Waiting
Login-Verarbeitung ...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Cancer Research
Click here for the English version

Cancer Research

Kombinera reflektanskonfokalmikroskopi med optisk koherenstomografi för icke-invasiv diagnos av hudcancer via bildförvärv

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

Summary

Här beskriver vi protokoll för att förvärva bilder av god kvalitet med hjälp av nya, icke-invasiva avbildningsanordningar för reflektanskonfokalmikroskopi (RCM) och kombinerad RCM- och optisk koherenstomografi (OCT). Vi bekantar också kliniker med deras kliniska tillämpningar så att de kan integrera teknikerna i vanliga kliniska arbetsflöden för att förbättra patientvården.

Abstract

Hudcancer är en av de vanligaste cancerformerna i världen. Diagnos är beroende av visuell inspektion och dermatoskopi följt av biopsi för histopatologisk bekräftelse. Medan känsligheten för dermatoskopi är hög, resulterar den lägre specificiteten i att 70% -80% av biopsierna diagnostiseras som godartade lesioner på histopatologi (falska positiva på dermatoskopi).

Reflektanstomoskopi (RCM) och optisk koherenstomografi (OCT) avbildning kan icke-invasivt styra diagnosen hudcancer. RCM visualiserar cellulär morfologi i en-face-lager . Det har fördubblat den diagnostiska specificiteten för melanom och pigmenterad keratinocytisk hudcancer jämfört med dermatoskopi, vilket halverar antalet biopsier av godartade lesioner. RCM förvärvade faktureringskoder i USA och integreras nu i kliniker.

Begränsningar som det grunda djupet (~ 200 μm) för avbildning, dålig kontrast för icke-pigmenterade hudskador och avbildning i ansiktsskikt resulterar emellertid i relativt lägre specificitet för detektion av icke-pigmenterat basalcellscancer (BCC) - ytliga BCC angränsande med basalcellskiktet och djupare infiltrativa BCC. Däremot saknar OCT cellulär upplösning men avbildar vävnad i vertikala plan ner till ett djup av ~ 1 mm, vilket möjliggör detektering av både ytliga och djupare subtyper av BCC. Således är båda teknikerna väsentligen komplementära.

En "multimodal", kombinerad RCM-OCT-enhet avbildar samtidigt hudskador i både en-face och vertikalt läge. Det är användbart för diagnos och hantering av BCC (icke-kirurgisk behandling för ytliga BCC kontra kirurgisk behandling för djupare lesioner). En markant förbättring av specificiteten erhålls för detektering av små, icke-pigmenterade BCC över enbart RCM. RCM- och RCM-OCT-enheter medför ett stort paradigmskifte i diagnosen och hanteringen av hudcancer. Men deras användning är för närvarande begränsad till akademiska tertiära vårdcentraler och vissa privata kliniker. Detta dokument bekantar kliniker med dessa enheter och deras applikationer och tar itu med translationella hinder i rutinmässigt kliniskt arbetsflöde.

Introduction

Traditionellt är diagnosen hudcancer beroende av visuell inspektion av lesionen följt av en närmare titt på misstänkta lesioner med hjälp av en förstoringslins som kallas ett dermatoskop. Ett dermatoskop ger information under ytan som ökar känsligheten och specificiteten jämfört med visuell inspektion för att diagnostisera hudcancer 1,2. Dermatoskopi saknar emellertid cellulära detaljer, vilket ofta leder till en biopsi för histopatologisk bekräftelse. Den låga och variabla (67% till 97%) specificiteten av dermatoskopi3 resulterar i falska positiva och biopsier som visar godartade lesioner på patologi. En biopsi är inte bara ett invasivt förfarande som orsakar blödning och smärta4 utan är också mycket oönskat på kosmetiskt känsliga områden som ansiktet på grund av ärrbildning.

För att förbättra patientvården genom att övervinna befintliga begränsningar undersöks många icke-invasiva in vivo-bildenheter 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18 . RCM- och OCT-enheter är de två huvudsakliga optiska icke-invasiva enheterna som används för att diagnostisera hudskador, särskilt hudcancer. RCM har förvärvat faktureringskoder för nuvarande procedurterminologi (CPT) i USA och används alltmer i akademiska tertiära vårdcentraler och vissa privata kliniker 7,8,19. RCM avbildar lesioner med nästan histologisk (cellulär) upplösning. Bilderna är dock i ansiktsplanet (visualisering av ett lager hud i taget), och bilddjupet är begränsat till ~ 200 μm, tillräckligt för att endast nå den ytliga (papillära) dermis. RCM-avbildning bygger på reflektanskontrasten från olika strukturer i huden. Melanin ger den högsta kontrasten, vilket gör pigmenterade lesioner ljusa och lättare att diagnostisera. Således har RCM i kombination med dermatoskopi signifikant förbättrat diagnosen (sensitivitet på 90% och specificitet på 82%) jämfört med dermatoskopi av pigmenterade lesioner, inklusive melanom20. På grund av brist på melaninkontrast i rosa lesioner, särskilt för BCC, har RCM lägre specificitet (37,5 %–75,5 %)21. En konventionell OCT-enhet, en annan vanlig icke-invasiv enhet, avbildar skador upp till 1 mm djup i huden och visualiserar dem i ett vertikalt plan (liknande histopatologi)9. OCT saknar dock mobilupplösning. OCT används främst för att diagnostisera keratinocytiska lesioner, särskilt BCC, men har fortfarande lägre specificitet9.

För att övervinna de befintliga begränsningarna för dessa enheter har en multimodal RCM-OCT-enhet byggts22. Denna enhet innehåller RCM och OCT i en enda handhållen bildsond, vilket möjliggör samtidig insamling av samregistrerade RCM-bilder med ansiktet och vertikala OCT-bilder av lesionen. OCT ger arkitektonisk detalj av lesionerna och kan avbilda djupare (upp till ett djup av ~ 1 mm) i huden. Den har också ett större synfält (FOV) på ~2 mm22 jämfört med den handhållna RCM-enheten (~0,75 mm x 0,75 mm). RCM-bilder används för att ge cellulära detaljer om lesionen som identifierats på OCT. Denna prototyp är ännu inte kommersialiserad och används som en prövningsanordning i kliniker23,24,25.

