Name: Multispectral Real-time Fluoreszenz-Imaging für die intraoperative Detektion des Sentinel Lymph Node in Gynäkologische Onkologie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-10-20T17:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 37 s
Description: Erfahren Sie die intraoperative Detektion von Sentinel-Lymphknoten bei Zervix- und Vulvakarzinomen mittels Echtzeit-Fluoreszenz-Imaging mit Indocyanin-Grün. Diese Methode ermöglicht präzisere chirurgische Eingriffe in der gynäkologischen Onkologie.

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Wir danken Frau Ina Wesselman für Training und Planung der OP-Personal.

1. Intraoperative Multispectral Fluoreszenz Kamera <ol><li> Eine maßgeschneiderte Kamera-System wurde entwickelt am Institut für Biologische und Medizinische Bildgebung (IBMI, Technische Universität / Helmholtz Zentrum München, Deutschland) in der Nähe in Zusammenarbeit mit SurgOptix (SurgOptix Inc, Redwood Shores, CA, USA) entwickelt. Der Aufbau der intraoperative multispektralen Fluoreszenz Kamera-System ist in Abbildung 2 dargestellt. </li><li> Licht gelangt durch ein System von Optik und in sichtbares Licht, Licht bei der Emission (Fluoreszenz) Wellenlängenbereich und Licht bei der Anregungswellenlänge Band getrennt. Diese Bündel werden von CCD-Kameras (CCD) (Abbildung 2) erkannt. Multi-Spektral-Signale von allen Kameras verarbeitet werden, um für die Artefakte zu korrigieren und Ertrag stimmt quantitative Fluorochrom bio-Verteilung. Farbe und Fluoreszenz-Signale können als separate Bilder auf externen Monitoren angezeigt werden oder überlagert in einem Bild. </li><li> Die Anregungs-und Emissions-Filter der Kamera werden in die Messung hier eingestellt bei 750 nm und 800 ± 20 nm bzw. zu sammeln. </li></ol> 2. Optischen Kontrastmittels Vorbereitung <ol><li> Die fluoreszierenden Kontrastmittels Indocyaningrün (ICG, Pulsion AG, München, Deutschland) unter sterilen Bedingungen hergestellt wird. Eine Konzentration von 0,5 mg / mL eingesetzt. Es ist wichtig, steriles destilliertes Wasser und nicht Natriumchlorid (NaCl) zu verwenden, da diese die ICG zu aggregieren führen wird. </li><li> Nach der Zubereitung muss die Lösung in einem dunklen, kühlen Ort, um schnelle Verschlechterung der Fluoreszenzintensität durch Bleichen zu vermeiden gespeichert werden. Hinweis: Von diesem Punkt an halten die ICG vor Licht geschützt. </li></ol> 3. Intraoperative Imaging - Setup und Injektion von ICG <ol><li> Die Kamera ist so positioniert und initiiert im Operationssaal vor der Operation, um Interferenzen mit der Standard-chirurgischen Eingriff zu minimieren, und mit dem High-Definition-Bildschirme (Abbildung 2B). </li><li> Die Kamera ist in Standard-sterilen Tüchern (Carl Zeiss Vision BV, Sliedrecht, den Niederlanden, OPMI Drape REF 306071) durch den Prüfarzt in sterile OP Kleidung bedeckt sind. </li><li> Hinweis: wird darauf geachtet, nur klare Desinfektionsmittel zu verwenden, als farbige Desinfektionsmittel oft autofluoreszierenden und könnte mit dem bildgebenden Verfahren einmischen. Darüber hinaus können sterilen Tüchern und chirurgischen Marker autofluoreszierenden. Es wird empfohlen, alle Materialien im OP und das OP-Feld für die Autofluoreszenz vor der Operation zu testen. </li><li> Die fluoreszierenden Kontrastmittels Indocyaningrün (ICG) unter sterilen Bedingungen hergestellt wird. Eine Konzentration von 0,5 mg / mL eingesetzt. Es ist wichtig, steriles destilliertes Wasser und nicht NaCl, als dieser die ICG zu aggregieren führen wird. Nach der Zubereitung muss die Lösung in einem dunklen, kühlen Ort, um schnelle Verschlechterung der Fluoreszenz-Intensität zu vermeiden gespeichert werden. Hinweis: Es ist ratsam, Handschuhe zu ändern, nachdem der Vorbereitung ICG, wie auch eine kleine Menge von Spill von ICG kann die Bildqualität beeinflussen. </li><li> Die bildgebenden Verfahren beginnt