Methodenartikel

Probe-basierte konfokale Laser Endomikroskopie der Harnwege: Die Technik

DOI:

10.3791/4409

⸱

10. Januar 2013

 ,  , 
1Department of Urology, Stanford University School of Medicine , 2Veterans Affairs Palo Alto Health Care System

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Probe-basierte konfokale Laser Endomikroskopie ermöglicht Echtzeit-Mikroskopie des menschlichen Harnwege während Zystoskopie, Bereitstellung dynamischer, intravital Darstellung pathologischer Zustände wie Blasenkrebs mit zellulärer Auflösung. Endomikroskopie kann ergänzen die diagnostische Genauigkeit der Standard-Weißlicht-Endoskopie und bieten intraoperative Bildführung zur chirurgischen Resektion verbessern.

Zusammenfassung

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Probe-basierte konfokale Laser Endomikroskopie (CLE) ist eine aufstrebende optische Imaging-Technologie, die in Echtzeit ermöglicht in vivo Mikroskopie von Schleimhäuten im Standard-Endoskopie. Mit Anwendungen, die derzeit in den Atemwegen 1 und Gastrointestinaltrakt hat 2-6 CLE auch in den Harnwegen für Blasenkrebs Diagnose untersucht. 7-10 Cellular Morphologie und Gewebe Mikroarchitektur mit Mikrometer-Skala Auflösung in Echtzeit gelöst werden, zusätzlich zu dynamische Bildgebung des normalen und pathologischen Gefäßsystem. 7

Die Sonde basierenden CLE System (Cellvizio, Mauna Kea Technologies, Frankreich) aus einem wiederverwendbaren faseroptische Sonde zur Abbildung, die mit einem 488 nm Laser-Scanning-Einheit. Das bildgebende Sonde in den Arbeitskanälen von Standard flexible und starre Endoskope eingefügt. Ein Endoskop-basierten CLE System (Optiscan, Australien), in dem der konfokale Endomikroskopie functionality auf das Endoskop integriert ist, ist auch im Magen-Darm-Trakt verwendet werden. Angesichts des größeren Umfangs Durchmesser, jedoch ist die Anwendung in den Harnwegen derzeit ex vivo Anwendung begrenzt. 11 Konfokale Bildaufnahme durch den direkten Kontakt des abbildenden Sonde mit dem Ziel-Gewebe durchgeführt und als Videosequenzen. Wie in den Gastrointestinaltrakt, erfordert Endomikroskopie der Harnwege eine exogenenous Kontrastmittel-häufigsten Fluorescein, die intravenös oder intravesikal verabreicht werden kann. Intravesikale Verabreichung ist eine gut etablierte Methode, um pharmakologische Wirkstoffe lokal einzuführen mit minimaler systemischer Toxizität, die einzigartig in der Harnwege. Fluorescein schnell Flecken, die extrazelluläre Matrix und verfügt über ein etabliertes Sicherheitsprofil. 12 Imaging-Sonden mit verschiedenen Durchmessern ermöglichen Kompatibilität mit verschiedenen Kalibers Endoskope. Bisher wurden 1,4 und 2,6 mm Sonden mit flexiblen und ri beurteiltgid Zystoskopie. 10 Aktuelle Verfügbarkeit eines <1 mm Bildgebungssonde 13 eröffnet die Möglichkeit des CLE in der oberen Harnwege während Ureteroskopie. Fluoreszenz Zystoskopie (dh photodynamischen Diagnose) und Schmalband-Imaging sind zusätzliche Endoskop-basierten optischen Abbildungsmodalitäten 14, die mit CLE kombiniert werden, um multimodale Bildgebung der Harnwege erreichen kann. In der Zukunft kann CLE mit molekularem Kontrastmitteln wie fluoreszenzmarkierten Peptiden und Antikörpern für 15 Endoskopabbildungsvorrichtung von Krankheitsprozessen mit molekularem Spezifität gekoppelt sein.