Trots deras framgång med att förbättra diagnosen och hanteringen av hudcancer (som stöds av litteraturen) används dessa enheter ännu inte i stor utsträckning i kliniker. Detta beror främst på bristen på experter som kan läsa dessa bilder men beror också på bristen på utbildade tekniker som kan skaffa bilder av diagnostisk kvalitet effektivt (inom en klinisk tidsram) vid sängen8. I detta manuskript är målet att underlätta medvetenheten och eventuellt antagandet av dessa enheter i kliniker. För att uppnå detta mål bekantar vi hudläkare, dermatopatologer och Mohs-kirurger med bilder av normal hud- och hudcancer som förvärvats med RCM- och RCM-OCT-enheterna. Vi kommer också att beskriva användbarheten för varje enhet för diagnos av hudcancer. Viktigast av allt är att fokus för detta manuskript är att ge steg-för-steg-vägledning för bildförvärv med hjälp av dessa enheter, vilket säkerställer bilder av god kvalitet för klinisk användning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alla protokoll som beskrivs nedan följer riktlinjerna från den institutionella kommittén för humanforskning.

1. RCM-enhet och bildprotokoll

OBS: Det finns två kommersiellt tillgängliga in vivo RCM-enheter: wide-probe RCM (WP-RCM) och handhållen RCM (HH-RCM). WP-RCM levereras integrerat med ett digitalt dermatoskop. Dessa två enheter finns tillgängliga separat eller som en kombinerad enhet. Nedan visas bildinsamlingsprotokollen med den senaste generationen (generation 4) av WP-RCM- och HH-RCM-enheterna tillsammans med deras kliniska indikationer.