nach Eröffnung der Bauchhöhle. Wenn der Bereich von Interesse ausgesetzt ist, ist die Kamera in das Operationsfeld manövriert. Der Zoom und Fokus werden unter sterilen Bedingungen angepasst. Leuchtet im Operationssaal sind off für eine bessere Erkennung der Fluoreszenz-Signal geschaltet. </li><li> 1,0 ml von 0,5 mg / mL ICG wird mit 1,0 ml der Standard-blauen Farbstoff (Patent blau / bleu patente, Guerbet, Frankreich) in einer Spritze gemischt. Der Chirurg spritzt das Kontrastmittel in vier Quadranten um den Primärtumor und verhindert Verschütten des Agenten. Hinweis: Im Falle eines Übergreifens der ICG auf dem OP-Handschuhe, ist es notwendig, Handschuhe zu ändern. Standbilder oder Echtzeit-Videos sind von den Lymphfluss und das Aussehen des fluoreszierenden Sentinel-Lymphknoten (Abbildung 3) erworben. Alle Bilder und Videos werden direkt auf dem Computer gespeichert. </li><li> Abgesehen von Fluoreszenz, ist das SLN auch nach dem Standard-Protokoll erkannt wird, entweder mit Hilfe eines Gamma-Sonde oder durch visuelle Inspektion für eine Blaufärbung, oder beides. Die radioaktiven Tracer ist in der Regel verwaltet einen Tag vor der Operation, nach der ein lymphoscintigram für den Nachweis eines radioaktiven SLN durchgeführt wird. Dies ist Teil des Standard-Verfahren und hat keinen Platz in der Fluoreszenz-Imaging-Protokoll. </li><li> Real-time Exzision des SLN ist sowohl von Fluoreszenz-und Blaufärbung der Lymphknoten geführt. Die Echtzeit-Funktion der Kamera hilft, für jeden Rest Fluoreszenz oder unerwartete Lokalisierungen von fluoreszierenden Knoten zu erkennen. </li><li> Nach Exzision des SLN sind ex vivo Bilder aller herausgeschnitten Lymphknoten auf das Vorhandensein eines Fluoreszenzsignals erworben. Die Belichtungszeit kann für eine höhere Auflösung verlängert werden bei der Aufnahme von Standbildern (Abbildung 4). </li><li> Histopathologische Untersuchung der Lymphknoten zeigt das Vorhandensein oder Fehlen von Tumorzellen in der Sentinel-Lymphknoten. </li></ol> 4. Representative Ergebnisse Fluorescent Lymphknoten können mit einem hohen Signal-zu-Untergrund-Verhältnis nachgewiesen werden. Außerdem kann Strom von ICG durch Lymphgefäße überwacht ermöglicht Echtzeit-Lymphknoten-Mapping werden. Die Ergebnisse können durch eine Erhöhung Tiefe des Knotens beeinflusst werden, möglicherweise die unterschiedliche Ausleuchtung Verfahren zur Erkennung zu erreichen. Zukünftige Anwendung der spezifischen Tumor gezielt fluoreszierende Stoffe können vorsehen, intraoperative Nachweis eines positiven SLN mit Krebszellen mit dieser Technologie. <img src="/files/ftp_upload/2225/2225fig1.jpg" alt="Abbildung 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Abbildung 1"> Abbildung 1. Die Sentinel-Lymphknoten (SLN) Theorie. Die SLN ist der erste Lymphknoten (s) aus dem Tumor. <img src="/files/ftp_upload/2225/2225fig2.jpg" alt="Abbildung 2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Abbildung 2"> Abbildung 2. Schematische Darstellung der multispektralen Fluoreszenz-Kamera-System (A). Der grundsätzliche Aufbau des Kamerasystems in den Operationssaal (B). <img src="/files/ftp_upload/2225/2225fig4.jpg" alt="Abbildung 3" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Abbildung 3"> Abbildung 3. Multispectral Fluoreszenz-Imaging von einem Lymphknoten in der Vulva Krebs. Farbbild eines Lymphknotens in vivo (A). Fluoreszenz-Bild der gleichen Lymphknoten, in vivo (B). Pseudofarben Fluoreszenzbild auf dem Farbbild (C) überlagert. <img src="/files/ftp_upload/2225/2225fig5.jpg" alt="Abbildung 4" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Abbildung 4"> Abbildung 4. Multispectral Fluoreszenz-Imaging von einem Lymphknoten ex vivo bei Gebärmutterhalskrebs. Farbbild von einem Lymphknoten ex vivo (A). Fluoreszenz-Bild der gleichen Lymphknoten, ex vivo (B). Pseudofarben Fluoreszenzbild auf dem Farbbild (C) überlagert.