Protokoll

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Ein. Vorbereitung des Patienten

  1. Consent Patienten für diagnostische Zystoskopie und andere endourologischen Verfahren wie die transurethrale Resektion der Blase Tumor (TURBT) für CLE geplant. Fügen Sie in der Zustimmung eine Beschreibung der Verwendung von intravesikale und / oder intravenöse Fluorescein als Kontrastmittel. Erkundigen Geschichte der Überempfindlichkeitsreaktion auf Fluorescein.
  2. Der Patient wird für die Zystoskopie (typischerweise in Steinschnittlage) positioniert und vorbereitet in einem sterilen Mode.
  3. Fahren Sie mit dem Standard-Weißlicht-Zystoskopie (WLC) mit einem starren oder flexiblen Zystoskop durch die Harnröhre.
  4. Umfrage alle Regionen der Blase unter weißem Licht (Abbildung 1), und notieren Sie Regionen von Interesse für die CLE Untersuchung.
  5. Neben WLC kann die Blase mit anderen makroskopischen optischen Bildgebungsverfahren einschließlich Fluoreszenz Zystoskopie (2A) oder Schmalband Bildgebung (2B) zu id abzubildendenentify weitere Bereiche der Verdacht durch Charakterisierung mit CLE gefolgt.
  6. Verwenden eine Elektrode oder Kauterisierung Resektionsschlinge einen kleinen Kauter Markierung an der interessierenden Bereiche, die sowohl bebildert und für pathologische Bestätigung biopsiert platzieren. Der Kauter mark ermöglicht Re-Lokalisierung für nachfolgende CLE Bildgebung und Biopsie.

2. Kontrastmittel

  1. Intravesikale Instillation des Kontrastmittels
    1. Planen durch Verdünnen klinischer Qualität 10% Fluorescein-Natrium in steriler physiologischer Kochsalzlösung (0,9% NaCl) auf die gewünschte Konzentration. Beispielsweise vorzubereiten 400 ml 0,1% Fluorescein durch Verdünnen von 4 ml 10% Fluorescein in 396 ml physiologischer Kochsalzlösung.
    2. Eine sterile Harnkatheters in die Blase und instill verdünnten Kontrastmittels durch Schwerkraft mit einer 60 ml Spritze Katheterspitze.
    3. Klemmen Sie den Blasenkatheter, um Kontrastmittel innewohnenden für 5 min zu halten.
    4. Lassen Sie Kontrastmittel aus der Blase. Verwenden Sie die 60 ml ca.theter-Spitze Spritze zu waschen Restkontrast aus der Blase mit physiologischer Kochsalzlösung, ca. 240-300 ml.
    5. Fahren Sie mit CLE Bildgebung.
  2. Intravenöse Injektion von Fluorescein
    1. Zeichnen Sie 1,0 ml Fluorescein in die Spritze. Spritze zu befestigen intravenösen Zugang und injizieren 0,5 - 1,0 ml des Fluoresceins intravenös als Bolus. Spülleitung mit physiologischer Kochsalzlösung. Dies wird typischerweise durch die Anästhesieteam im Operationssaal erfolgen.
    2. Fahren Sie mit CLE Bildgebung.