  1. Lesionsval och kliniska indikationer
    1. Leta efter följande typer av lesioner: dermatoskopiskt tvetydig rosa (BCC, skivepitelcancer [SCC], aktinisk keratos [AK], andra godartade lesioner) eller pigmenterad lesion (nevi och melanom, pigmenterade keratinocytiska lesioner); en nevus som nyligen har förändrats vid klinisk eller dermatoskopi undersökning; inflammatoriska lesioner för att bestämma inflammatoriska mönster.
    2. Utföra kartläggning för lentigo maligna (LM) marginaler för att bestämma omfattningen av lesionen och kartläggning och urval av biopsiställen för sjukdom med subklinisk förlängning såsom extramammary Pagets sjukdom (EMPD) och LM.
    3. Utför icke-invasiv övervakning av icke-kirurgisk behandling såsom aktuella läkemedel (imiquimod), strålning, fotodynamisk terapi och laserablation.
  2. För enhetsval, använd WP-RCM-enheten för skador som ligger på relativt plana hudytor (bålen och extremiteterna) och HH-RCM-enheten för lesioner på böjda ytor (näsan, örsnibbar, ögonlock och könsorgan).
    OBS: Valet av bildåtergivningsanordning beror huvudsakligen på platsen för lesionen.
  3. För avbildning, placera patienten på en helt lutande stol eller ett platt undersökningsbord med kuddar eller armstöd för stöd och för att uppnå en plan bildyta.
    OBS: Äldre generation (Generation 3) WP-RCM-enheter tog ~ 30 minuter per lesion. Avbildning av en enda lesion kan kräva ~ 15 minuter med den nyare generationen (Generation 4) WP-RCM-enheten som för närvarande används i kliniker. Trots den förbättrade förvärvstiden kommer positionering av patienten bekvämt att säkerställa minimala rörelseartefakter och hjälpa till att förvärva bilder av överlägsen kvalitet. Följande steg kan hjälpa till med korrekt positionering av patienten:
  4. För att förbereda dig för bildbehandling, rengör lesionen och den omgivande huden med en alkoholtork för att eliminera smuts, lotion eller smink. Raka håriga hudytor innan du fäster vävnadsfönstret för att undvika luftbubblor som kan hindra visualisering av vävnadsmikrostrukturer.
    OBS: För att ta bort tunga kosmetika eller solskyddsmedel, rengör platsen med en mild tvål och vatten före rengöring med alkohol.
  5. Bildinsamling med WP-RCM-enheten (Figur 1, Figur 2, Kompletterande figur S1, Kompletterande figur S2och Kompletterande figur S3)
    WP-RCM-enheter kan fånga staplar, mosaik, levande videor med en ram och bilder med en ram.
    1. För att fästa ett engångsfönster av plast på lesionen (figur 1), placera sonden vinkelrätt mot lesionen för bästa bilder. Se figur 1A–F för ett exempel på bilaga. Tillsätt en droppe mineralolja i mitten av plastfönstret och sprid den försiktigt över fönsterbredden (figur 1A). Ta bort pappersbaksidan från den självhäftande sidan av plastfönstret. Sträck huden försiktigt för att undvika rynkor och fäst fönstret.
      OBS: Använd mineralolja av livsmedelskvalitet som är säker och har hög viskositet. Se till att lesionen är centrerad och täckt i sin helhet. För lesioner större än 8 mm x 8 mm, antingen avbilda problemområden baserat på dermatoskopi eller utföra separata bildsessioner för att täcka hela lesionen.
    2. Hämta dermatoskopibilder (figur 1C,D)
      OBS: En dermatoskopibild förvärvas för att fungera som en guide för navigering inom lesionen. Följande steg bör användas för att säkerställa perfekt registrering mellan dermatoskopibilden och konfokalbilden.
      1. Håll WP-RCM-sonden över plastfönsterlocket och approximera den bästa insättningsvinkeln för sonden (figur 1C). Leta reda på den lilla, vita pilen på sidan av sonden (figur 1C) och rikta in den mot pilen på sidan av dermatoskopikameran (figur 1C).
      2. Sätt in dermatoskopikameran i plastfönsterlocket (bild 1D). Tryck på avtryckaren på kameran för att hämta en bild. Ta bort dermatoskopet. Innan du börjar avbildningssessionen, se till att dermatoskopbilden täcker hela lesionsytan.
    3. För att fästa RCM-sonden på engångslocket av plast (figur 1E, F), placera en ärtstor mängd ultraljudsgel inuti engångsplastlocket (figur 1E). För in sonden i locket tills ett skarpt klick hörs (bild 1F).
      OBS: För de bästa bilderna, sätt in sonden vinkelrätt (i 90 ° vinkel) mot plastfönstret. Undersökningsstolens höjd kan höjas för att uppnå en plattare yta, minska rörelseartefakter, driva ut luftbubblor (figur 3 och figur 4) och säkerställa säker fastsättning på huden.
    4. Hämta RCM-bilder (figur 2, kompletterande figur S1 och kompletterande figur S2)
      1. Använd dermatoskopibilden (steg 5.2.) för att vägleda RCM-bildinsamlingen (kompletterande figur S1). Välj mitten av lesionen och identifiera det översta (ljusaste) skiktet i huden - det anukleerade skiktet i stratum corneum (kompletterande figur S1).
      2. Ställ in bilddjupet på noll på den här nivån (kompletterande bild S1).
        OBS: Detta djup fungerar som en referenspunkt för att bestämma det faktiska z-djupet för efterföljande lager inom lesionen.
      3. Hämta en stapel i lesionens centrum (figur 2 och kompletterande figur S1) genom att trycka på stapelikonen . Välj en anatomisk plats från rullgardinsmenyn: ansikte eller kropp. Ställ in 4,5 μm stegstorlek och 250 μm djup.
        OBS: Börja staplarna från stratum corneum och sluta vid de djupaste synliga skikten i dermis. Kompletterande figur S1 visar ett exempel på hur man skaffar en stapel, medan figur 2 ger ett exempel på en stapel.
      4. Skaffa en mosaik: ta den första mosaiken vid dermal-epidermal korsning (DEJ) (kompletterande figur S2). Identifiera DEJ-lagret i den förvärvade stapeln och använd sedan musen för att välja en 8 mm x 8 mm kvadrat för att täcka hela lesionen. Tryck på mosaikikonen för att slutföra åtgärden (kompletterande figur S2). Skaffa minst 5 mosaiker på olika djup: stratum corneum, stratum spinosum, suprabasalskikt, DEJ och ytlig papillär dermis.
      5. Öppna DEJ-mosaiken för att vägleda förvärvet av de efterföljande mosaikerna. Klicka på valfri struktur på DEJ-mosaiken för att visa det området på livevybilden. Bläddra ner för att skaffa mosaik vid dermis och sedan upp (från DEJ) för att ta mosaik i epidermis.
      6. Få de förvärvade mosaikerna utvärderade av experten RCM-läsaren som finns vid sängen för att identifiera intresseområdet och ta staplar. I avsaknad av en expert vid sängen, fånga 5 staplar: en i varje kvadrant och en i mitten av lesionen med ett homogent mönster på dermatoskopi (steg 1.5.2.). För heterogena skador, skaffa ytterligare staplar för att täcka alla dermatoskopifunktioner.
        OBS: En "stapel" (figur 2) är en sekventiell samling högupplösta, enkla bildrutor, små synfält (FOV) bilder (0,5 mm x 0,5 mm) som förvärvats på djupet från det översta lagret av epidermis till den ytliga dermis (~ 200 μm). En "mosaik" (kompletterande figur S2) är ett stort synfält av bilder som erhålls genom att sy ihop enskilda 500 μm x 500 μm bilder i "X-Y" (horisontellt ytplan ).
    5. Slutföra en bildsession
      1. Klicka på Klar bildbehandling.
      2. Ta bort mikroskopet från plastfönstret. Ta bort plastfönstret genom att försiktigt hålla patientens hud spänd och kassera den. Torka av olja på huden med en alkoholpinne.
      3. Lossa skyddskonen som omger mikroskoplinsen. Rengör spetsen på objektivlinsen med en alkoholpinne för att ta bort ultraljudsgelen. Torka objektivlinsen med en pappershandduk. Sätt tillbaka plastkonen på mikroskopsonden.
        OBS: Bilder kan läsas, och en rapport kan genereras och undertecknas vid sängen av en utbildad läkare. I avsaknad av en expertläsare kan en fjärrexpert konsulteras antingen genom att överföra bilderna via molnet eller via en direktsänd telekonfokal session26.
    6. Generera en konfokal diagnostisk utvärderingsrapport (kompletterande figur S3)
      1. Klicka på Ny utvärdering. Ange diagnosen från de förvalda alternativen i rullgardinsmenyn.
      2. Om en annan bildbehandling krävs väljer du bilder som är otillräckliga och måste tas om. Om en beskrivande diagnos behövs, välj annan och beskriv i fritextrutan i slutet av formuläret. Ange CPT-koden för fakturering7 (kompletterande figur S3A). Välj tillämpliga funktioner som visas under avbildning från rapportchecklistan (kompletterande figur S3B). Välj tillämplig hantering från checklistan.
        Ingen faktureringskod gäller för HH-RCM-avbildning.
      3. Klicka på Slutför och signera. Generera rapporten som PDF och skriv ut. Få rapporten signerad av en läkare och lägg till den i patientens diagram för fakturering.
  6. Bildinsamling med HH-RCM-enheten (bild 5)
    HH-RCM-enheter kan fånga staplar, levande videor med en ram och bilder med en ram.
    1. Omge lesionen som identifierats av läkaren med en pappersring. Använd stegen som beskrivs i avsnitt 3. för att placera patienten och rengöra lesionsstället.
      OBS: Välj storleken på pappersringen (5-15 mm) baserat på lesionsstorleken för att definiera gränsen för lesionen och säkerställa att avbildning görs inom lesionen. Om en pappersring inte är tillgänglig, använd papperstejp för att definiera lesionen.
    2. Ta bort plastlocket som täcker mikroskoplinsen. Applicera en ärtstor mängd ultraljudsgel på objektivlinsen på HH-RCM och täck den med plastlocket (kompletterande figur S3A). Tillsätt en generös droppe mineralolja på sidan av plastlocket som kommer att röra huden.
      OBS: Öka mängden olja för mycket torr hud, om det behövs.
    3. Tryck sonden till lesionsstället på huden med fast tryck. Använd z-djupskontrollerna på HH-RCM-enheten för att röra dig upp och ner på olika djup i lesionen (kompletterande figur S3B). Hämta flera bilder med en bildruta och staplar i de intressanta områdena. Ta travar enligt beskrivningen i steg 1.5.4.3.
    4. För stora skador där WP-RCM-enheten inte kan fästas, ta kontinuerliga videor i olika lager genom att flytta HH-RCM-sonden över hela lesionsytan. Klicka på videoinspelningssymbolen för att göra det. Registrera rörelsen av blodkroppar i kärl, om det behövs.
      OBS: Dessa videor kan senare sys med hjälp av programvara för att ge stora synfältsbilder som liknar mosaik.
    5. Tryck på Klar med bildbehandling när bildsessionen är klar. Rengör lesionen med en alkoholpinne för att ta bort oljan. Ta bort ultraljudsgelen från sondens objektivlins genom att rengöra den med en spritservett och sätt tillbaka plastlocket.
      OBS: Till skillnad från WP-RCM-enheten, som kan manövreras av en tekniker, bör HH-RCM manövreras av en RCM-läsare som kan tolka bilder i realtid för att navigera i lesionen och komma fram till en korrekt diagnos.