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</ol>

VN und GMVD sind Mitglied des wissenschaftlichen Beirats der SurgOptix Inc. Vor dem Eingriff wird die Forschungs-Protokoll, das von der lokalen Investigational Review Board (IRB) und informierte Einwilligung des Patienten erfasst wird genehmigt.

Dieses Video zeigt die Anwendung des multispektralen intraoperative Fluoreszenz-Imaging-Technologie zur intraoperativen Detektion des Sentinel-Lymphknoten (SLN) in der gynäkologischen Onkologie. Die Methodik hat gewisse Vorteile gegenüber den herkömmlichen Verfahren SLN. Die Einspritzung erfolgt während des chirurgischen Eingriffs selbst mit dem Patienten narkotisiert eher als einen Tag vor der Operation, die mehr Patienten-freundlich, vor allem in gynäkologischen Krebserkrankungen. Darüber hinaus bietet die intraoperative Bildgebung der Chirurg mit direktem visuellen Feedback von den Lymphfluss und ihr Einzugsgebiet Muster auf die SLN, anstatt indirekt über einen Geiger-teller. In Gebärmutterhalskrebs, wo Lymphknoten tief im Becken befindet, kann dies dazu beitragen, Detektion. Dennoch liegt die größte Bedeutung in der Step-up-Ansatz zur gezielten Bildgebung. Gezielte fluoreszierende Kontrastmittel können mit Tumor-spezifischen Antikörpern oder Substrate spezifisch auf Tumorzellen gerichtet abgesichert werden. Auf diese Weise hat intraoperative Fluoreszenz-Imaging ein großes Potenzial, radikal verändern die derzeitige Praxis der onkologischen Chirurgie.

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K. Tim Buddingh
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Tim Buddingh

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Erratum: Multispectral Real-time Fluorescence Imaging for Intraoperative Detection of the Sentinel Lymph Node in Gynecologic Oncology

<table><tbody><tr><td>Indocyaningrün (ICG)</td><td>Pulsion Medical Systems AG, München, Deutschland</td><td>D-81829</td><td>Es wird eine Lösung von ICG in destilliertem Wasser und nicht in NaCl 0,9 % verwendet.</td></tr><tr><td>Patentblau / Bleu patent&amp;#233;</td><td>Guerbet</td><td>12322784</td><td></td></tr><tr><td>Steriles Wasser zur Injektion</td><td>B. Braun Medical</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Multispektrales Fluoreszenzkamerasystem </td><td>Institut für Biologische und Medizinische Bildgebung (IBMI), Technische Universität, München, Deutschland und SurgOptix Inc, USA</td><td>Prototyp</td><td></td></tr></tbody></table>

multispectral real-time fluoreszenz-imaging für die intraoperative detektion des sentinel lymph node in gynäkologische onkologie

Multispectral Real-time Fluorescence Imaging for Intraoperative Detection of the Sentinel Lymph Node in Gynecologic Oncology

