todo el mundo. Se han explorado adiciones al dispositivo HH-RCM existente, como la incorporación de una cámara de campo amplio para permitir una visión dual de la morfología de la superficie de la lesión y los detalles celulares más profundos dentro de la lesión49. Otras adiciones al HH-RCM incluyen mosaico de video, una técnica que convierte video en una imagen de mosaico, expandiendo así el FOV50. Para ampliar el uso de estas tecnologías, se están desarrollando dispositivos más baratos, más pequeños y más portátiles 51,52,53, incluyendo una sonda de mano más pequeña y flexible para ser utilizada para imágenes intraorales 54. Además, los investigadores están explorando sondas fluorescentes dirigidas para mejorar la sensibilidad y especificidad de la detección de tumores31. Existen varios algoritmos basados en inteligencia artificial para ayudar a capturar imágenes identificando automáticamente la mejor profundidad para capturar el DEJ55 o eliminando artefactos56. Además, se están desarrollando ciertos algoritmos para ayudar a los médicos a detectar automáticamente los cánceres de piel57,58. Por último, utilizando imágenes RCM26 en vivo, remotas e in vivo, un técnico remoto guiado por expertos puede capturar imágenes de alta calidad y guiar a los médicos para que realicen diagnósticos en tiempo real.

Los dispositivos competidores disponibles comercialmente son el OCT confocal de campo lineal (LC-OCT)15,16 y el OCT DE CAMPO COMPLETO (FF-OCT)17,18. Estos dispositivos pueden generar imágenes tanto en planos verticales (como OCT) como en planos frontales (como RCM). Las imágenes OCT adquiridas con estos dispositivos tienen una resolución lateral más alta de ~1-3 μm que las ~7 μm de imágenes OCT del dispositivo RCM-OCT22. Sin embargo, este aumento en la resolución se ha producido a costa de una disminución de la profundidad de imagen de ~ 300-500 μm y un campo de visión más pequeño de ~ 1-2 mm a 500 μm x 500 μm en comparación con el dispositivo RCM-OCT. Por lo tanto, no son ideales para proporcionar ningún detalle arquitectónico. Su uso se ha descrito para obtener imágenes de todos los cánceres de piel. En conclusión, tanto los dispositivos RCM como RCM-OCT son valiosas herramientas de diagnóstico no invasivas y tienen aplicaciones clínicas únicas en dermatología. Mientras que RCM, como dispositivo independiente (especialmente el dispositivo WP-RCM), es excelente para la evaluación de lesiones cutáneas pigmentadas, incluido el melanoma, el dispositivo RCM-OCT es más valioso para el diagnóstico y manejo de BCC. En el futuro, la integración de las capacidades de mosaico para impartir grandes imágenes FOV (esenciales para la evaluación del melanoma) en el dispositivo RCM-OCT existente podría explorarse para proporcionar un dispositivo multimodal integral para uso clínico, que sería la "máquina de sueños" para la imagen no invasiva para todos los cánceres de piel.

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Disclosures

Ucalene Harris no tiene ningún interés financiero en competencia. El Dr. Jain es consultor de Enspectra Health Inc. El Dr. Milind Rajadhyaksha es un ex empleado y posee acciones en Caliber ID (anteriormente, Lucid Inc.), la compañía que fabrica y vende el microscopio confocal VivaScope. El VivaScope es la versión comercial de un prototipo de laboratorio original que fue desarrollado por el Dr. Rajadhyaksha cuando estaba en el Hospital General de Massachusetts, Escuela de Medicina de Harvard.

Acknowledgments

Un agradecimiento especial se da a Kwami Ketosugbo y Emily Cowen por ser voluntarios para la imagen. Esta investigación está financiada por una subvención del Instituto Nacional del Cáncer / Institutos Nacionales de Salud (P30-CA008748) otorgada al Memorial Sloan Kettering Cancer Center.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Crystal Plus 500FG mineral oil STE Oil Company, Inc. A food grade, high viscous mineral oil used with our various devices during in vivo imaging.
RCM-OCT Physical Science Inc. - A “multi-modal” combined RCM-OCT device simultaneously images skin lesions in both horizonal and vertical modes.
Vivascope 1500 Caliber I.D. - A wide-probe RCM (WP-RCM) device that attaches to the skin to campture in vivo devices.
Vivascope 3000 Caliber I.D. - A hand-held RCM (HH-RCM) device that is moved across the skin to capture in vivo images.

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References

  1. Argenziano, G., et al. Accuracy in melanoma detection: A 10-year multicenter survey. Journal of the American Academy of Dermatology. 67 (1), 54-59 (2012).
  2. Vestergaard, M. E., Macaskill, P., Holt, P. E., Menzies, S. W. Dermoscopy compared with naked eye examination for the diagnosis of primary melanoma: A meta-analysis of studies performed in a clinical setting. British Journal of Dermatology. 159 (3), 669-676 (2008).
  3. Reiter, O., et al. The diagnostic accuracy of dermoscopy for basal cell carcinoma: A systematic review and meta-analysis. Journal of the American Academy of Dermatology. 80 (5), 1380-1388 (2019).
  4. Abhishek, K., Khunger, N. Complications of skin biopsy. Journal of Cutaneous and Aesthetic Surgery. 8 (4), 239-241 (2015).
  5. Navarrete-Dechent, C., Fischer, C., Tkaczyk, E., Jain, M. Chapter 5: Principles of non-invasive diagnostic techniques in dermatology. Moschella and Hurley's Dermatology. Rao, B. K. 1, Jaypee Brothers Medical Publishers. New Delhi, India. (2019).
  6. Wassef, C., Rao, B. K. Uses of non-invasive imaging in the diagnosis of skin cancer: An overview of the currently available modalities. International Journal of Dermatology. 52 (12), 1481-1489 (2013).
  7. Rajadhyaksha, M., Marghoob, A., Rossi, A., Halpern, A. C., Nehal, K. S. Reflectance confocal microscopy of skin in vivo: From bench to bedside. Lasers in Surgery and Medicine. 49 (1), 7-19 (2017).
  8. Jain, M., Pulijal, S. V., Rajadhyaksha, M., Halpern, A. C., Gonzalez, S. Evaluation of bedside diagnostic accuracy, learning curve, and challenges for a novice reflectance confocal microscopy reader for skin cancer detection in vivo. JAMA Dermatology. 154 (8), 962-965 (2018).
  9. Sattler, E., Kästle, R., Welzel, J. Optical coherence tomography in dermatology. Journal of Biomedical Optics. 18 (6), 061224 (2013).
  10. Wang, Y. -J., Huang, Y. -K., Wang, J. -Y., Wu, Y. -H. In vivo characterization of large cell acanthoma by cellular resolution optical coherent tomography. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. 26, 199-202 (2019).
  11. Balu, M., et al. Distinguishing between benign and malignant melanocytic nevi by in vivo multiphoton microscopy. Cancer Research. 74 (10), 2688-2697 (2014).
  12. Balu, M., et al. In vivo multiphoton microscopy of basal cell carcinoma. JAMA Dermatology. 151 (10), 1068-1074 (2015).
  13. Lentsch, G., et al. Non-invasive optical biopsy by multiphoton microscopy identifies the live morphology of common melanocytic nevi. Pigment Cell and Melanoma Research. 33 (6), 869-877 (2020).
  14. Dimitrow, E., et al. Sensitivity and specificity of multiphoton laser tomography for in vivo and ex vivo diagnosis of malignant melanoma. Journal of Investigative Dermatology. 129 (7), 1752-1758 (2009).
  15. Ruini, C., et al. Line-field optical coherence tomography: In vivo diagnosis of basal cell carcinoma subtypes compared with histopathology. Clinical and Experimental Dermatology. 46 (8), 1471-1481 (2021).
  16. Suppa, M., et al. Line-field confocal optical coherence tomography of basal cell carcinoma: A descriptive study. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology. 35 (5), 1099-1110 (2021).
  17. Wang, Y. J., Wang, J. Y., Wu, Y. H. Application of cellular resolution full-field optical coherence tomography in vivo for the diagnosis of skin tumours and inflammatory skin diseases: A pilot study. Dermatology. 238 (1), 121-131 (2022).
  18. Jain, M., et al. Rapid evaluation of fresh ex vivo kidney tissue with full-field optical coherence tomography. Journal of Pathology Informatics. 6, 53 (2015).
  19. Mehta, P. P., et al. Patterns of use of reflectance confocal microscopy at a tertiary referral dermatology clinic. Journal of the American Academy of Dermatology. , (2021).
  20. Dinnes, J., et al. Reflectance confocal microscopy for diagnosing cutaneous melanoma in adults. Cochrane Database of Systematic Reviews. 12 (12), (2018).
  21. Dinnes, J., et al. Reflectance confocal microscopy for diagnosing keratinocyte skin cancers in adults. Cochrane Database of Systematic Reviews. 12 (12), (2018).
  22. Iftimia, N., et al. Handheld optical coherence tomography-reflectance confocal microscopy probe for detection of basal cell carcinoma and delineation of margins. Journal of Biomedical Optics. 22 (7), 76006 (2017).
  23. Monnier, J., et al. Combined reflectance confocal microscopy and optical coherence tomography to improve the diagnosis of equivocal lesions for basal cell carcinoma. Journal of the American Academy of Dermatology. 86 (4), 934-936 (2021).
  24. Navarrete-Dechent, C., et al. Management of complex head-and-neck basal cell carcinomas using a combined reflectance confocal microscopy/optical coherence tomography: a descriptive study. Archives of Dermatological Research. 313 (3), 193-200 (2021).
  25. Sahu, A., et al. Evaluation of a combined reflectance confocal microscopy-optical coherence tomography device for detection and depth assessment of basal cell carcinoma. JAMA Dermatology. 154 (10), 1175-1183 (2018).
  26. Rubinstein, G., Garfinkel, J., Jain, M. Live, remote control of an in vivo reflectance confocal microscope for diagnosis of basal cell carcinoma at the bedside of a patient 2500 miles away: A novel tele-reflectance confocal microscope approach. Journal of the American Academy of Dermatology. 81 (2), 41-42 (2019).
  27. Scope, A., et al. In vivo reflectance confocal microscopy imaging of melanocytic skin lesions: Consensus terminology glossary and illustrative images. Journal of the American Academy of Dermatology. 57 (4), 644-658 (2007).
  28. Calzavara-Pinton, P., Longo, C., Venturini, M., Sala, R., Pellacani, G. Reflectance confocal microscopy for in vivo skin imaging. Photochemistry and Photobiology. 84 (6), 1421-1430 (2008).
  29. Rajadhyaksha, M., Grossman, M., Esterowitz, D., Webb, R. H., Anderson, R. R. In vivo confocal scanning laser microscopy of human skin: Melanin provides strong contrast. Journal of Investigative Dermatology. 104 (6), 946-952 (1995).
  30. Gonzalez, S., Gonzalez, E., White, W. M., Rajadhyaksha, M., Anderson, R. R. Allergic contact dermatitis: Correlation of in vivo confocal imaging to routine histology. Journal of the American Academy of Dermatology. 40 (5), 708-713 (1999).
  31. Sahu, A., et al. Combined PARP1-targeted nuclear contrast and reflectance contrast enhances confocal microscopic detection of basal cell carcinoma. Journal of Nuclear Medicine. 63 (6), 912-918 (2021).
  32. González, S., Sackstein, R., Anderson, R. R., Rajadhyaksha, M. Real-time evidence of in vivo leukocyte trafficking in human skin by reflectance confocal microscopy. Journal of Investigative Dermatology. 117 (2), 384-386 (2001).
  33. Navarrete-Dechent, C., et al. Reflectance confocal microscopy terminology glossary for nonmelanocytic skin lesions: A systematic review. Journal of the American Academy of Dermatology. 80 (5), 1414-1427 (2019).
  34. Navarrete-Dechent, C., et al. Reflectance confocal microscopy terminology glossary for melanocytic skin lesions: A systematic review. Journal of the American Academy of Dermatology. 84 (1), 102-119 (2021).
  35. Sattler, E., Kastle, R., Welzel, J. Optical coherence tomography in dermatology. Journal of Biomedical Optics. 18 (6), 061224 (2013).
  36. Park, E. S. Skin-layer analysis using optical coherence tomography. Medical Lasers. 3 (1), 1-4 (2014).
  37. Marra, D. E., Torres, A., Schanbacher, C. F., Gonzalez, S. Detection of residual basal cell carcinoma by in vivo confocal microscopy. Dermatologic Surgery. 31 (5), 538-541 (2005).
  38. Alarcon, I., et al. In vivo reflectance confocal microscopy to monitor the response of lentigo maligna to imiquimod. Journal of the American Academy of Dermatology. 71 (1), 49-55 (2014).
  39. Guitera, P., et al. Surveillance for treatment failure of lentigo maligna with dermoscopy and in vivo confocal microscopy: new descriptors. British Journal of Dermatology. 170 (6), 1305-1312 (2014).
  40. Menge, T. D., Hibler, B. P., Cordova, M. A., Nehal, K. S., Rossi, A. M. Concordance of handheld reflectance confocal microscopy (RCM) with histopathology in the diagnosis of lentigo maligna (LM): A prospective study. Journal of the American Academy of Dermatology. 74 (6), 1114-1120 (2016).
  41. Chen, C. S., Elias, M., Busam, K., Rajadhyaksha, M., Marghoob, A. A. Multimodal in vivo optical imaging, including confocal microscopy, facilitates presurgical margin mapping for clinically complex lentigo maligna melanoma. British Journal of Dermatology. 153 (5), 1031-1036 (2005).
  42. Yelamos, O., et al. Handheld reflectance confocal microscopy for the detection of recurrent extramammary Paget disease. JAMA Dermatology. 153 (7), 689-693 (2017).
  43. Ardigo, M., Longo, C., Gonzalez, S. Multicentre study on inflammatory skin diseases from The International Confocal Working Group: Specific confocal microscopy features and an algorithmic method of diagnosis. British Journal of Dermatology. 175 (2), 364-374 (2016).
  44. Moscarella, E., Argenziano, G., Lallas, A., Pellacani, G., Longo, C. Confocal microscopy: A new era in understanding the pathophysiologic background of inflammatory skin diseases. Experimental Dermatology. 23 (5), 320-321 (2014).
  45. Bertrand, C., Corcuff, P. In vivo spatio-temporal visualization of the human skin by real-time confocal microscopy. Scanning. 16 (3), 150-154 (1994).
  46. Saknite, I., et al. Features of cutaneous acute graft-versus-host disease by reflectance confocal microscopy. British Journal of Dermatology. 181 (4), 829-831 (2019).
  47. Aleissa, S., et al. Presurgical evaluation of basal cell carcinoma using combined reflectance confocal microscopy-optical coherence tomography: A prospective study. Journal of the American Academy of Dermatology. 82 (4), 962-968 (2020).
  48. Bang, A. S., et al. Noninvasive, in vivo, characterization of cutaneous metastases using a novel multimodal RCM-OCT imaging device: A case-series. Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology. , (2022).
  49. Dickensheets, D. L., Kreitinger, S., Peterson, G., Heger, M., Rajadhyaksha, M. Wide-field imaging combined with confocal microscopy using a miniature f/5 camera integrated within a high NA objective lens. Optics Letters. 42 (7), 1241-1244 (2017).
  50. Kose, K., et al. Automated video-mosaicking approach for confocal microscopic imaging in vivo: an approach to address challenges in imaging living tissue and extend field of view. Scientific Reports. 7 (1), 10759 (2017).
  51. Zhao, J., et al. Deep learning-based denoising in high-speed portable reflectance confocal microscopy. Lasers in Surgery and Medicine. 53 (6), 880-891 (2021).
  52. Curiel-Lewandrowski, C., Stratton, D. B., Gong, C., Kang, D. Preliminary imaging of skin lesions with near-infrared, portable, confocal microscopy. Journal of the American Academy of Dermatology. 85 (6), 1624-1625 (2021).
  53. Freeman, E. E., et al. Feasibility and implementation of portable confocal microscopy for point-of-care diagnosis of cutaneous lesions in a low-resource setting. Journal of the American Academy of Dermatology. 84 (2), 499-502 (2021).
  54. Peterson, G., et al. Feasibility of a video-mosaicking approach to extend the field-of-view for reflectance confocal microscopy in the oral cavity in vivo. Lasers in Surgery and Medicine. 51 (5), 439-451 (2019).
  55. Kurugol, S., et al. Automated delineation of dermal-epidermal junction in reflectance confocal microscopy image stacks of human skin. Journal of Investigative Dermatology. 135 (3), 710-717 (2015).
  56. Kose, K., et al. Utilizing machine learning for image quality assessment for reflectance confocal microscopy. Journal of Investigative Dermatology. 140 (6), 1214-1222 (2020).
  57. Campanella, G., et al. Deep learning for basal cell carcinoma detection for reflectance confocal microscopy. Journal of Investigative Dermatology. 142 (1), 97-103 (2022).
  58. Wodzinski, M., Skalski, A., Witkowski, A., Pellacani, G., Ludzik, J. Convolutional neural network approach to classify skin lesions using reflectance confocal microscopy. 41st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society EMBC 2019. , Berlin, Germany. (2019).

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Retractación Número 186
Combinación de microscopía confocal de reflectancia con tomografía de coherencia óptica para el diagnóstico no invasivo de cánceres de piel mediante la adquisición de imágenes
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Harris, U., Rajadhyaksha, M., Jain,… More

Harris, U., Rajadhyaksha, M., Jain, M. Combining Reflectance Confocal Microscopy with Optical Coherence Tomography for Noninvasive Diagnosis of Skin Cancers via Image Acquisition. J. Vis. Exp. (186), e63789, doi:10.3791/63789 (2022).

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