2. Kombinerad RCM-OCT-enhet och bildprotokoll

OBS: Det finns bara en prototyp av RCM-OCT-enheten. Denna enhet har en handhållen sond och kan användas på alla kroppsytor, liknande HH-RCM-enheten. Den förvärvar RCM-staplar (liknande RCM-enheten) och OCT-raster (en video med sekventiella tvärsnittsbilder22). Både RCM- och OCT-bilder är i gråskala. RCM-bilder har ett synfält på ~200 μm x 200 μm, medan OCT-bilden har ett synfält på 2 mm (i bredd) x 1 mm (i djup). Nedan visas bildförvärvsprotokollet med RCM-OCT-enheten, tillsammans med deras kliniska indikationer. Figur 6 visar en bild av RCM-OCT-enheten, medan figur 7 visar programvarusystemet för RCM-OCT-enheten.

  1. Val av lesion
    1. Leta efter dermatoskopiskt tvetydig rosa eller pigmenterad lesion för att utesluta BCC.
    2. Bedöm djupet av BCC för hantering och bedöma återstående BCC efter behandling.
  2. Positionering av patienten för avbildning: Att avbilda en enda lesion kan ta upp till 20 minuter med RCM-OCT-enheten. Enheten är också en handhållen sond som liknar HH-RCM-enheten och kan därför flyttas fritt över lesionen. För detaljer om patientpositionering, se avsnitt 1.4. över.
  3. Förberedelse av platsen för avbildning: När du använder denna sond, se till att gränsen för lesionen är fri från överdriven hår och aktuella föroreningar och är tydligt definierad. Se steg 1.4.1. ovan för mer information.
  4. Bildinsamling med RCM-OCT-enheten (figur 6 och figur 7)
    1. Förbered sonden på samma sätt som den som används för HH-RCM (steg 1.6.1-1.6.2.)
    2. Hämta bilder i linjebildsläge och rasterläge .
      1. Klicka på bildinställningar (bild 7A). Välj linjeavbildningsläge för att hämta en RCM-bild (mobilupplösning) (bild 7B). Ställ in stegstorleken på 5 μm och antalet steg på 40 (bild 7A).
      2. Klicka på Ta tag i. Hämta stackar enligt steg 1.5.4.3. När du är klar klickar du på knappen Frys.
      3. Klicka på bildinställningar. Välj rasterläge för att hämta en korrelativ OCT-video för lesionsarkitekturen (figur 7B). Byt till fliken tekniker (bild 7C). När du är klar klickar du på knappen Grab (bild 7A) och trycker omedelbart på spara-knappen .
      4. Skaffa flera staplar och videor baserat på läkarens intresse.
      5. Rengör lesionen och maskinen enligt beskrivningen i steg 1.6.5.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Reflektans konfokalmikroskopi (RCM)
Bildtolkning på RCM:
RCM-bilderna tolkas på ett sätt som efterliknar utvärderingen av histopatologiska bilder. Mosaiker utvärderas först för att få den övergripande arkitektoniska detaljen och identifiera problemområden, liknande utvärderingen av histologiavsnitt om skanningsförstoring (2x). Detta följs av att zooma in på mosaiken för utvärdering av celldetaljerna, liknande utvärdering av bilder vid hög förstoring (20x). Figur 8 visar ett sådant schema för bildanalysen.

Bildkvalitet:
Högkvalitativa bilder utan några betydande artefakter, förvärvade på relevanta djup i huden, är avgörande för korrekt diagnos. Figur 4A visar en sådan bild. Den främsta orsaken till otolkbara bilder är relaterad till artefakter eller oerfarenhet av att förvärva bilder. Figur 3 och figur 4B visar bilder med artefakter som luftbubblor, ytskräp och rörelseartefakter, vilket hindrar diagnostisk utvärdering. Förutom att behärska den tekniska aspekten av bildförvärv bör RCM-operatören vara bekant med morfologin hos de olika hudlagren för att möjliggöra bildinsamling på relevanta djup.

Utseende av normala hudlager på RCM:
Kvalitetsbilder med "nästan histologi" med ansiktet (horisontellt plan) förvärvas med RCM-enheten på varierande djup från det översta lagret av epidermis ner till den ytliga papillära dermis i huden. RCM har sin egen terminologi som möjliggör identifiering av olika lager i huden 5,27. Figur 2 visar fem bilder med en bildruta som tagits på olika djup från en stapel.

Utseende av olika celler på RCM:
Bilder på RCM visas i gråskala, allt från mycket ljusa strukturer till mörka strukturer på grund av de varierande storlekarna och brytningsindexen för olika celler i huden. Melanin, keratin och kollagen är källorna till högsta reflektans i huden28,29. Således verkar celler som innehåller melanin såsom melanocyter (banala och maligna), melaniserade keratinocyter och melanofager ljusa. På samma sätt verkar celler som är rika på keratin som stratum corneum och keratincyster ljusa. Keratohyalingranuler närvarande i keratinocyterna i stratum granulosum verkar också ljusa. En annan möjlig källa till hög reflektivitet är Birkbeck-granulerna i Langerhans-cellerna30 och inflammatoriska celler28,29. Däremot saknar intranukleärt innehåll reflektion och verkar mörkt på konfokal31. Detta gäller också för mucinsekretioner. Blodkärl finns i papillär dermis. De framträder som horisontella eller vertikala hyporeflekterande strukturer. Leukocyter uppträder som ljusa, hyperreflekterande, runda, små celler i dessa hyporeflekterande blodkärl32. Leukocythandel är framträdande under levande bildbehandling. Figur 9 visar utseendet på normala hudlager på RCM. Video 1 visar ett exempel på leukocythandel på RCM.