Die Prognose in nahezu allen soliden Tumoren hängt von der Anwesenheit oder Abwesenheit von Lymphknotenmetastasen. 1-3 chirurgische Behandlung meist kombiniert radikale Entfernung des Tumors mit einem vollen Lymphadenektomie im Einzugsgebiet des Tumors. Allerdings Entfernung der Lymphknoten mit erhöhter Morbidität aufgrund einer Infektion, Zersetzung der Wunde und Lymphödem verbunden ist. 4,5 Als Alternative wurde die Sentinel-Lymphknoten-Verfahren (SLN) vor einigen Jahrzehnten zu den ersten Lymphknoten aus dem Tumor zu erkennen entwickelt . 6 Im Falle einer lymphogenen Verbreitung, ist der SLN der erste Lymphknoten, der betroffen ist (Abbildung 1). Wenn also die SLN enthält keine Metastasen, wird nachgeschalteten Lymphknoten auch von Tumormetastasen frei und müssen nicht entfernt werden. Die SLN Verfahren ist Teil der Behandlung für viele Tumorarten wie Brustkrebs und Melanomen, sondern auch für Krebs der Vulva und Zervix. 7 Der aktuelle Standard-Methodik für die SLN-Detektion wird durch peritumoral Injektion von Radiokolloids 1 Tag vor der Operation, und einen Farbstoff intraoperativ. Nachteile des Verfahrens in Hals-und Vulvakarzinome sind mehrere Injektionen in den Genitalbereich, was zu einer erhöhten psychischen Belastung für den Patienten und die Verwendung von radioaktivem Kolloid. Multispectral Fluoreszenz-Bildgebung ist eine neue Bildgebungsverfahren, die intraoperativ kann, ohne die Notwendigkeit für die Injektion von Radiokolloids angewendet werden. Für intraoperative Fluoreszenz-Bildgebung werden zwei Komponenten benötigt: ein fluoreszierendes Mittel und eine quantitative optische System zur intraoperativen Bildgebung. Als Fluorophor wir verwendet haben Indocyaningrün (ICG). ICG ist seit vielen Jahrzehnten eingesetzt, um die Herzfunktion, zerebrale Perfusion und Leberperfusion zu beurteilen. 8 Es ist ein inertes Medikament mit einem sicheren Pharmako-biologische Profil. Wenn bei rund 750 nm angeregt, sendet es in der Nah-Infrarot-Spektrums um 800 nm-Licht. Eine maßgeschneiderte multispektralen Fluoreszenz-Imaging-Kamera-System verwendet wurde. 9. Das Ziel dieses Video-Artikels ist es, den Nachweis der SLN mit intraoperative Fluoreszenz-Bildgebung bei Patienten mit Hals-und Vulvakarzinome demonstrieren. Fluoreszenz-Bildgebung ist in Verbindung mit dem Standard-Verfahren verwendet, bestehend aus Radiokolloids und einen blauen Farbstoff. In Zukunft könnte intraoperative Fluoreszenz-Imaging ersetzen die aktuelle Methode und ist auch leicht übertragbar auf andere Indikationen wie Brustkrebs und Melanomen.

Fluoreszenz-Bildgebung ist eine viel versprechende innovative Modalität für die Bild-Chirurgie in der chirurgischen Onkologie. In diesem Video, das wir beschreiben die technischen Verfahren zur Detektion der Sentinel-Lymphknoten mittels Fluoreszenz-Bildgebung als in gynäkologischen oncologicy präsentiert. Eine multispektrale Fluoreszenz-Kamera-System, zusammen mit dem fluoreszierenden Indocyaningrün, angewendet wird.

Multispectral Real-time Fluoreszenz-Imaging für die intraoperative Detektion des Sentinel Lymph Node in Gynäkologische Onkologie

Die Prognose bei nahezu allen soliden Tumoren hängt vom Vorhandensein oder Fehlen von Lymphknotenmetastasen ab.1-3 Die chirurgische Behandlung kombiniert meist eine radikale ...