3. CLE Imaging

  1. Entfernen Sie die sterilisiert CLE-Sonde (Cellvizio) aus der Verpackung und verbinden Sie es mit dem Laser-Scanning-Einheit (Mauna Kea Technologies, Paris, Frankreich)
  2. Warm up und Kalibrierung des bildgebenden Sonde, indem Sie die Anweisungen des Herstellers.
  3. Setzen Sie den Zystoskop oder Resektoskop in die Blase. Verwenden Sie eine 0-Grad-Objektiv mit dem starren Zystoskop.
  4. Schieben Sie den CLE-Sonde entlang der WOrking des Zystoskops mit der Spitze direkt hinter dem Zystoskop.
  5. Unter weißem Licht, suchen Sie die zuvor markierten Regionen von Interesse. Verwenden zusätzlicher physiologischer Kochsalzlösung Bewässerung zur Visualisierung der Schleimhaut erforderlich und aufrechtzuerhalten moderaten Distension der Blase.
  6. Manipulieren CLE-Sonde mit der Hand des Bedieners für direkte en face Kontakt der Regionen von Interesse. Für optische Schnitte von den interessierenden Bereichen, sanft zu erhöhen und Druck auf das bildgebende Sonde unter Beibehaltung direkten Kontakt.
    1. Tumore an der anterioren Blase zu erreichen, kann ein Standard Albarran Brücke erleichtern Auslenkung der Bildgebungssonde für direkten Kontakt mit dem interessierenden Bereich (2C).
  7. Gemeinsame Regionen von Interesse sind papillären Tumor, nicht-papillären Tumor Übergang zwischen normal erscheinenden Schleimhaut und Tumor und gerötete Flecken, die alle abgebildet werden können, die entweder intravenös werdensischen oder intravenöse Fluorescein Verwaltung. Intravenöse Fluorescein ist zum Abbilden der Resektion Bett, prostatische Urethra und penile Harnröhre erforderlich.
  8. Da die bildgebenden Sonde tastet Region von Interesse, die Aufnahme von Bildern für eine spätere Analyse. Hinweis gesamten zellulären Morphologie, Grenze, Organisation und Präsenz von Neo-Angiogenese.
  9. Nach Abschluss der Bildgebung, entfernen CLE-Sonde von der Arbeit Kanal.
  10. Wenn gewünscht, erhalten kalt-cup Biopsien aus entsprechenden Regionen von Interesse, die von CLE gescannt wurden. Verwenden Kauter Markierungen als Landmarken für Co-Registrierung der abgebildeten Bereiche, die biopsiert.
  11. Füllen TURBT pro Routine. Bei Patienten, die intravenöse Fluorescein erhalten, sollten Sie kontinuierlichen Resektoskopen zur Visualisierung während der Resektion zu verbessern, wie Fluorescein wird von der Niere in die Blase ausgeschieden ca. 5 min nach intravenöser Verabreichung.
  12. Rufen Sie gespeicherte Bild Aufnahmen von konfokalen Prozessor und Breitenwirkungct Bildanalyse.

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Ergebnisse

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CLE Bilder gespeichert werden als Video-Sequenz-Dateien Graustufen bei 12 Frames pro Sekunde. Bild Interpretation wird in Echtzeit und kann verwendet werden, um die klinische Entscheidungsfindung im Rahmen einer experimentellen Protokoll auswirken werden. Offline-Analyse, die der Überprüfung der Videosequenz, zusätzliche Bildverarbeitung wie Mosaiken, 7 und Vergleich mit Standard-Pathologie beinhaltet, die während der Lernphase Phase mit der Technologie verbunden wichtig. 1B und 1C sind Darstellungen CLE Bild...

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Diskussion

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Erreichen und Aufrechterhalten festen en face Kontakt zwischen der Sonde zur Abbildung und der Blasenschleimhaut ist der wichtigste Schritt in Erfassen optimaler Bildqualität. Es ist etwa 3-5 Patienten Lernkurve, um die Geschicklichkeit zu entwickeln, um die bildgebende Sonde zu manipulieren und zu halten die Sonde konstant während der Bildaufnahme. Darüber, wie dieses Verfahren in vivo durchgeführt wird, kann Bewegungen des Patienten (dh der Atemwege) und vaskuläre Pulsationen auf die bildgeb...

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Offenlegungen

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Keine Interessenskonflikte erklärt.

Danksagungen

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Die Autoren bedanken sich bei Mauna Kea Technologies für technische Unterstützung danken. Die Autoren danken Shelly Hsiao für technische Hilfe und Kathleen E. Mach für kritische Bewertung. Diese Arbeit wurde zum Teil durch NIH R01CA160986 um JCL unterstützt

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Name des Reagenzes Firma Katalog-Nummer Kommentare (optional)
Cellvizio 100 Series Mauna Kea Technologies 100 Series Inklusive konfokalen Prozessor und LSU: F400-v2 bei 488 nm
Cellvizio Konfokale Minisonden Mauna Kea Technologies Gastroflex UHD
AK-FLUOR 10% Akorn, Inc. NDC 17478-253-10

Referenzen

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Schlagwörter

Bildgebung der HarnwegeBlasenkrebsdiagnoseFluorescein Kontrastmittelintravesikale Verabreichungrigide ZystoskopieIn vivo MikroskopieAnalyse der Zellmorphologieoptische Schnitttechnikmultimodale Bildgebung

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