Tumörspecifika egenskaper på RCM:
Tumörspecifika egenskaper är väl etablerade och hjälper till att skilja godartade från maligna lesioner. Till exempel är tumörnoduler med perifer palisading och "klyftliknande" utrymme specifika egenskaper för BCC33. På samma sätt föreslår pagetoida kärnceller i epidermis, atypiska celler vid DEJ och ett oordnat epidermalt mönster en diagnos av melanom34. Atypiska och oordnade bikakemönster är viktiga funktioner för att diagnostisera SCC33 på RCM. Figur 10 visar ett exempel på BCC, melanom och SCC som ses i RCM-bilder.

Kombinerad RCM-OCT-enhet
Bildtolkning på RCM-OCT:
För tolkning av RCM-OCT-bilder utvärderas både staplar och raster. Staplar ger information på cellulär nivå och på olika djup av lesionen, medan rasteren ger en vertikal bild av lesionen och ger information om lesionens övergripande arkitektur. Denna vertikala vy är avgörande för detektering av BCC, särskilt ytliga BCC, som ibland visas som mörka skuggor på RCM och kan missas25. I den vertikala vyn av OCT-bilder är BCC-tumörnodulkontinuitet med den överliggande epidermis och separation från dermis genom ett mörkt område av klyvning tydligt urskiljbar. Figur 11 visar ett exempel på dermatoskopi, RCM, OCT och histologisk korrelation av BCC.

Utseende av normala hudlager på RCM-OCT:
Skallager liknar RCM-bilder som tagits med HH-RCM-enheten. Mer information finns i avsnitten "utseende av olika hudlager på konfokal" och "utseende av olika celler på konfokal" och figur 9.

Liksom RCM är OCT-rasterbilder gråskala. OCT-raster visar dock en vertikal vy som liknar traditionella histologibilder men saknar mobilupplösning. OCT-bilder har ett liknande utseende som de kommersiellt tillgängliga konventionella OCT-enhetsbilderna. Stratum corneum framträder som en tunn, ljus (hyperreflekterande) linje, med den underliggande epidermis som verkar gråaktig (hyporeflekterande) i färg. Den papillära dermis verkar ljusare än epidermis, och den djupaste delen av retikulär dermis verkar den mörkaste (icke-reflekterande) på grund av förlust av signal35. DEJ kan identifieras som en övergångszon mellan gråaktig epidermis och den ljusa papillära dermis. Figur 12 visar RCM- och OCT-bilder som förvärvats från normal hud på en frisk frivillig persons hand.

Även om cellulär upplösning inte är möjlig, är många strukturer synliga på OCT. Blodkärl kan lätt ses i papillär dermis som reflekterande (signalfri), horisontella eller vertikala, rörformiga strukturer. Hårsäckar är vanligtvis hyporeflekterande, runda eller rörformiga strukturer i dermis. Deras infundibulum (den översta delen av hårsäcken) ses komma ut ur dermis och skjuta ut ur epidermis i en vinkel under en levande rasterbildningssession. De kastar ofta en signalskugga på ytan av epidermis36. Ibland kan håraxlar ses komma ut från hårsäckarna, vilket gör deras identifiering lätt. Figur 11 ger en bild av dessa strukturer.

Utseende av BCC på RCM-OCT:
Utseendet på BCC i RCM diskuteras i avsnittet "tumörspecifika egenskaper" i RCM. I OCT kan BCC-tumörknölar lätt detekteras som gråaktiga, runda, hyporeflekterande knölar som ses omgivna av ett reflekterande, mörkt område av "klyfta". Denna knöl kan ses fäst med det överliggande gråaktiga bandet av epidermis i ytlig BCC. BCC-tumörknölarna är ofta omgivna av hyperreflekterande, vita, förtjockade kollagenbuntar23. Andra subtyper, såsom infiltrativa eller morfeaforma BCC, är utmanande att diagnostisera med OCT. Figur 11 ger en bild av BCC fångad av OCT-raster.