Das übergeordnete Ziel des folgenden Experiments ist der intraoperative Nachweis des Wächterlymphknotens bei Zervixkarzinom oder Vulvakarzinom. Der Wächterlymphknoten ist der erste drainierende Lymphknoten eines Tumors. Bei diesem Verfahren wird ein fluoreszierendes Mittel, incy and green oder ICG, zusammen mit der standardmäßigen blauen Farbe um den Primärtumor herum injiziert.Die Lösung wird zum ersten entwässernden Lymphknoten transportiert. Ein speziell angefertigtes, intraoperatives multispektrales Fluoreszenzkamerasystem, das vor der Operation im Operationssaal installiert wird, zeichnet Echtzeit-Ereignisse des Lymphflusses basierend auf dem Fluoreszenzsignal auf, ergänzt durch in-vivo- sowie ex-vivo-Ergebnisse, die die Stärke des Fluoreszenzsignals und die klassische Methode der blauen Verfärbungsdetektion belegen. Der Chirurg wird bei der Entfernung des Wächterlymphknotens unterstützt.Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden liegt darin, dass es sich um ein einstufiges Verfahren handelt, bei dem die Visualisierung und Exzision der Lymphknoten während der Operation erfolgt. Diese Plattformtechnologie könnte aktuelle Konzepte der chirurgischen Onkologie verbessern, indem sie dem Chirurgen nicht nur anatomische Informationen bereitstellt, sondern gleichzeitig dynamische, echtzeitige Fluoreszenzmarkierung in vivo ermöglicht. Um dieses Protokoll durchzuführen, richten Sie die intraoperative multispektrale Fluoreszenzkamera ein, die in der Regel kundenspezifisch angepasst ist.Das hier gezeigte System wurde am Institut für Biologische und Medizinische Bildgebung in München entwickelt. In enger Zusammenarbeit mit SEARCHs wird ein Laser zur Anregung der fluoreszenten Sonde verwendet. Die Filter der Kamera werden auf Nahinfrarot-Fluoreszenz eingestellt, mit einer Anregungswellenlänge bei 750 Nanometern und einer Emissionswellenlänge von 800 ± 20 Nanometern. Nach der Emission durchläuft das Licht das optische System, wo es in sichtbares Licht, intrinsische Fluoreszenz und Nahinfrarot-Fluoreszenz aufgeteilt wird.Die CCD-Kameras sind so ausgerichtet, dass sie die separaten Lichtbündel erfassen, sodass die multispektralen Signale aller Kameras verarbeitet werden können, um eine echte quantitative Fluoro-Vier-Biodistribution zu erzielen. Die Einrichtung korrigiert zudem Artefakte. Die Computermonitore auf der Steuerkonsole und im OP können Farb- und Fluoreszenzsignale unter sterilen Bedingungen sowohl als getrennte Bilder als auch als überlagertes Einzelbild anzeigen.Stellen Sie das fluoreszierende Kontrastmittel Indocyaningrün in einer Konzentration von 0,5 Milligramm pro Milliliter in steriler destillierter Wasser her. Verwenden Sie keine Kochsalzlösung, da diese das Reagenz sofort ausfällt. Lagern Sie die Lösung an einem dunklen, kühlen Ort, um eine Ausbleichung zu verhindern und die Integrität des ICG-Reagenzes zu bewahren, um Störungen des standardmäßigen chirurgischen Vorgehens zu minimieren. Positionieren Sie das Kamerasystem im Operationssaal vor der Operation und überprüfen Sie die Anschlüsse an die HD-Bildschirme für die Verwendung während des Eingriffs. Bedecken Sie die Kamera unter Anwendung steriler Verfahren und Bedingungen mit standardmäßigen sterilen Tüchern, wie im Video gezeigt.Vor der Injektion des fluoreszierenden Wirkstoffs. Positionieren Sie die Kamera über dem Patienten und legen Sie das Untersuchungsgebiet frei. Stellen Sie den Zoombereich ein, um die Kamera zu fokussieren, und schalten Sie das Licht im Operationssaal aus, um das fluoreszierende Signal besser detektieren zu können.Lotos-Spritze mit einem Milliliter einer 0,5 Milligramm pro Milliliter ICG-Lösung und einem gleichen Volumen an Standard-Blau-Farbstoff. Injizieren Sie das fluoreszierende Mittel vorsichtig in vier Quadranten um den Primärtumor herum und versuchen Sie, ein Verschütten zu vermeiden, falls ICG auf chirurgische Handschuhe gelangt. Wechseln Sie im Verlauf des Eingriffs einfach die Handschuhe.Bewegen Sie die Kamera, um eine kontinuierliche Aufzeichnung des interessierenden Bereichs sicherzustellen. Erstellen Sie Standbilder oder Echtzeitvideos des Lymphflusses und des Erscheinungsbilds des fluoreszierenden Sentinel-Lymphknotens. Eine Belichtungszeit von 180 bis 200 Millisekunden liefert gute Videos.Speichern Sie alle Daten entsprechend auf dem Computer für zukünftige Analysen. Eine visuelle Inspektion auf bläuliche Verfärbungen, verursacht durch die Injektion von Patentblau, wird als Standardbestandteil des Verfahrens unter Verwendung der simultan aufgezeichneten Fluoreszenzbilder zur Orientierung durchgeführt. Die Echtzeit-Exzision des Wächterlymphknotens wird durchgeführt.Die Echtzeitbildgebung hilft dabei, fluoreszierende Lymphknoten in unerwarteten Lokalisationen zu erkennen, und ermöglicht die ex vivo-Aufnahme von Bildern aller entfernten Lymphknoten in sequenzieller Abfolge auf das Vorhandensein von Fluoreszenz hin. Bei der Aufnahme von Standbildern können längere Belichtungszeiten verwendet werden. Der Wächterlymphknoten wird zur histopathologischen Analyse eingeschickt, um das Vorhandensein oder Fehlen von Tumorzellen zu überprüfen.Die Leistungsfähigkeit der intraoperativen Detektion eines Sentinel-Lymphknotens mit diesem Protokoll der multispektralen Fluoreszenzbildgebung wird anhand dieses Beispiels eines in-vivo-Multispektral-Fluoreszenzbildes eines Lymphknotens beim Vulvakarzinom gezeigt. Der fluoreszierende Lymphknoten in der Leistenregion ist vor der Exzision deutlich sichtbar. In diesem kurzen Film zeigen wir die Echtzeit-Detektion des Sentinel-Lymphknotens basierend auf Fluoreszenz bei einer Patientin mit Zervixkarzinom.Hier zeigen wir ein Ex-vivo-Bild eines Lymphknotens bei Zervixkarzinom. Das Farbbild des Lymphknotens wurde mit dem Fluoreszenzbild desselben Lymphknotens unter Verwendung einer Pseudofarbskala überlagert, um ein klares Bild mit hohem Signal-zu-Untergrund-Verhältnis zu erzeugen. Diese Technik ebnete nicht nur den Weg für Forscher im Bereich der chirurgischen Onkologie zur bildgeführten Resektion des Wächterlymphknotens, sondern bietet auch Möglichkeiten für eine spezifische, tumortargetierte Bildgebung zur Beurteilung der Tumarränder und patientenindividueller Interventionen bei Patienten mit soliden Tumoren und möglicher lokoregionärer Metastasierung.Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie einen guten Eindruck von der Echtzeit-intraoperativen Fluoreszenzbildgebung der Sentinel-Lymphknoten bei gynäkologischem Krebs I. haben.

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Quantitative Multispektrale Fluoreszenz-Analyse Nach Gewebetransplantation zur Visualisierung von Zell Origins, Typen und Wechselwirkungen

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Multispectral Real-time Fluoreszenz-Imaging für die intraoperative Detektion des Sentinel Lymph Node in Gynäkologische Onkologie (Video) | JoVE Journal

Multispectral Real-time Fluoreszenz-Imaging für die intraoperative Detektion des Sentinel Lymph Node in Gynäkologische Onkologie

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