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JoVE Journal Cancer Research
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Cancer Research

Kombination von konfokaler Reflexionsmikroskopie mit optischer Kohärenztomographie zur nicht-invasiven Diagnose von Hautkrebs mittels Bildaufnahme

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

Summary

Hier beschreiben wir Protokolle für die Aufnahme von qualitativ hochwertigen Bildern mit neuartigen, nicht-invasiven Bildgebungsgeräten der konfokalen Reflexionsmikroskopie (RCM) und der kombinierten RCM und der optischen Kohärenztomographie (OCT). Wir machen Kliniker auch mit ihren klinischen Anwendungen vertraut, damit sie die Techniken in die regulären klinischen Arbeitsabläufe integrieren können, um die Patientenversorgung zu verbessern.

Abstract

Hautkrebs ist eine der häufigsten Krebserkrankungen weltweit. Die Diagnose beruht auf einer visuellen Inspektion und Dermatoskopie, gefolgt von einer Biopsie zur histopathologischen Bestätigung. Während die Sensitivität der Dermatoskopie hoch ist, führt die geringere Spezifität dazu, dass 70%-80% der Biopsien als gutartige Läsionen in der Histopathologie diagnostiziert werden (falsch positive Ergebnisse in der Dermatoskopie).

Die konfokale Reflexionsmikroskopie (RCM) und die optische Kohärenztomographie (OCT) können die Diagnose von Hautkrebs nicht-invasiv leiten. RCM visualisiert die zelluläre Morphologie in en-face-Schichten . Es hat die diagnostische Spezifität für Melanome und pigmentierte keratinozytäre Hautkrebserkrankungen gegenüber der Dermatoskopie verdoppelt und die Anzahl der Biopsien gutartiger Läsionen halbiert. RCM erwarb Abrechnungscodes in den USA und wird nun in Kliniken integriert.

Einschränkungen wie die geringe Tiefe (~200 μm) der Bildgebung, der schlechte Kontrast für nicht pigmentierte Hautläsionen und die Bildgebung in en-face-Schichten führen jedoch zu einer relativ geringeren Spezifität für den Nachweis von nichtpigmentierten Basalzellkarzinomen (BCCs) - oberflächlichen BCCs, die an die Basalzellschicht angrenzen, und tieferen infiltrativen BCCs. Im Gegensatz dazu fehlt der OCT die zelluläre Auflösung, sondern sie bildet Gewebe in vertikalen Ebenen bis zu einer Tiefe von ~1 mm ab, was den Nachweis sowohl oberflächlicher als auch tieferer Subtypen von BCCs ermöglicht. Somit ergänzen sich beide Techniken im Wesentlichen.

Ein "multimodales", kombiniertes RCM-OCT-Gerät bildet gleichzeitig Hautläsionen sowohl im en-face- als auch im vertikalen Modus ab. Es ist nützlich für die Diagnose und Behandlung von Basalzellkarzinom (nicht-chirurgische Behandlung von oberflächlichen Basalzellkarzinomen vs. chirurgische Behandlung für tiefere Läsionen). Eine deutliche Verbesserung der Spezifität wird für den Nachweis kleiner, nicht pigmentierter BCCs gegenüber RCM allein erzielt. RCM- und RCM-OCT-Geräte bringen einen großen Paradigmenwechsel in der Diagnose und Behandlung von Hautkrebs mit sich. Ihre Verwendung ist jedoch derzeit auf akademische tertiäre Versorgungszentren und einige Privatkliniken beschränkt. Dieses Papier macht Kliniker mit diesen Geräten und ihren Anwendungen vertraut und befasst sich mit Translationsbarrieren im klinischen Routineablauf.

Introduction

Traditionell beruht die Diagnose von Hautkrebs auf einer visuellen Inspektion der Läsion, gefolgt von einer genaueren Betrachtung verdächtiger Läsionen mit einer Vergrößerungslinse, die als Dermatoskop bezeichnet wird. Ein Dermatoskop liefert unterirdische Informationen, die die Sensitivität und Spezifität gegenüber der visuellen Inspektion zur Diagnose von Hautkrebs erhöhen 1,2. Der Dermatoskopie fehlen jedoch zelluläre Details, was häufig zu einer Biopsie zur histopathologischen Bestätigung führt. Die geringe und variable Spezifität (67% bis 97%) der Dermatoskopie3 führt zu falsch positiven Ergebnissen und Biopsien, die sich als gutartige Läsionen in der Pathologie herausstellen. Eine Biopsie ist nicht nur ein invasiver Eingriff, der Blutungen und Schmerzen verursacht4, sondern auch an kosmetisch sensiblen Regionen wie dem Gesicht aufgrund von Narbenbildung höchst unerwünscht ist.

Um die Patientenversorgung durch Überwindung bestehender Einschränkungen zu verbessern, werden viele nicht-invasive In-vivo-Bildgebungsgeräte erforscht 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18 . RCM- und OCT-Geräte sind die beiden wichtigsten optischen nichtinvasiven Geräte, die zur Diagnose von Hautläsionen, insbesondere Hautkrebs, verwendet werden. RCM hat in den USA Abrechnungscodes für die aktuelle Verfahrensterminologie (CPT) erworben und wird zunehmend in akademischen Tertiärversorgungszentren und einigen Privatkliniken verwendet 7,8,19. RCM bildet Läsionen mit nahezu histologischer (zellulärer) Auflösung ab. Die Bilder befinden sich jedoch in der En-Face-Ebene (Visualisierung einer Hautschicht nach der anderen), und die Tiefe der Bildgebung ist auf ~200 μm begrenzt, was ausreicht, um nur die oberflächliche (papilläre) Dermis zu erreichen. Die RCM-Bildgebung beruht auf dem Reflexionskontrast verschiedener Strukturen in der Haut. Melanin verleiht den höchsten Kontrast und macht pigmentierte Läsionen hell und leichter zu diagnostizieren. Somit hat RCM in Kombination mit Dermatoskopie die Diagnose (Sensitivität von 90% und Spezifität von 82%) gegenüber der Dermatoskopie von pigmentierten Läsionen, einschließlich Melanomen20, signifikant verbessert. Aufgrund eines Mangels an Melaninkontrast in rosa Läsionen, insbesondere bei Basalzellkarzinomen, weist RCM jedoch eine geringere Spezifität auf (37,5%-75,5%)21. Ein herkömmliches OCT-Gerät, ein weiteres häufig verwendetes nichtinvasives Gerät, bildet Läsionen mit einer Tiefe von bis zu 1 mm in der Haut ab und visualisiert sie in einer vertikalen Ebene (ähnlich der Histopathologie)9. OCT fehlt jedoch die zelluläre Auflösung. OCT wird hauptsächlich zur Diagnose von keratinozytären Läsionen, insbesondere BCCs, verwendet, weist jedoch immer noch eine geringere Spezifitätauf 9.

Um die bestehenden Einschränkungen dieser Geräte zu überwinden, wurde daher ein multimodales RCM-OCT-Gerät gebaut22. Dieses Gerät integriert RCM und OCT in einer einzigen, tragbaren Bildgebungssonde und ermöglicht die gleichzeitige Erfassung von gemeinsam registrierten RCM-Bildern und vertikalen OCT-Bildern der Läsion. OCT liefert architektonische Details der Läsionen und kann tiefer (bis zu einer Tiefe von ~1 mm) in der Haut abgebildet werden. Es hat auch ein größeres Sichtfeld (FOV) von ~2 mm22 im Vergleich zum tragbaren RCM-Gerät (~0,75 mm x 0,75 mm). RCM-Bilder werden verwendet, um zelluläre Details der auf OCT identifizierten Läsion bereitzustellen. Dieser Prototyp ist noch nicht kommerzialisiert und wird als Prüfpräparat in den Kliniken23,24,25 eingesetzt.

Trotz ihres Erfolgs bei der Verbesserung der Diagnose und Behandlung von Hautkrebs (wie in der Literatur unterstützt) sind diese Geräte in Kliniken noch nicht weit verbreitet. Dies ist hauptsächlich auf den Mangel an Experten zurückzuführen, die diese Bilder lesen können, aber auch auf den Mangel an geschulten Technikern, die am Krankenbett effizient (innerhalb eines klinischen Zeitrahmens) Bilder in diagnostischer Qualität aufnehmen können8. In diesem Manuskript ist es das Ziel, das Bewusstsein und die eventuelle Einführung dieser Geräte in Kliniken zu erleichtern. Um dieses Ziel zu erreichen, machen wir Dermatologen, Dermatopathologen und Mohs-Chirurgen mit Bildern von normaler Haut und Hautkrebs vertraut, die mit den RCM- und RCM-OCT-Geräten aufgenommen wurden. Wir werden auch den Nutzen jedes Geräts für die Diagnose von Hautkrebs detailliert beschreiben. Am wichtigsten ist, dass der Schwerpunkt dieses Manuskripts darauf liegt, eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Bildaufnahme mit diesen Geräten zu geben, die eine gute Bildqualität für den klinischen Einsatz gewährleisten.

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Protocol

Alle unten beschriebenen Protokolle folgen den Richtlinien der institutionellen Ethikkommission für Humanforschung.

1. RCM-Gerät und Bildgebungsprotokoll

HINWEIS: Es gibt zwei kommerziell erhältliche In-vivo-RCM-Geräte : Wide-Probe RCM (WP-RCM) und Handheld-RCM (HH-RCM). Das WP-RCM ist in ein digitales Dermatoskop integriert. Diese beiden Geräte sind einzeln oder als kombinierte Einheit erhältlich. Nachfolgend finden Sie die Bilderfassungsprotokolle mit der neuesten Generation (Generation 4) der WP-RCM- und HH-RCM-Geräte zusammen mit ihren klinischen Indikationen.

  1. Läsionsauswahl und klinische Indikationen
    1. Suchen Sie nach den folgenden Arten von Läsionen: dermoskopisch zweideutig rosa (BCC, Plattenepithelkarzinom [SCC], aktinische Keratose [AK], andere gutartige Läsionen) oder pigmentierte Läsion (Nävi und Melanom, pigmentierte keratinozytäre Läsionen); ein Nävus, der sich kürzlich bei der klinischen oder dermatoskopierten Untersuchung verändert hat; entzündliche Läsionen zur Bestimmung von Entzündungsmustern.
    2. Führen Sie eine Kartierung der Lentigo maligna (LM)-Ränder durch, um das Ausmaß der Läsion zu bestimmen, und Kartierung und Auswahl von Biopsiestellen für Erkrankungen mit subklinischer Ausdehnung wie extramammäre Paget-Krankheit (EMPD) und LM.
    3. Führen Sie eine nichtinvasive Überwachung nicht-chirurgischer Behandlungen wie topische Medikamente (Imiquimod), Bestrahlung, photodynamische Therapie und Laserablation durch.
  2. Verwenden Sie zur Geräteauswahl das WP-RCM-Gerät für Läsionen, die sich auf relativ flachen Hautoberflächen (Rumpf und Extremitäten) befinden, und das HH-RCM-Gerät für Läsionen auf gekrümmten Oberflächen (Nase, Ohrläppchen, Augenlider und Genitalien).
    HINWEIS: Die Auswahl des Bildgebungsgeräts hängt hauptsächlich von der Lokalisation der Läsion ab.
  3. Positionieren Sie den Patienten für die Bildgebung auf einem vollständig verstellbaren Stuhl oder einem flachen Untersuchungstisch mit Kissen oder einer Armlehne zur Unterstützung und um eine flache Bildgebungsfläche zu erhalten.
    HINWEIS: WP-RCM-Geräte der älteren Generation (Generation 3) dauerten ~ 30 Minuten pro Läsion. Die Bildgebung einer einzelnen Läsion kann ~15 Minuten dauern, da das WP-RCM-Gerät der neueren Generation (Generation 4) derzeit in Kliniken verwendet wird. Trotz der verbesserten Erfassungszeit sorgt die bequeme Positionierung des Patienten für minimale Bewegungsartefakte und unterstützt die Aufnahme von Bildern in höchster Qualität. Die folgenden Schritte können bei der korrekten Positionierung des Patienten helfen:
  4. Um sich auf die Bildgebung vorzubereiten, reinigen Sie die Läsion und die umgebende Haut mit einem Alkoholtuch, um Schmutz, Lotion oder Make-up zu entfernen. Rasieren Sie behaarte Hautoberflächen, bevor Sie das Gewebefenster anbringen, um Luftblasen zu vermeiden, die die Visualisierung von Gewebemikrostrukturen behindern können.
    HINWEIS: Um schwere Kosmetika oder Sonnenschutzmittel zu entfernen, reinigen Sie die Stelle vor der Reinigung mit Alkohol mit einer milden Seife und Wasser.
  5. Bildaufnahme mit dem WP-RCM-Gerät (Abbildung 1, Abbildung 2, Ergänzende Abbildung S1, Ergänzende Abbildung S2und Ergänzende Abbildung S3)
    HINWEIS: WP-RCM-Geräte sind in der Lage, Stapel, Mosaik, Live-Single-Frame-Videos und Single-Frame-Bilder aufzunehmen.
    1. Um eine Einweg-Fensterkappe aus Kunststoff an der Läsion zu befestigen (Abbildung 1), positionieren Sie die Sonde senkrecht zur Läsion, um die besten Bilder zu erhalten. In Abbildung 1A-F finden Sie ein Beispiel für eine Befestigung. Geben Sie einen Tropfen Mineralöl auf die Mitte des Kunststofffensters und verteilen Sie es vorsichtig über die Fensterbreite (Abbildung 1A). Entfernen Sie die Papierunterlage von der Klebeseite des Kunststofffensters. Dehnen Sie die Haut sanft, um Faltenbildung zu vermeiden, und befestigen Sie das Fenster.
      HINWEIS: Verwenden Sie Mineralöl in Lebensmittelqualität, das sicher ist und eine hohe Viskosität aufweist. Stellen Sie sicher, dass die Läsion zentriert und vollständig bedeckt ist. Bei Läsionen, die größer als 8 mm x 8 mm sind, können Sie entweder die betroffenen Bereiche auf der Grundlage einer Dermatoskopie abbilden oder separate Bildgebungssitzungen durchführen, um die gesamte Läsion abzudecken.
    2. Aufnehmen von Dermatoskopiebildern (Abbildung 1C, D)
      HINWEIS: Ein dermatoskopiertes Bild wird aufgenommen, um als Leitfaden für die Navigation innerhalb der Läsion zu dienen. Die folgenden Schritte sollten verwendet werden, um eine perfekte Registrierung zwischen dem Dermatoskopiebild und dem konfokalen Bild zu gewährleisten.
      1. Bewegen Sie die WP-RCM-Sonde über die Kunststofffensterkappe und nähern Sie sich dem besten Einführwinkel für die Sonde an (Abbildung 1C). Suchen Sie den kleinen, weißen Pfeil an der Seite der Sonde (Abbildung 1C) und richten Sie ihn an dem Pfeil an der Seite der Dermatoskopiekamera aus (Abbildung 1C).
      2. Setzen Sie die Dermatoskopiekamera in die Kunststofffensterkappe ein (Abbildung 1D). Drücken Sie den Auslöser an der Kamera, um ein Bild aufzunehmen. Entfernen Sie das Dermatoskop. Stellen Sie vor Beginn der Bildgebungssitzung sicher, dass das Dermatoskopbild die gesamte Läsionsoberfläche abdeckt.
    3. Um die RCM-Sonde an der Einwegkappe aus Kunststoff zu befestigen (Abbildung 1E, F), geben Sie eine erbsengroße Menge Ultraschallgel in die Einweg-Fensterkappe aus Kunststoff (Abbildung 1E). Führen Sie die Sonde in die Kappe ein, bis ein scharfes Klicken zu hören ist (Abbildung 1F).
      HINWEIS: Um die besten Bilder zu erhalten, führen Sie die Sonde senkrecht (in einem 90°-Winkel) zum Kunststofffenster ein. Die Höhe des Untersuchungsstuhls kann angehoben werden, um eine flachere Oberfläche zu erreichen, Bewegungsartefakte zu reduzieren, Luftblasen auszustoßen (Abbildung 3 und Abbildung 4) und eine sichere Befestigung auf der Haut zu gewährleisten.
    4. Erfassen von RCM-Bildern (Abbildung 2, ergänzende Abbildung S1 und ergänzende Abbildung S2)
      1. Verwenden Sie das Dermatoskopiebild (Schritt 5.2.) für die RCM-Bildaufnahme (Ergänzende Abbildung S1). Wählen Sie das Zentrum der Läsion und identifizieren Sie die oberste (hellste) Schicht der Haut - die anucleate Schicht des Stratum corneum (ergänzende Abbildung S1).
      2. Setzen Sie die Abbildungstiefe auf dieser Ebene auf Null (ergänzende Abbildung S1).
        HINWEIS: Diese Tiefe dient als Referenzpunkt für die Bestimmung der tatsächlichen z-Tiefe der nachfolgenden Schichten innerhalb der Läsion.
      3. Erfassen Sie einen Stapel in der Mitte der Läsion (Abbildung 2 und ergänzende Abbildung S1), indem Sie auf das Stapelsymbol klicken. Wählen Sie eine anatomische Stelle aus dem Dropdown-Menü aus: Gesicht oder Körper. Stellen Sie 4,5 μm Schrittweite und 250 μm Tiefe ein.
        HINWEIS: Beginnen Sie die Stapel vom Stratum corneum und enden Sie an den tiefsten sichtbaren Schichten in der Dermis. Die ergänzende Abbildung S1 zeigt ein Beispiel für das Abrufen eines Stapels, während Abbildung 2 ein Beispiel für einen Stapel zeigt.
      4. Erwerben Sie ein Mosaik: Nehmen Sie das erste Mosaik an der dermal-epidermalen Verbindung (DEJ) (Ergänzende Abbildung S2). Identifizieren Sie die DEJ-Schicht im erfassten Stapel und wählen Sie dann mit der Maus ein Quadrat von 8 mm x 8 mm aus, um die gesamte Läsion abzudecken. Drücken Sie auf das Mosaiksymbol, um den Vorgang abzuschließen (ergänzende Abbildung S2). Erwerben Sie mindestens 5 Mosaike in verschiedenen Tiefen: Stratum corneum, Stratum spinosum, suprabasale Schicht, DEJ und oberflächliche papilläre Dermis.
      5. Öffnen Sie das DEJ-Mosaik, um den Erwerb der nachfolgenden Mosaike zu steuern. Klicken Sie auf eine beliebige Struktur im DEJ-Mosaik, um diesen Bereich in der Live-View-Abbildung anzuzeigen. Scrollen Sie nach unten, um Mosaike an der Dermis zu erhalten, und dann nach oben (vom DEJ), um Mosaike in der Epidermis aufzunehmen.
      6. Lassen Sie die erworbenen Mosaike von dem erfahrenen RCM-Leser bewerten, der am Krankenbett anwesend ist, um die Region von Interesse zu identifizieren und Stapel zu entnehmen. In Abwesenheit eines Experten am Krankenbett erfassen Sie 5 Stapel: einen in jedem Quadranten und einen in der Mitte der Läsion mit einem homogenen Muster in der Dermatoskopie (Schritte 1.5.2.). Erwerben Sie bei heterogenen Läsionen zusätzliche Stapel, um alle dermatoskopierten Merkmale abzudecken.
        HINWEIS: Ein "Stapel" (Abbildung 2) ist eine sequenzielle Sammlung von hochauflösenden Einzelbildern mit kleinem Sichtfeld (FOV) (0,5 mm x 0,5 mm), die in der Tiefe von der obersten Schicht der Epidermis bis zur oberflächlichen Dermis (~200 μm) aufgenommen wurden. Ein "Mosaik" (Ergänzende Abbildung S2) ist ein großes Sichtfeld von Bildern, die durch Zusammenfügen einzelner 500 μm x 500 μm-Bilder in "X-Y" ( horizontale Flächenebene) erhalten werden.
    5. Abschließen einer Imaging-Sitzung
      1. Klicken Sie auf Fertiges Imaging.
      2. Nehmen Sie das Mikroskop vom Kunststofffenster ab. Entfernen Sie das Kunststofffenster, indem Sie die Haut des Patienten vorsichtig straff halten, und entsorgen Sie es. Wischen Sie das Öl auf der Haut mit einem Alkoholtupfer ab.
      3. Lösen Sie den Schutzkegel, der die Mikroskoplinse umgibt. Reinigen Sie die Spitze der Objektivlinse mit einem Alkoholtupfer, um das Ultraschallgel zu entfernen. Trocknen Sie die Objektivlinse mit einem Papiertuch ab. Befestigen Sie den Kunststoffkegel wieder an der Mikroskopsonde.
        HINWEIS: Bilder können gelesen werden, und ein Bericht kann am Krankenbett von einem geschulten Arzt erstellt und unterschrieben werden. In Ermangelung eines fachkundigen Lesegeräts kann ein Remote-Experte konsultiert werden, indem die Bilder entweder über die Cloud oder über eine telekonfokale Live-Sitzungübertragen werden 26.
    6. Erstellung eines konfokalen diagnostischen Bewertungsberichts (ergänzende Abbildung S3)
      1. Klicken Sie auf Neue Auswertung. Geben Sie die Diagnose aus den vorausgewählten Optionen im Dropdown-Menü ein.
      2. Wenn eine weitere Bildgebungssitzung erforderlich ist, wählen Sie Bilder aus, die unzureichend sind und erneut aufgenommen werden müssen. Wenn eine beschreibende Diagnose erforderlich ist, wählen Sie " Andere" aus und beschreiben Sie sie im Freitextfeld am Ende des Formulars. Geben Sie den CPT-Code für die Abrechnung7 ein (Ergänzende Abbildung S3A). Wählen Sie die anwendbaren Merkmale, die während der Bildgebung angezeigt werden, aus der Berichtsprüfliste aus (ergänzende Abbildung S3B). Wählen Sie die entsprechende Verwaltung aus der Checkliste aus.
        HINWEIS: Für die HH-RCM-Bildgebung gilt kein Abrechnungscode.
      3. Klicken Sie auf Fertig stellen und unterschreiben. Generieren Sie den Bericht als PDF und drucken Sie ihn aus. Lassen Sie den Bericht von einem Arzt unterschreiben und fügen Sie ihn zur Abrechnung in die Patientenakte ein.
  6. Bildaufnahme mit dem HH-RCM-Gerät (Abbildung 5)
    HINWEIS: HH-RCM-Geräte sind in der Lage, Stapel, Live-Singleframe-Videos und Single-Framed-Bilder aufzunehmen.
    1. Umschließen Sie die vom Arzt identifizierte Läsion mit einem Papierring. Führen Sie die in Abschnitt 3 beschriebenen Schritte aus. zur Positionierung des Patienten und zur Reinigung der Läsionsstelle.
      HINWEIS: Wählen Sie die Größe des Papierrings (5-15 mm) basierend auf der Größe der Läsion, um die Grenze der Läsion zu definieren und sicherzustellen, dass die Bildgebung innerhalb der Läsion durchgeführt wird. Wenn kein Papierring verfügbar ist, verwenden Sie Papierband, um die Läsion zu definieren.
    2. Entfernen Sie die Kunststoffkappe, die das Mikroskopobjektiv abdeckt. Tragen Sie eine erbsengroße Menge Ultraschallgel auf die Objektivlinse des HH-RCM auf und decken Sie diese mit der Kunststoffkappe ab (Ergänzende Abbildung S3A). Geben Sie einen großzügigen Tropfen Mineralöl auf die Seite der Plastikkappe, die die Haut berührt.
      HINWEIS: Erhöhen Sie bei Bedarf die Ölmenge für sehr trockene Haut.
    3. Drücken Sie die Sonde mit festem Druck auf die Läsionsstelle auf der Haut. Verwenden Sie die Z-Tiefenregler am HH-RCM-Gerät, um sich in verschiedenen Tiefen innerhalb der Läsion auf und ab zu bewegen (ergänzende Abbildung S3B). Erfassen Sie mehrere Einzelbildbilder und -stapel in den interessierenden Bereichen. Nehmen Sie Stapel wie in Schritt 1.5.4.3 beschrieben.
    4. Bei großen Läsionen, bei denen das WP-RCM-Gerät nicht angebracht werden kann, nehmen Sie kontinuierliche Videos in verschiedenen Schichten auf, indem Sie die HH-RCM-Sonde über die gesamte Läsionsoberfläche bewegen. Klicken Sie dazu auf das Videoaufnahmesymbol . Zeichnen Sie bei Bedarf die Bewegung der Blutzellen in den Gefäßen auf.
      HINWEIS: Diese Videos können später mit Software zusammengefügt werden, um große FOV-Bilder ähnlich wie Mosaike bereitzustellen.
    5. Drücken Sie Fertiges Imaging, nachdem die Imaging-Sitzung abgeschlossen ist. Reinigen Sie die Läsion mit einem Alkoholtupfer, um das Öl zu entfernen. Entfernen Sie das Ultraschallgel von der Objektivlinse der Sonde, indem Sie es mit einem Alkoholtuch reinigen und die Kunststoffkappe wieder anbringen.
      HINWEIS: Im Gegensatz zum WP-RCM-Gerät, das von einem Techniker bedient werden kann, sollte das HH-RCM von einem RCM-Lesegerät bedient werden, das Bilder in Echtzeit interpretieren kann, um innerhalb der Läsion zu navigieren und zu einer korrekten Diagnose zu gelangen.

2. Kombiniertes RCM-OCT-Gerät und Bildgebungsprotokoll

HINWEIS: Es gibt nur einen Prototyp des RCM-OCT-Geräts. Dieses Gerät verfügt über eine Handsonde und kann auf allen Körperoberflächen verwendet werden, ähnlich wie das HH-RCM-Gerät. Es erfasst RCM-Stapel (ähnlich dem RCM-Gerät) und OCT-Raster (ein Video mit sequenziellen Querschnittsbildern22). Sowohl RCM- als auch OCT-Bilder sind in Graustufen dargestellt. RCM-Bilder haben ein Sichtfeld von ~200 μm x 200 μm, während das OCT-Bild ein Sichtfeld von 2 mm (in der Breite) x 1 mm (in der Tiefe) hat. Nachfolgend finden Sie das Bildaufnahmeprotokoll mit dem RCM-OCT-Gerät sowie die klinischen Indikationen. Abbildung 6 zeigt ein Bild des RCM-OCT-Geräts, während Abbildung 7 das Softwaresystem des RCM-OCT-Geräts zeigt.

  1. Auswahl der Läsion
    1. Suchen Sie nach dermatoskopisch zweideutigen rosa oder pigmentierten Läsionen, um BCC auszuschließen.
    2. Beurteilen Sie die Tiefe des Basalzellkarzinoms für die Behandlung und beurteilen Sie das verbleibende Basalzellkarzinom nach der Behandlung.
  2. Positionierung des Patienten für die Bildgebung: Die Bildgebung einer einzelnen Läsion kann mit dem RCM-OCT-Gerät bis zu 20 Minuten dauern. Das Gerät ist auch eine Handsonde ähnlich dem HH-RCM-Gerät und kann daher frei über die Läsion bewegt werden. Ausführliche Informationen zur Patientenpositionierung finden Sie in Abschnitt 1.4. über.
  3. Vorbereitung der Stelle für die Bildgebung: Stellen Sie bei Verwendung dieser Sonde sicher, dass die Grenze der Läsion frei von übermäßigem Haar und topischen Verunreinigungen ist und klar definiert ist. Siehe Schritt 1.4.1. oben für weitere Details.
  4. Bildaufnahme mit dem RCM-OCT-Gerät (Abbildung 6 und Abbildung 7)
    1. Bereiten Sie die Sonde ähnlich wie beim HH-RCM vor (Schritte 1.6.1-1.6.2.)
    2. Erfassen Sie Bilder im Linienbildmodus und im Rastermodus .
      1. Klicken Sie auf die Bildgebungseinstellungen (Abbildung 7A). Wählen Sie den Linienbildmodus aus, um ein RCM-Bild (zelluläre Auflösung) aufzunehmen (Abbildung 7B). Stellen Sie die Schrittweite auf 5 μm und die Anzahl der Schritte auf 40 ein (Abbildung 7A).
      2. Klicken Sie auf Greifen. Erwerben Sie Stacks gemäß Schritt 1.5.4.3. Wenn Sie fertig sind, klicken Sie auf die Schaltfläche Einfrieren .
      3. Klicken Sie auf Bildeinstellungen. Wählen Sie den Raster-Modus aus, um ein korrelatives OCT-Video für die Läsionsarchitektur zu erfassen (Abbildung 7B). Wechseln Sie zur Registerkarte "Techniker " (Abbildung 7C). Wenn Sie fertig sind, klicken Sie auf die Schaltfläche Grab (Abbildung 7A) und drücken Sie sofort die Schaltfläche Speichern .
      4. Erwerben Sie mehrere Stapel und Videos basierend auf dem Interesse des Arztes.
      5. Reinigen Sie die Läsion und die Maschine wie in Schritt 1.6.5 beschrieben.

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Representative Results

Konfokale Reflexionsmikroskopie (RCM)
Bildinterpretation auf RCM:
Die RCM-Bilder werden so interpretiert, dass sie die Auswertung histopathologischer Objektträger nachahmen. Mosaike werden zuerst ausgewertet, um das gesamte architektonische Detail zu erhalten und Problembereiche zu identifizieren, ähnlich wie bei der Bewertung von Histologieschnitten bei Scanning-Vergrößerung (2x). Anschließend wird das Mosaik vergrößert, um die zellulären Details zu bewerten, ähnlich wie bei der Auswertung von Dias bei hoher Vergrößerung (20x). Abbildung 8 zeigt ein solches Schema der Bildanalyse.

Bildqualität:
Qualitativ hochwertige Bilder ohne signifikante Artefakte, die in relevanten Tiefen der Haut aufgenommen wurden, sind für eine korrekte Diagnose unerlässlich. Abbildung 4A zeigt ein solches Bild. Der Hauptgrund für nicht interpretierbare Bilder hängt mit Artefakten oder Unerfahrenheit bei der Erfassung von Bildern zusammen. Abbildung 3 und Abbildung 4B zeigen Bilder mit Artefakten wie Luftblasen, Oberflächenschmutz und Bewegungsartefakten, die die diagnostische Auswertung behindern. Neben der Beherrschung des technischen Aspekts der Bildaufnahme sollte der RCM-Bediener mit der Morphologie der verschiedenen Hautschichten vertraut sein, um eine Bildaufnahme in relevanten Tiefen zu ermöglichen.

Auftreten normaler Hautschichten auf RCM:
En-face-Bilder (horizontale Ebene) in "histologischer" Qualität werden mit dem RCM-Gerät in unterschiedlichen Tiefen aufgenommen, beginnend von der obersten Schicht der Epidermis bis zur oberflächlichen papillären Dermis in der Haut. RCM hat eine eigene Terminologie, die die Identifizierung verschiedener Schichten in der Haut ermöglicht 5,27. Abbildung 2 zeigt fünf Einzelbildbilder, die in unterschiedlichen Tiefen von einem Stapel aufgenommen wurden.

Aussehen verschiedener Zellen auf RCM:
Bilder auf RCM erscheinen in Graustufen, die aufgrund der variablen Größen und Brechungsindizes verschiedener Hautzellen von sehr hellen Strukturen bis hin zu dunklen Strukturen reichen. Melanin, Keratin und Kollagen sind die Quellen der höchsten Reflexion in der Haut28,29. So erscheinen melaninhaltige Zellen wie Melanozyten (banal und bösartig), melanisierte Keratinozyten und Melanophagen hell. Ebenso erscheinen keratinreiche Zellen wie Stratum corneum und Keratinzysten hell. Keratohyaline Granula, die in den Keratinozyten des Stratum granulosum vorhanden sind, erscheinen ebenfalls hell. Eine weitere mögliche Quelle für ein hohes Reflexionsvermögen ist das Birkbeck-Granulat in Langerhans-Zellen30 und Entzündungszellen28,29. Im Gegensatz dazu fehlt es dem intranukleären Gehalt an Reflexion und er erscheint auf konfokalem31 dunkel. Dies gilt auch für Mucinsekrete. Blutgefäße befinden sich in der papillären Dermis. Sie erscheinen als horizontale oder vertikale hyporeflektierende Strukturen. Leukozyten erscheinen als helle, hyperreflektive, runde, kleine Zellen innerhalb dieser hyporeflektierenden Blutgefäße32. Der Leukozytenhandel ist während der Live-Bildgebung prominent. Abbildung 9 zeigt das Erscheinungsbild normaler Hautschichten auf RCM. Video 1 zeigt ein Beispiel für den Leukozytentransport auf RCM.

Tumorspezifische Merkmale des RCM:
Tumorspezifische Merkmale sind gut etabliert und helfen bei der Unterscheidung von gutartigen und bösartigen Läsionen. Zum Beispiel sind Tumorknoten mit peripherer Palisaden und "spaltartigem" Raum spezifische Merkmale für BCC33. Ebenso deuten pagetoide kernhaltige Zellen in der Epidermis, atypische Zellen am DEJ und ein ungeordnetes epidermales Muster auf die Diagnose eines Melanomshin 34. Atypische und ungeordnete Wabenmuster sind Schlüsselmerkmale für die Diagnose von SCC33 auf RCM. Abbildung 10 zeigt ein Beispiel für BCC, Melanom und SCC, wie sie in RCM-Bildern zu sehen sind.

Kombiniertes RCM-OCT-Gerät
Bildinterpretation auf RCM-OCT:
Für die Interpretation von RCM-OCT-Bildern werden sowohl Stapel als auch Raster ausgewertet. Stapel liefern Informationen auf zellulärer Ebene und in verschiedenen Tiefen der Läsion, während das Raster eine vertikale Ansicht der Läsion und Informationen über die Gesamtarchitektur der Läsion liefert. Diese vertikale Ansicht ist entscheidend für die Erkennung von BCC, insbesondere von oberflächlichen BCCs, die manchmal als dunkle Schatten auf RCM erscheinen und möglicherweise übersehen werden25. In der vertikalen Ansicht von OCT-Bildern ist die Kontinuität des BCC-Tumorknotens mit der darüber liegenden Epidermis und die Trennung von der Dermis durch einen dunklen Spaltbereich deutlich erkennbar. Abbildung 11 zeigt ein Beispiel für die Korrelation von Dermatoskopie, RCM, OCT und Histologie von Basalzellkarzinomen.

Auftreten normaler Hautschichten auf RCM-OCT:
Die Hautschichten ähneln RCM-Bildern, die mit dem HH-RCM-Gerät aufgenommen wurden. Weitere Einzelheiten finden Sie in den Abschnitten "Erscheinungsbild verschiedener Hautschichten auf Konfokal" und "Auftreten verschiedener Zellen auf Konfokal" sowie in Abbildung 9.

Wie RCM handelt es sich bei OCT-Rasterbildern um Graustufenbilder. OCT-Raster zeigen jedoch eine vertikale Ansicht, die herkömmlichen Histologie-Objektträgern ähnelt, aber keine zelluläre Auflösung aufweist. OCT-Bilder haben ein ähnliches Erscheinungsbild wie die im Handel erhältlichen herkömmlichen OCT-Gerätebilder. Das Stratum corneum erscheint als dünne, helle (hyperreflektive) Linie, wobei die darunter liegende Epidermis gräulich (hyporeflektiv) gefärbt erscheint. Die papilläre Dermis erscheint heller als die Epidermis, und der tiefste Teil der retikulären Dermis erscheint aufgrund des Verlusts des Signals35 am dunkelsten (nicht reflektierend). Das DEJ kann als Übergangszone zwischen der gräulichen Epidermis und der hellen papillären Dermis identifiziert werden. Abbildung 12 zeigt RCM- und OCT-Bilder, die von normaler Haut an der Hand eines gesunden Probanden aufgenommen wurden.

Obwohl eine zelluläre Auflösung nicht möglich ist, sind viele Strukturen auf OCT sichtbar. Blutgefäße können in der papillären Dermis leicht als reflektierende (signalfreie), horizontale oder vertikale, röhrenförmige Strukturen gesehen werden. Haarfollikel sind in der Regel hyporeflektive, runde oder röhrenförmige Strukturen in der Dermis. Ihr Infundibulum (der oberste Teil des Haarfollikels) tritt während einer Live-Raster-Bildgebungssitzung aus der Dermis aus und ragt schräg aus der Epidermis heraus. Sie werfen oft einen Signalschatten auf die Oberfläche der Epidermis36. Manchmal kann man Haarschäfte sehen, die aus den Haarfollikeln austreten, was ihre Identifizierung erleichtert. Abbildung 11 zeigt einen Überblick über diese Strukturen.

Auftritt von BCC auf RCM-OCT:
Das Auftreten von BCC bei RCM wird im Abschnitt "Tumorspezifische Merkmale" von RCM diskutiert. Bei OCT können BCC-Tumorknoten leicht als gräuliche, runde, hyporeflektierende Knötchen erkannt werden, die von einem reflektierenden, dunklen Bereich der "Spaltung" umgeben sind. Dieser Knoten ist mit dem darüber liegenden gräulichen Band der Epidermis beim oberflächlichen Basalzellkarzinom zu sehen. Die BCC-Tumorknoten sind oft von hyperreflektiven, weißen, verdickten Kollagenbündeln umgeben23. Andere Subtypen, wie z. B. infiltrative oder morpheaforme BCCs, sind mit OCT schwer zu diagnostizieren. Abbildung 11 zeigt eine Ansicht des BCC, das vom OCT-Raster erfasst wird.

Figure 1
Abbildung 1: WP-RCM-Aufsatz: WP-RCM-Gerät der Generation 4. (A) Geben Sie einen Tropfen Mineralöl auf die Mitte des Kunststofffensters. (B) Zentrieren Sie das Kunststofffenster über der Läsion. (C) Ordnen Sie den Pfeil auf dem Mikroskopkopf (grün gestrichelter Kreis) dem Pfeil (gelb gestrichelter Kreis) auf dem Dermatoskop zu. (D) Führen Sie das Dermatoskop in das Kunststofffenster ein und klicken Sie, um ein dermatoskopisches Bild mit der richtigen Ausrichtung aufzunehmen. (E) Entfernen Sie das Dermatoskop und geben Sie Ultraschallgel in das Kunststofffenster. (F) Befestigen Sie den Mikroskopkopf vollständig am Kunststofffenster in einem Winkel von 90° zur Läsion. Abkürzung: WP-RCM = konfokale Breitsonden-Reflexionsmikroskopie. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Figure 2
Abbildung 2: Ein Beispiel für einen Stack. Ein Stapel, der eine Sammlung von Einzelbildbildern zeigt, die in aufeinanderfolgenden Z-Tiefen von normalem Skin aufgenommen wurden. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Figure 3
Abbildung 3: Bild von geringer Qualität. (A) Ein Bild von geringer Qualität auf epidermaler Ebene, das einige Luftblasen (gelbe Pfeile), ein äußeres Material (gelber Kreis), höchstwahrscheinlich eine Papierfaser, und die Fransen der Kunststoffkappe (roter Kasten) zeigt, was auf eine unsachgemäße Befestigung des Mikroskops an der Haut hinweist. (B,C) Vergrößerte Bereiche von Panel A. Maßstabsbalken = 50 μm. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 4
Abbildung 4: Vergleich von qualitativ hochwertigen und qualitativ minderwertigen konfokalen Bildern. (A) Ein hochwertiges Mosaik (aus Abbildung 6) auf Höhe der Epidermis ohne Artefakte. (B) Ein minderwertiges Mosaik auf epidermaler Ebene zeigt mehrere große Blasen (blaue Pfeile), die sich auf die Bewertung auswirken können. Maßstabsbalken = 50 μm. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 5
Abbildung 5: HH-RCM-Befestigung mit einem HH-RCM-Gerät der Generation 4. (A) Entfernen Sie die Plastikkappe und geben Sie Ultraschallgel auf die Oberseite der Linse. (B) Bringen Sie die Plastikkappe (grüner Pfeil) wieder am Gerät an und legen Sie sie zur Bildgebung über die Läsion. Abkürzung: HH-RCM = konfokale Handreflexionsmikroskopie. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Figure 6
Abbildung 6: RCM-OCT-Gerät. (A) Die Handsonde (gelber Pfeil) des kombinierten RCM-OCT-Geräts. (B) Das RCM-OCT-Gerät mit einem Live-Imaging-Fenster, das gleichzeitig ein OCT-Bild (schwarzer Pfeil) und ein RCM-Bild (grüner Pfeil) anzeigt. Abkürzungen: RCM = konfokale Reflexionsmikroskopie; OCT = optische Kohärenztomographie. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Figure 7
Abbildung 7: RCM-OCT-Softwareplattform. Schnappschüsse aus Live-Imaging-Fenstern, die gleichzeitig (A) ein OCT-Bild (blauer Diamant) und ein RCM-Bild mit zellulärer Auflösung (gelber Stern) zeigen. Die Schrittweite, die Anzahl der Schritte und die Z-Tiefe werden durch die Schiebeskalensysteme (schwarzer Kasten; schwarze Pfeile) gesteuert. (B) Umschalten zwischen den Modi "Linienbildgebung" und "Raster" (gelbe Pfeile); (C) die Schaltfläche zum Speichern von Rasterbildern (schwarzer Kreis). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Figure 8
Abbildung 8: Schema der Bildanalyse auf der Ebene der Epidermis. (A) Das Bild wird zunächst auf Mosaikebene (8 mm x 8 mm) analysiert, was in der Histologie einer ca. 4-fachen Vergrößerung entspricht. (B) Interessierende Bereiche können dann auf zellulärer Ebene bewertet werden, indem während der Bildaufnahme in das Live-Bildfenster gezoomt wird. Dieses Panel zeigt eine vergrößerte Submosaikansicht aus dem orangefarbenen Bereich in Panel A, was einer etwa 20-fachen Vergrößerungsansicht der Histologie entspricht. Maßstabsbalken = (A) 50 μm. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 9
Abbildung 9: Erscheinungsbild normaler Hautschichten auf RCM. (A) Stratum corneum: die hellste und erste Schicht der Haut, die aus kernhaltigen Keratinozyten besteht. (B) Stratum spinosum: bestehend aus dicht gepackten, kernhaltigen Zellen (Kerne sind dunkel) mit hellem Zytoplasma, das ein typisches "Wabenmuster" erzeugt. (C) Stratum basale: identifiziert durch das charakteristische "Kopfsteinpflastermuster" (gelber Kreis), das durch das Vorhandensein der Melaninkappe der basalen Keratinozyten gebildet wird. (D) DEJ: die Grenzfläche zwischen dem Stratum basale und der papillären Dermis, die durch das helle "Ringmuster" (gelber Pfeil) gekennzeichnet ist. (E) Papilläre Dermis, die aus hellen Kollagenfasern (grüner Pfeil) und Blutgefäßen besteht. Maßstabsbalken = 50 μm. Abkürzungen: RCM = konfokale Reflexionsmikroskopie; DEJ = dermoepidermaler Übergang. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Figure 10
Abbildung 10: Konfokale Bilder der häufigsten Hautkrebsarten. (A) Basalzellkarzinom mit Tumorknoten (gelber Pfeil) mit Spaltbildung (blauer Pfeil) und Palisaden. (B) Plattenepithelkarzinom mit atypischem Wabenmuster (gelbe Sternchen) und Knopflochgefäßen (blaue Raute). (C) Melanom mit Clustern heller, großer, runder pagetoider Zellen (grüne Pfeile) in der Epidermis. FOV = (A-C) 750 μm x 750 μm. Maßstabsbalken = 50 μm. Abkürzung: FOV = field of view. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Figure 11
Abbildung 11: Dermatoskopie, RCM, OCT und histopathologische Korrelation von BCC, die mit dem RCM-OCT-Gerät aufgenommen wurden. (A) Eine rosa Papel auf der Brust nach der Strahlentherapie (gelber Kreis). (B) Auf RCM sind basaloide Tumorstränge (blaue Sterne) mit Palisaden (roter Pfeil) und Spalten (gelber Pfeil) am DEJ zusammen mit verdicktem Kollagen (grüner Stern) ohne definitiven Tumorknoten zu sehen. (C) Ein OCT-Bild derselben Läsion, das mit dem RCM-OCT-Gerät aufgenommen wurde. Ein deutlicher grauer Tumorknoten (blauer Stern) ist zusammen mit einer Spalte (gelber Pfeil) mit der Epidermis verbunden. Verdickte Kollagenbündel sind zu sehen (grüner Stern). (D) Die H&E-gefärbte Biopsie bestätigte die Diagnose eines oberflächlichen Basalzellkarzinoms auf der H&E-Färbung mit Palisaden (roter Pfeil), Spalten (gelber Pfeil) und verdickten Kollagenbündeln (grüner Stern) (10-fache Vergrößerung). Maßstabsbalken = 500 μm. Abkürzungen: RCM = konfokale Reflexionsmikroskopie; OCT = optische Kohärenztomographie; Basalzellkarzinom = Basalzellkarzinom; DEJ = dermoepidermaler Übergang; H & E = Hämatoxylin und Eosin. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Figure 12
Abbildung 12: RCM- und OCT-Bilder von normaler Haut. Diese Bilder wurden von normaler Haut an der Hand eines gesunden Freiwilligen aufgenommen. (A) Zeigt ein Einzelbild-En-Face-RCM-Bild im DEJ. (B) Zeigt ein entsprechendes OCT-Bild in einer vertikalen Ansicht mit allen Hautschichten. Sichtfeld = (A) 750 μm x 750 μm; (B) 1,0 mm x 2,0 mm. Maßstabsbalken = 50 μm. Abkürzungen: RCM = konfokale Reflexionsmikroskopie; OCT = optische Kohärenztomographie; DEJ = dermoepidermaler Übergang. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.

Video 1: RCM-Video des Leukozytentransports, das mit einem HH-RCM-Gerät aufgenommen wurde. Dieses Video, das mit einem RCM-Gerät aufgenommen wurde, zeigt ein erweitertes Blutgefäß mit Leukozytentransport. Die umgebende Dermis zeigt helle Entzündungszellen. Abkürzung: HH-RCM = konfokale Handreflexionsmikroskopie. Bitte klicken Sie hier, um dieses Video herunterzuladen.

Ergänzende Abbildung S1: Erwerben eines "Stacks" mit einem WP-RCM-Gerät der Generation 4. Wählen Sie die Mitte der Läsion (grüne Raute) und klicken Sie auf die Stapeloption (orangefarbenes Kästchen). Stellen Sie sicher, dass der Stapel vom Stratum corneum (blaues Kreuz), der ersten und hellsten Hautschicht, ausgeht. Legen Sie die Tiefe Null (orangefarbener Stern) an der Stelle fest, an der die erste Ebene des Stapels beginnt. Wählen Sie die geeignete Läsionsstelle (weißes Kreuz), den Abstand zwischen zwei Schichten und die Bildtiefe (gelbes Dreieck) aus. Das blaue Kästchen über der Live-Ansicht enthält Symbole, die den anderen Funktionen dieses Systems entsprechen. Symbole (blaue Pfeile) von links nach rechts: zum Erfassen eines Mosaiks, zum Erfassen eines Würfels, zum Erfassen eines Stapels, zum Erfassen eines einzelnen gerahmten Bildes und zum Aufnehmen einer Videoaufnahme. Abkürzung: WP-RCM = konfokale Breitsonden-Reflexionsmikroskopie. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Abbildung S2: Erfassen eines "Mosaiks" mit einem WP-RCM-Gerät der Generation 4. (A) Gehen Sie mit der Live-Ansicht (blaues Kreuz) zur gewünschten Läsionstiefe. Wählen Sie den gesamten Bereich der Läsion (wenn kleiner als 8 mm) oder den Teil der gesamten Läsion aus, der für die Bildgebung erfasst werden soll (grüner Diamant). Wählen Sie die Mosaikoption (orangefarbenes Feld) aus, um die Aufnahme zu starten. (B) Ein Beispiel für ein Mosaik, das am DEJ von der Läsion in Tafel A aufgenommen wurde. Abkürzungen: WP-RCM = konfokale Breitsonden-Reflexionsmikroskopie; DEJ = dermal-epithelialer Übergang. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

Ergänzende Abbildung S3: Beispiel für einen konfokalen diagnostischen Auswertungsbericht. (A) Geben Sie die Diagnose (schwarzer Pfeil) ein, indem Sie aus dem Dropdown-Menü (B) die CPT-Codes für die Abrechnung (gelber Pfeil) und die relevanten Merkmale auswählen, die während der konfokalen Bildgebungssitzung angezeigt werden (blauer Stern). Abkürzung: CPT = Aktuelle Verfahrensterminologie. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.

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Discussion

In diesem Artikel haben wir Protokolle für die Bildaufnahme mit In-vivo-RCM - und RCM-OCT-Geräten beschrieben. Derzeit gibt es zwei kommerziell erhältliche RCM-Geräte: Ein Wide-Probe oder Arm-montiertes RCM (WP-RCM) Gerät und ein tragbares RCM (HH-RCM) Gerät. Es ist wichtig zu verstehen, wann diese Geräte in klinischen Umgebungen eingesetzt werden müssen. Krebsart und -ort sind die Hauptfaktoren, die die Auswahl des Geräts bestimmen.

Das WP-RCM-Gerät eignet sich gut für Läsionen auf flachen und sanft gewellten Körperoberflächen wie Rumpf und Extremitäten, da es Kontakt mit der Haut erfordert. Da der Sondenkopf breit ist, kann er nicht an engen Stellen oder Ecken des Körpers befestigt werden. HH-RCM ist jedoch ein flexibleres Gerät und hat einen schmaleren Sondenkopf. Daher wird dieses Gerät häufig verwendet, um Läsionen an gekrümmten und relativ wellenförmigen Körperbereichen abzubilden, einschließlich Nase, Augenlidern, Ohrläppchen und Genitalien, an denen das WP-RCM nicht befestigt werden kann.

Beide Geräte können Einzelbilder, Stapel und Videos in zellhoher Auflösung aufnehmen und können zur Abbildung aller Hautkrebsarten verwendet werden. Das WP-RCM-Gerät ermöglicht jedoch die Visualisierung einer gesamten Läsion mit einer Größe von bis zu ~ 8 mm x 8 mm durch die Erfassung von Mosaiken. Mosaike geben einen Überblick über die architektonischen Details der Läsion (wie Symmetrie und Umschreibung). Ein WP-RCM-Gerät ist auch mit einer digitalen Dermatoskopkamera ausgestattet, um dermatoskopieische Bilder der Läsion aufzunehmen, die die RCM-Bildaufnahme während der gesamten Bildgebungssitzung leiten. Diese beiden einzigartigen Eigenschaften machen das WP-RCM-Gerät für die Beurteilung melanozytärer Läsionen zur Unterscheidung von Nävi und Melanomen vorzuziehen. Im Gegensatz dazu eignet sich das Handgerät besser für keratinozytäre Läsionen, da diese Läsionen in der Regel keine architektonische Bewertung erfordern, sondern eher auf hochauflösende Bilder mit kleinem Sichtfeld (0,75 mm x 0,75 mm) angewiesen sind. Das HH-RCM-Gerät ist jedoch sehr nützlich für die Bildgebung großer Läsionen (Messung >8 mm), für die Kartierung von Tumorrändern bei Melanomen (Lentigo maligna) und BCCs sowie für die Auswahl der Biopsiestelle.

RCM wird in erster Linie als ergänzendes Instrument zur Dermatoskopie bei der Triage von Hautläsionen verwendet, die bösartig erscheinen und eine Biopsie benötigen, während die Biopsie bei gutartigen 7,19 Läsionen geschont wird. Weitere Indikationen sind die nichtinvasive Überwachung einer verdächtigen Läsion, die Beurteilung des Ansprechens auf eine topische oder chirurgische Behandlung 19,37,38, die Abgrenzung der chirurgischen Ränder großer Gesichtsläsionen der Lentigo maligna (LM)39,40,41, die Führung gezielter Biopsien bei großen Läsionen von LM und EMPD 42 und die Diagnose entzündlicher Läsionen 43,44 . Ein großer Vorteil der Verwendung von RCM ist die Möglichkeit, die Diagnose am Krankenbett in vivo ohne Biopsie45 durchzuführen, was eine sofortige Behandlung erleichtert. Im Gegensatz zur histopathologischen Auswertung, bei der nur ein kleiner Teil des Läsionsvolumens analysiert wird, ermöglicht RCM die Visualisierung viel größerer Volumina der Läsion in Echtzeit45 und liefert Informationen über dynamische Phänomene wie den Leukozytentransport 32,46.

RCM hat einige Einschränkungen. Im Gegensatz zur Dermatoskopie erfordert die RCM-Bildgebung ~15 Minuten pro Läsion, was den klinischen Arbeitsablauf stören kann, und die Bildauswertung erfordert pathologische Expertise. Es ist aufgrund seiner begrenzten Bildgebungstiefe (bis zu ~250 μm) nicht für die Beurteilung von Läsionen geeignet, die tiefer in der Dermis oder Subkutis liegen.

Das "multimodale" kombinierte RCM-OCT-Gerät wurde entwickelt, um die Einschränkungen von RCM22 zu überwinden. Es bietet die Vorteile der zellulär aufgelösten Bildgebung mit RCM und die tieferen und vertikalen Bilder (ähnlich der Histopathologie) der OCT. Erste Studien haben vielversprechende Ergebnisse für den Einsatz von RCM-OCT bei der Diagnose und Behandlung von Basalzellkarzinomengezeigt 23,24,25,47 (55 Patienten). RCM-OCT zeigte eine hohe Genauigkeit (100% Sensitivität, 75% Spezifität) bei der Diagnose von Basalzellkarzinomen bei klinisch verdächtigen, nicht biopsierten Läsionen und eine genau bestimmte Läsionstiefe für eine angemessene Behandlung. Es zeigte auch eine 100%ige Sensitivität beim Nachweis von Rest-BCC in zuvor biopsierten Läsionen25. Kürzlich verwendeten Monnier et al. dieses Gerät in realen klinischen Umgebungen zur Beurteilung von Basalzellkarzinomen bei dermoskopisch zweideutigen Läsionen (klein, nicht pigmentiert)23 (18 Patienten). Sie verglichen die Ergebnisse des kombinierten RCM-OCT-Geräts mit dem RCM-Einzelgerät bei derselben Läsion. Die Studie zeigte eine deutliche Verbesserung der Spezifität von 62,5 % auf 100 % und der Sensitivität von 90 % auf 100 % unter Verwendung des kombinierten Geräts gegenüber dem RCM-Gerät allein, was den Vorteil und die Komplementarität dieser beiden optischen Bildgebungsgeräte demonstriert. Eine Studie von Navarrete-Dechent et al. bewies auch die Nützlichkeit des RCM-OCT-Geräts gegenüber dem RCM-Gerät allein für die Erkennung von Rest-BCC bei "komplexen BCC"-Patienten, was zu deren Management und verbesserter Patientenversorgung beitrug24 (10 Patienten). Außerhalb dermatologischer Kliniken wird RCM-OCT als Instrument für die präoperative Bewertung von Basalzellkarzinom untersucht, wo es eine hohe Sensitivität von 82,6% und eine hohe Spezifität von 93,8% gezeigt hat, mit einer hohen Korrelation zwischen der Tiefe der OCT und der endgültigen Tiefe der Histopathologie47 (35 Patienten). Daher wurde dieses Gerät hauptsächlich für die BCC-Diagnose und -Behandlung beschrieben. Sein Nutzen für Melanome und SCC muss noch erforscht werden.

Über die Verwendung für die BCC-Bewertung hinaus untersuchten Bang et al. dieses Gerät auch zum Nachweis von kutanen Metastasen (CM) bei Brustkrebspatientinnen48 (sieben Patientinnen). Sie beschrieben zum ersten Mal die Funktionen von CM auf RCM-OCT, die ihre Diagnose und Behandlung in der Zukunft unterstützen würden. Mit der Kombination aus hochauflösenden Bildern und der Fähigkeit, Läsionen in der Tiefe zu beurteilen, konnten sie CM in allen sechs abgebildeten Läsionen nachweisen und von einer gutartigen vaskulären ektatischen Läsion unterscheiden. Groß angelegte Studien mit mehr Läsionen sind gerechtfertigt, um das diagnostische Potenzial des Geräts für CM zu beweisen.

Unabhängig vom verwendeten Gerät müssen die folgenden Schritte sorgfältig ausgeführt werden, um Artefakte zu vermeiden und qualitativ hochwertige Bilder zu gewährleisten. Um Bewegungsartefakte zu vermeiden, sollte der Patient bequem gelagert werden. Zusätzliche Kissen oder Fuß- oder Armlehnen können zur Unterstützung der Bildgebungsstellen bereitgestellt werden. Bewegungsartefakte, die durch die Atmung verursacht werden, können minimiert werden, indem während der Bildgebung eine feste Hand auf die Sonde gelegt wird. Um Artefakte zu reduzieren, die durch äußeres Material verursacht werden, reinigen Sie die Läsionsstelle vor der Bildgebung mit einem Alkoholtupfer oder Wasser und Seife. Schneiden Sie das Haar bei Bedarf an der Läsionsstelle ab, um die Bildung von Luftblasen zu verhindern. Es sollten alle Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um eine Kreuzkontamination zu vermeiden. Das Einweg-Kunststofffenster sollte nach jedem Gebrauch entsorgt werden, und die bildgebende Sonde sollte nach jedem Gebrauch gründlich mit einem Desinfektionstuch gereinigt werden.

Die Fortschritte in der nicht-invasiven Bildgebung zielen darauf ab, die diagnostische Genauigkeit zu verbessern und ihren Einsatz weltweit auszuweiten. Es wurden Ergänzungen zum bestehenden HH-RCM-Gerät untersucht, wie z. B. der Einbau einer Weitfeldkamera, um eine doppelte Ansicht der Morphologie der Läsionsoberfläche und der zellulären Details tiefer in der Läsion49 zu ermöglichen. Zu den weiteren Ergänzungen des HH-RCM gehört die Videomosaikierung - eine Technik, die Videos in ein Mosaikbild umwandelt und so das Sichtfeld50 erweitert. Um den Einsatz dieser Technologien zu erweitern, werden billigere, kleinere und tragbarere Geräte entwickelt 51,52,53, einschließlich einer kleineren, flexibleren Handsonde für die intraorale Bildgebung 54. Darüber hinaus erforschen die Forscher gezielte Fluoreszenzsonden, um die Sensitivität und Spezifität der Tumorerkennung zu verbessern31. Es gibt verschiedene auf künstlicher Intelligenz basierende Algorithmen, die bei der Erfassung von Bildgebungen helfen, indem sie automatisch die beste Tiefe für die Erfassung des DEJ55 ermitteln oder Artefakte56 entfernen. Darüber hinaus werden bestimmte Algorithmen entwickelt, die Ärzten helfen, Hautkrebs automatisch zu erkennen57,58. Schließlich kann ein von Experten geleiteter Remote-Techniker mithilfe der Live-In-vivo-RCM-Bildgebung 26 qualitativ hochwertige Bilder aufnehmen und Ärzte bei der Erstellung von Echtzeitdiagnosen unterstützen.

Kommerziell erhältliche Konkurrenzgeräte sind das line-field konfocal OCT (LC-OCT)15,16 und das Vollfeld-OCT (FF-OCT)17,18. Diese Geräte können Bilder sowohl in vertikalen (wie OCT) als auch in En-Face-Ebenen (wie RCM) erzeugen. Die mit diesen Geräten aufgenommenen OCT-Bilder haben eine höhere laterale Auflösung von ~1-3 μm als die ~7 μm der OCT-Bilder des RCM-OCT-Geräts22. Diese Erhöhung der Auflösung ging jedoch auf Kosten einer verringerten Abbildungstiefe von ~300-500 μm und eines kleineren Sichtfelds von ~1-2 mm bis 500 μm x 500 μm im Vergleich zum RCM-OCT-Gerät. Daher sind sie nicht ideal, um architektonische Details bereitzustellen. Ihre Verwendung wurde für die Bildgebung aller Hautkrebsarten beschrieben. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sowohl RCM- als auch RCM-OCT-Geräte wertvolle nichtinvasive diagnostische Werkzeuge sind und einzigartige klinische Anwendungen in der Dermatologie haben. Während RCM als eigenständiges Gerät (insbesondere das WP-RCM-Gerät) hervorragend für die Beurteilung von pigmentierten Hautläsionen, einschließlich Melanomen, geeignet ist, ist das RCM-OCT-Gerät für die Diagnose und Behandlung von Basalzellkarzinomen wertvoller. In Zukunft könnte die Integration von Mosaikfunktionen zur Übertragung großer FOV-Bilder (die für die Beurteilung von Melanomen unerlässlich sind) in das bestehende RCM-OCT-Gerät untersucht werden, um ein umfassendes multimodales Gerät für den klinischen Einsatz bereitzustellen, das die "Traummaschine" für die nichtinvasive Bildgebung für alle Hautkrebsarten wäre.

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Disclosures

Ucalene Harris hat keine konkurrierenden finanziellen Interessen. Dr. Jain ist Berater bei Enspectra Health Inc. Dr. Milind Rajadhyaksha ist ein ehemaliger Mitarbeiter von Caliber ID (ehemals Lucid Inc.), dem Unternehmen, das das konfokale VivaScope-Mikroskop herstellt und vertreibt. Das VivaScope ist die kommerzielle Version eines ursprünglichen Laborprototyps, der von Dr. Rajadhyaksha entwickelt wurde, als er am Massachusetts General Hospital der Harvard Medical School war.

Acknowledgments

Ein besonderes Dankeschön geht an Kwami Ketosugbo und Emily Cowen für ihre freiwillige Arbeit bei der Bildgebung. Diese Forschung wird durch einen Zuschuss des National Cancer Institute / National Institutes of Health (P30-CA008748) an das Memorial Sloan Kettering Cancer Center finanziert.

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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Widerruf Ausgabe 186
Kombination von konfokaler Reflexionsmikroskopie mit optischer Kohärenztomographie zur nicht-invasiven Diagnose von Hautkrebs mittels Bildaufnahme
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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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