Figure 1
Bild 1: WP-RCM-bilaga: Generation 4 WP-RCM-enhet. (A) Placera en droppe mineralolja i mitten av plastfönstret. (B) Centrera plastfönstret över skadan. (C) Matcha pilen på mikroskophuvudet (grön streckad cirkel) med pilen (gul streckad cirkel) på dermatoskopet. (D) Sätt in dermatoskopet i plastfönstret och klicka för att ta en dermatoskopisk bild med rätt orientering. (E) Ta bort dermatoskopet och tillsätt ultraljudsgel inuti plastfönstret. (F) Fäst mikroskophuvudet helt på plastfönstret i 90° vinkel mot skadan. Förkortning: WP-RCM = wide-probe reflectance confocal mikroskopi. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 2
Bild 2: Ett exempel på en stapel. En stapel som visar en samling bilder med en ram som förvärvats i på varandra följande z-djup från normal hud. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 3
Bild 3: Bild med låg bildkvalitet. (A) En bild av låg kvalitet på epidermal nivå som visar några luftbubblor (gula pilar), ett yttre material (gul cirkel), troligen en pappersfiber, och fransarna på plastlocket (röd låda), vilket indikerar felaktig fastsättning av mikroskopet på huden. (B,C) Inzoomade områden från panel A. Skalstreck = 50 μm. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 4
Figur 4: Jämförelse av konfokala bilder av hög kvalitet jämfört med låg kvalitet. (A) En mosaik av hög kvalitet (från figur 6) på epidermisnivå utan artefakter. (B) En mosaik av låg kvalitet på epidermal nivå visar flera stora bubblor (blå pilar), vilket kan påverka utvärderingen. Skalstreck = 50 μm. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 5
Bild 5: HH-RCM-fäste med en HH-RCM-enhet av generation 4. (A) Ta bort plastlocket och tillsätt ultraljudsgel på linsens ovansida. (B) Sätt tillbaka plastlocket (grön pil) på enheten och placera det över lesionen för avbildning. Förkortning: HH-RCM = handhållen reflektanskonfokalmikroskopi. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 6
Bild 6: RCM-OCT-enhet. (A) Den handhållna sonden (gul pil) på den kombinerade RCM-OCT-anordningen. (B) RCM-OCT-enheten med ett live-bildfönster som visar en OCT-bild (svart pil) och en RCM-bild (grön pil) samtidigt. Förkortningar: RCM = reflektanskonfokalmikroskopi; OCT = optisk koherenstomografi. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 7
Figur 7: RCM-OCT programvaruplattform. Ögonblicksbilder från livebildfönster som samtidigt visar (A) en OCT-bild (blå romb) och en RCM-bild med mobilupplösning (gul stjärna). Stegstorleken, antalet steg och z-djupet styrs alla av de glidande skalsystemen (svart ruta, svarta pilar). (B) Växling mellan lägena "linjeavbildning" och "raster" (gula pilar). (C) knappen som används för att spara rasterbilder (svart cirkel). Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 8
Figur 8: Schema för bildanalys på epidermisnivå. (A) Bilden analyseras först på mosaiknivå (8 mm x 8 mm), vilket motsvarar ungefär 4x förstoring i histologi. (B) Intresseområden kan sedan utvärderas på mobilnivå genom att zooma in i live-bildfönstret under bildinsamling. Den här panelen visar en inzoomad submosaikvy från det orange inramade området i panel A, vilket motsvarar ungefär 20x förstoringsvy på histologi. Skalstapel = (A) 50 μm. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 9
Figur 9: Utseende av normala hudlager på RCM. A) Stratum corneum: det klaraste och första lagret av huden som består av kanukleerade keratinocyter. (B) Stratum spinosum: består av tätt packade, kärnförsedda celler (kärnorna är mörka) med ljus cytoplasma som skapar ett typiskt "bikakemönster". (C) Stratum basale: identifieras genom det karakteristiska "kullerstensmönstret" (gul cirkel) som bildas genom närvaron av melaninlocket i de basala keratinocyterna. (D) DEJ: gränssnittet mellan stratum basale och papillär dermis, som kännetecknas av det ljusa "ringmönstret" (gul pil). (E) Papillär dermis består av ljusa kollagenfibrer (grön pil) och blodkärl. Skalstänger = 50 μm. Förkortningar: RCM = reflektanskonfokalmikroskopi; DEJ = dermoepidermal korsning. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 10
Figur 10: Konfokala bilder från de vanligaste hudcancerformerna. (A) Basalcellscancer som visar tumörknölar (gul pil) med klyftning (blå pil) och palisading. (B) Skivepitelcancer som visar ett atypiskt bikakemönster (gula asterisker) och knapphålskärl (blå diamant). (C) Melanom som visar kluster av ljusa, stora, runda pagetoida celler (gröna pilar) i epidermis. synfält = (A–C) 750 μm x 750 μm. Skalstänger = 50 μm. Förkortning: FOV = synfält. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 11
Figur 11: Dermatoskopi, RCM, OCT och histopatologisk korrelation av BCC förvärvad med RCM-OCT-enheten. (A) En rosa papula på bröstet efter strålbehandling (gul cirkel). (B) På RCM ses basaloida tumörsträngar (blå stjärnor) med palisading (röd pil) och klyfta (gul pil) vid DEJ tillsammans med förtjockat kollagen (grön stjärna) utan en definitiv tumörknöl. c) En OCT-bild av samma skada som tagits med RCM-OCT-anordningen. En distinkt grå tumörknöl (blå stjärna) ses ansluten till epidermis tillsammans med klyftning (gul pil). Förtjockade kollagenbuntar ses (grön stjärna). (D) H&E-färgad biopsi bekräftade ytlig basalcellscancerdiagnos på H&E-fläck som visar palisading (röd pil), klyvning (gul pil) och förtjockade kollagenbuntar (grön stjärna) (10x förstoring). Skalstänger = 500 μm. Förkortningar: RCM = reflektanskonfokalmikroskopi; OCT = optisk koherenstomografi; BCC = basalcellscancer; DEJ = dermoepidermal förbindelse; H&E = hematoxylin och eosin. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 12
Figur 12: RCM- och OCT-bilder från normal hud. Dessa bilder förvärvades från normal hud på handen av en frisk volontär. (A) Visar en RCM-bild med en bild med en bild på DEJ . (B) Visar en motsvarande OCT-bild i en vertikal vy med alla hudlager. synfält = (A) 750 μm x 750 μm, (B) 1,0 mm x 2,0 mm. Skalstång= 50 μm. Förkortningar: RCM = reflektanskonfokalmikroskopi; OCT = optisk koherenstomografi; DEJ = dermoepidermal korsning. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Video 1: RCM-video av leukocythandel som förvärvats med hjälp av en HH-RCM-enhet. Denna video som tagits med en RCM-enhet visar ett dilaterat blodkärl med leukocythandel. Den omgivande dermis visar ljusa inflammatoriska celler. Förkortning: HH-RCM = handhållen reflektanskonfokalmikroskopi. Klicka här för att ladda ner den här videon.

Kompletterande figur S1: Hämta en "stack" med en generation 4 WP-RCM-enhet. Välj mitten av lesionen (grön diamant) och klicka på stapelalternativet (orange ruta). Se till att stapeln börjar från stratum corneum (blått kors), det första och ljusaste lagret av huden. Ställ in noll (orange stjärna) djup där det första lagret i stapeln börjar. Välj lämpligt lesionsställe (vitt kors), avstånd mellan två lager och bilddjup (gul triangel). Den blå rutan ovanför livevyn innehåller ikoner som motsvarar de andra funktionerna i detta system. Ikoner (blå pilar) från vänster till höger: för att fånga en mosaik, för att fånga en kub, för att fånga en stapel, för att fånga en enda inramad bild och för att fånga en videoinspelning. Förkortning: WP-RCM = wide-probe reflectance confocal mikroskopi. Klicka här för att ladda ner den här filen.

