基于探头的共聚焦激光内窥显微技术可在膀胱镜检查期间实现对人体泌尿道的实时显微成像，以细胞级分辨率动态观察膀胱癌等病理状态。内窥显微技术可提高标准白光内窥镜检查的诊断准确性，并为术中提供影像引导，从而改善手术切除效果。
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摘要
摘要
基于探针的共聚焦激光内窥显微技术（CLE）是一种新兴的光学成像技术，可在常规内窥镜检查过程中实现对黏膜表面的实时活体显微成像。目前该技术已应用于呼吸系统1和消化道2-6，并在泌尿系统中用于膀胱癌的诊断研究7-10。CLE 能够以微米级分辨率实时显示细胞形态和组织微结构，同时可动态观察正常及病变血管系统7。
基于探针的共聚焦激光显微内镜系统（Cellvizio，Mauna Kea Technologies，法国）由一个可重复使用的光纤成像探针与488 nm激光扫描单元耦合组成。该成像探针可插入标准的软性或硬性内镜的工作通道中。另一种基于内镜的共聚焦激光显微内镜系统（Optiscan，澳大利亚）则将共聚焦显微内镜功能直接集成于内镜上，也已用于胃肠道检查。然而，由于其内镜直径较大，目前在泌尿道中的应用仅限于ex vivo（离体）使用。11 共聚焦图像的采集通过成像探针与目标组织直接接触完成，并以视频序列形式记录。与胃肠道类似，泌尿道的显微内镜检查也需要外源性对比剂——最常用的是荧光素，可通过静脉或膀胱内途径给药。膀胱内给药是一种成熟的局部给药方法，可在泌尿道实现局部药物递送，同时系统性毒性最小。荧光素可快速染色细胞外基质，且其安全性已得到充分验证。12 不同直径的成像探针可适配不同规格的内镜。迄今为止，1.4 mm和2.6 mm的探针已用于软性和硬性膀胱镜检查。10 近期推出的< 1 mm成像探针13为输尿管镜检查期间在上尿路开展共聚焦激光显微内镜（CLE）提供了可能。荧光膀胱镜检查（即光动力诊断）和窄带成像则是其他可与CLE联合使用的基于内镜的光学成像技术14，以实现泌尿道的多模态成像。未来，CLE还可与分子对比剂（如荧光标记的多肽15和抗体）结合，用于具有分子特异性的疾病过程内镜成像。
方案
1. 患者准备
- 对计划接受诊断性膀胱镜检查及其他内泌尿系统手术（如经尿道膀胱肿瘤切除术，TURBT）的患者，获取其进行共聚焦激光显微内镜（CLE）检查的知情同意。知情同意书中应包含使用膀胱内和/或静脉注射荧光素作为对比剂的说明，并询问患者是否有对荧光素的超敏反应史。
- 将患者置于膀胱镜检查体位（通常为截石位），并以无菌方式准备。
- 通过尿道使用硬性或软性膀胱镜进行标准白光膀胱镜检查（WLC）。
- 在白光下观察膀胱的所有区域（图1），并标记出需进一步进行CLE检查的关注区域。
- 除白光膀胱镜检查外，还可使用其他宏观光学成像方式对膀胱进行成像，包括荧光膀胱镜检查（图2A）或窄带成像（图2B），以识别更多可疑区域，随后使用CLE进行特征分析。
- 使用电灼电极或切除环在拟进行成像及活检以获得病理学证实的关注区域附近做一小电灼标记。该电灼标记有助于在后续的CLE成像和活检过程中重新定位。
2. 对比剂
- 膀胱内灌注造影剂
- 将临床级10%荧光素钠用无菌生理盐水（0.9% NaCl）稀释至所需浓度。例如，将4 ml的10%荧光素钠加入396 ml生理盐水中，配制成400 ml的0.1%荧光素钠溶液。 ....
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结果
CLE 图像以每秒 12 帧的灰度视频序列文件格式保存。图像解读可实时进行，并可在研究性方案下用于影响临床决策。离线分析包括视频序列的回看，以及额外的图像处理步骤，例如马赛克拼接，7 在技术学习曲线阶段，与标准病理学进行比较具有重要意义。图1B和图1C分别为使用膀胱内注射和静脉注射荧光素钠从两个不同膀胱肿瘤获得的代表性共聚焦激光显微内镜（CLE）图像。对于膀胱肿瘤，细胞特征（例如 形态、凝聚性及边界）和微结构特征（例如 扁平与乳头状肿瘤、组织结构及血管特征等方面的差异可用于区分良恶性病变以及低级别与高级别癌症。由于成像探针可在不同类型的膀胱镜之间互换使用，共聚焦激光显微内镜（CLE）可与其他新兴成像技术联合应用，包括荧光膀胱镜检查（图2A）和窄带成像（图2B），这可能会提高任一技术单独使用的诊断准确性。
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讨论
获得并维持固态 表面（en face） 成像探头与膀胱黏膜之间的接触是获得最佳图像质量最关键的步骤。患者通常需要经过约3至5例的操作学习曲线，才能掌握操控成像探头的技巧，并在图像采集过程中稳定地保持探头位置。此外，由于该操作是在无菌条件下进行的 体内，患者移动（即 呼吸运动和血管搏动可能影响成像探头与膀胱的接触。目前仍在研究不同观察者之间的判读差异以及图像解读的学习曲线，后者需要具备广泛的膀胱病理学经验。图像质量的差异可能源于组织本身的变异性及潜在的病理状况。除可疑病变区域外，对正常区域进行成像有助于评估图像质量和荧光素染色效果。
在成像和切除组织过程中，通过电灼标记每个感兴趣区域有助于在膀胱反复排空和充盈期间重新定位已成像和已切除的组织。此步骤称为共配准，对于将共聚焦激光显微内镜（CLE）获得的图像与组织学结果进行对比分析至关重要。上述内容已描述了荧光素膀胱内给药和静脉给药的两种方法，两者在给药时机和是否需要建立静脉通路方面存在一些差异。8
根据需要.......
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致谢
作者谨此感谢 Mauna Kea Technologies 提供的技术支持。作者还感谢 Shelly Hsiao 提供的技术协助以及 Kathleen E. Mach 的审阅意见。本研究工作部分由 NIH R01CA160986 项目对 J.C.L. 的资助支持。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| Cellvizio 100 系列 | Mauna Kea Technologies | 100 系列 | 包含共聚焦处理器和 LSU：F400-v2，波长 488 nm |
| Cellvizio 共聚焦微型探头 | Mauna Kea Technologies | Gastroflex UHD | |
| AK-FLUOR 10% | Akorn, Inc. | NDC 17478-253-10 |
参考文献
- Thiberville, L., et al. Human in vivo fluorescence microimaging of the alveolar ducts and sacs during bronchoscopy. Eur. Respir. J. 33, 974-985 (2009).
- Dunbar, K. B., Okolo, P. 3rd, Montgomery, E., Canto, M. I.
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