Kompletterande figur S2: Skaffa en "mosaik" med en generation 4 WP-RCM-enhet. (A) Använd livevyn (blått kors), gå till önskat lesionsdjup. Välj hela lesionsområdet (om det är mindre än 8 mm) eller den del av hela lesionen som ska fångas upp för avbildning (grön diamant). Välj mosaikalternativet (orange ruta) för att starta inspelningen. (B) Ett exempel på en mosaik som fångats vid DEJ från lesionen i panel A. Förkortningar: WP-RCM = wide-probe reflectance konfokalmikroskopi; DEJ = dermal-epitelial förbindelse. Klicka här för att ladda ner den här filen.

Kompletterande figur S3: Exempel på en konfokal diagnostisk utvärderingsrapport. (A) Fyll i diagnosen (svart pil) genom att välja från rullgardinsmenyn (B), CPT-koderna för fakturering (gul pil) och relevanta funktioner som ses under konfokal bildsession (blå stjärna). Förkortning: CPT = Nuvarande procedurterminologi. Klicka här för att ladda ner den här filen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

I den här artikeln har vi beskrivit protokoll för bildinsamling med in vivo RCM- och RCM-OCT-enheter. För närvarande finns det två kommersiellt tillgängliga RCM-enheter: En RCM-enhet med bred prob eller armmonterad RCM (WP-RCM) och en handhållen RCM (HH-RCM) -enhet. Det är viktigt att förstå när man ska använda dessa enheter i kliniska miljöer. Cancertyp och plats är de viktigaste faktorerna som bestämmer valet av enheten.

WP-RCM-enheten är väl lämpad för skador på plana och försiktigt böljande kroppsytor, såsom bål och extremiteter, eftersom den kräver kontakt med huden. Eftersom sondhuvudet är brett kan det inte fästas på smala områden eller hörn av kroppen. HH-RCM är dock en mer flexibel enhet och har ett smalare sondhuvud. Som ett resultat används denna enhet ofta för att avbilda skador på böjda och relativt böljande områden i kroppen, inklusive näsan, ögonlocken, öronlopparna och könsorganen, där WP-RCM inte kan fästas.

Båda enheterna kan förvärva bilder med en bild, mobilupplösning, staplar och videor och kan användas för att avbilda alla hudcancer. WP-RCM-enheten möjliggör emellertid visualisering av en hel lesion som mäter upp till ~ 8 mm x 8 mm genom att förvärva mosaik. Mosaiker ger en översikt över de arkitektoniska detaljerna i lesionen (såsom symmetri och omskrivning). En WP-RCM-enhet är också utrustad med en digital dermatoskopkamera för att förvärva dermatoskopibilder av lesionen, som styr RCM-bildförvärv under hela bildsessionen. Båda dessa unika egenskaper gör WP-RCM-enheten att föredra för utvärdering av melanocytiska lesioner för att skilja nevi från melanom. Däremot är den handhållna enheten mer lämplig för keratinocytiska lesioner eftersom dessa lesioner vanligtvis inte kräver arkitektonisk utvärdering utan är mer beroende av högupplösta bilder med liten FOV (0,75 mm x 0,75 mm). HH-RCM-enheten är dock mycket användbar för att avbilda stora lesioner (mäta >8 mm) för tumörmarginalkartläggning för melanom (lentigo maligna) och BCC och för att styra val av biopsiplats.

RCM används främst som ett kompletterande verktyg för dermatoskopi vid triaging hudskador som verkar maligna och behöver en biopsi, samtidigt som biopsi sparas för godartade 7,19 lesioner. Andra indikationer inkluderar icke-invasiv övervakning av en misstänkt lesion, bedömning av svaret på topikal eller kirurgisk behandling 19,37,38, avgränsning av de kirurgiska marginalerna för stora ansiktsskador av lentigo maligna (LM) 39,40,41, vägledning av riktade biopsier i stora lesioner av LM och EMPD 42 och diagnos av inflammatoriska lesioner 43,44 . En stor fördel med att använda RCM är möjligheten att göra diagnos vid sängen in vivo utan biopsi45, vilket underlättar omedelbar hantering. Dessutom, till skillnad från histopatologisk utvärdering, där endast en liten del av lesionsvolymen analyseras, möjliggör RCM visualisering av mycket större volymer av lesionen i realtid45 och ger information om dynamiska fenomen som leukocythandel 32,46.

RCM har vissa begränsningar. Till skillnad från dermatoskopi kräver RCM-avbildning ~ 15 min per lesion, vilket kan störa det kliniska arbetsflödet, och bildutvärdering kräver patologisk expertis. Det är inte lämpligt för utvärdering av lesioner som ligger djupare i dermis eller subcutis på grund av dess begränsade bilddjup (upp till ~ 250 μm).

Den "multimodala" kombinerade RCM-OCT-enheten byggdes för att övervinna begränsningarna i RCM22. Det ger fördelarna med cellulär upplösningsavbildning med RCM och de djupare och vertikala bilderna (liknande histopatologi) av OCT. Inledande studier har visat lovande resultat för användning av RCM-OCT vid diagnos och hantering av BCC23,24,25,47 (55 patienter). RCM-OCT visade en hög noggrannhet (100% känslighet, 75% specificitet) vid diagnos av BCC i kliniskt misstänkta, icke-biopsierade lesioner och noggrant bestämt lesionsdjup för lämplig hantering. Det visade också 100% känslighet för att detektera kvarvarande BCC i tidigare biopserade lesioner25. Nyligen använde Monnier et al. denna enhet i verkliga kliniska miljöer för utvärdering av BCC i dermatoskopiskt tvetydiga lesioner (små, icke-pigmenterade)23 (18 patienter). De jämförde resultaten av den kombinerade RCM-OCT-enheten med RCM-ensam enhet på samma lesion. Studien visade markant förbättring av specificiteten från 62,5% till 100% och i känslighet från 90% till 100% med den kombinerade enheten över RCM-enheten ensam, vilket visar fördelen och komplementära karaktären hos dessa två optiska bildenheter. En studie av Navarrete-Dechent et al. visade också användbarheten av RCM-OCT-enheten över RCM-enheten ensam för detektering av kvarvarande BCC hos "komplexa BCC" -patienter, vilket hjälpte till med deras hantering och förbättrade patientvården24 (10 patienter). Utanför dermatologikliniker studeras RCM-OCT som ett verktyg för prekirurgisk utvärdering av BCC, där det har visat en hög känslighet på 82,6% och en hög specificitet på 93,8%, med en hög korrelation mellan djupet som ses på OCT och det slutliga djupet på histopatologi47 (35 patienter). Således har denna enhet mestadels beskrivits för BCC-diagnos och hantering; dess användbarhet för melanom och SCC är ännu inte utforskad.

Utöver dess användning för BCC-utvärdering undersökte Bang et al. också denna enhet för detektion av kutan metastasering (CM) hos bröstcancerpatienter48 (sju patienter). De beskrev funktionerna i CM på RCM-OCT, för första gången, som skulle hjälpa deras diagnos och hantering i framtiden. Med kombinationen av högupplösta bilder och förmågan att utvärdera lesioner på djupet kunde de upptäcka CM i alla sex avbildade lesioner och kunde skilja sig från en godartad vaskulär ektatisk lesion. Storskaliga studier med fler lesioner är motiverade för att bevisa enhetens diagnostiska potential för CM.

Oavsett vilken enhet som används måste följande steg utföras noggrant för att undvika artefakter och säkerställa bilder av hög kvalitet. För att undvika rörelseartefakter ska patienten placeras bekvämt. Extra kuddar eller fot- eller armstöd kan tillhandahållas för att stödja bildplatserna. Rörelseartefakter orsakade av andning kan minimeras genom att placera en fast hand på sonden under avbildning. För att minska artefakter orsakade av externt material, rengör lesionsstället med en alkoholpinne eller tvål och vatten före avbildning. Klipp vid behov håret på lesionsstället för att förhindra luftbubbelbildning. Alla försiktighetsåtgärder bör vidtas för att undvika korskontaminering. Engångsplastfönstret ska kasseras efter varje användning, och bildsonden ska rengöras noggrant med en desinfektionsduk efter varje användning.

Framstegen inom icke-invasiv avbildning syftar till att förbättra diagnostisk noggrannhet och utöka deras användning över hela världen. Tillägg till den befintliga HH-RCM-enheten har undersökts, såsom införlivandet av en vidvinkelkamera för att möjliggöra en dubbel bild av lesionsytans morfologi och de cellulära detaljerna djupare in i lesionen49. Andra tillägg till HH-RCM inkluderar videomosaik - en teknik som omvandlar video till en mosaikbild, vilket utökar FOV50. För att utöka användningen av dessa tekniker utvecklas billigare, mindre och mer bärbara enheter 51,52,53, inklusive en mindre, mer flexibel, handhållen sond som ska användas för intraoral avbildning 54. Dessutom undersöker forskare riktade fluorescerande sonder för att förbättra tumördetekteringskänslighet och specificitet31. Det finns olika algoritmer baserade på artificiell intelligens som hjälper till med att fånga bilder genom att automatiskt identifiera det bästa djupet för att fånga DEJ55 eller ta bort artefakter56. Dessutom utvecklas vissa algoritmer för att hjälpa kliniker att upptäcka hudcancer automatiskt57,58. Slutligen, med hjälp av live, fjärrstyrd, in vivo RCM-avbildning26, kan en fjärrstyrd, expertstyrd tekniker fånga högkvalitativa bilder och vägleda kliniker för att ställa diagnoser i realtid.

Kommersiellt tillgängliga konkurrerande enheter är linjefältkonfokal OCT (LC-OCT) 15,16 och fullfält OCT (FF-OCT) 17,18. Dessa enheter kan generera bilder både i vertikala (som OCT) och en-face-plan (som RCM). OCT-bilderna som förvärvats med dessa enheter har en högre lateral upplösning på ~ 1-3 μm än ~ 7 μm OCT-bilder av RCM-OCT-enheten22. Denna ökning av upplösningen har dock skett på bekostnad av ett minskat bilddjup på ~ 300-500 μm och ett mindre FOV på ~ 1-2 mm till 500 μm x 500 μm jämfört med RCM-OCT-enheten. Således är de inte idealiska för att ge några arkitektoniska detaljer. Deras användning har beskrivits för att avbilda alla hudcancerformer. Sammanfattningsvis är både RCM- och RCM-OCT-enheter värdefulla icke-invasiva diagnostiska verktyg och har unika kliniska tillämpningar inom dermatologi. Medan RCM, som en fristående enhet (särskilt WP-RCM-enheten), är utmärkt för utvärdering av pigmenterade hudskador, inklusive melanom, är RCM-OCT-enheten mer värdefull för BCC-diagnos och hantering. I framtiden skulle integrationen av mosaikeringskapacitet för att ge stora synfältsbilder (avgörande för utvärdering av melanom) i den befintliga RCM-OCT-enheten kunna undersökas för att tillhandahålla en omfattande multimodal enhet för klinisk användning, som skulle vara "drömmaskinen" för icke-invasiv avbildning för alla hudcancerformer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Ucalene Harris har inga konkurrerande ekonomiska intressen. Dr. Jain är konsult på Enspectra Health Inc. Dr. Milind Rajadhyaksha är tidigare anställd hos och äger aktier i Caliber ID (tidigare Lucid Inc.), företaget som tillverkar och säljer VivaScope konfokalmikroskop. VivaScope är den kommersiella versionen av en original laboratorieprototyp som utvecklades av Dr. Rajadhyaksha när han var på Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School.

Acknowledgments

Ett särskilt tack ges till Kwami Ketosugbo och Emily Cowen för att de är frivilliga för bildbehandling. Denna forskning finansieras av ett bidrag från National Cancer Institute / National Institutes of Health (P30-CA008748) till 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.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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).

Tags

Indragning utgåva 186
Kombinera reflektanskonfokalmikroskopi med optisk koherenstomografi för icke-invasiv diagnos av hudcancer via bildförvärv
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter