Phantoms Tissue-simulación para la evaluación de las posibles aplicaciones de imágenes de fluorescencia en el infrarrojo cercano en la cirugía del cáncer de mama

El objetivo general de este procedimiento es simular las aplicaciones de imágenes de fluorescencia del infrarrojo cercano en la cirugía conservadora de la mama utilizando tejido como los maniquíes mamarios. Esto se logra creando primero inclusiones fluorescentes similares a tumores de diferente tamaño y forma. El segundo paso es integrar las inclusiones fluorescentes en maniquíes con forma de mama con características ópticas similares al tejido mamario humano.

A continuación, se aplica el sistema de imágenes de fluorescencia de infrarrojo cercano para guiar al cirujano intraoperatoriamente en la localización y extirpación de la inclusión similar al tumor fluorescente. El paso final es explorar el margen de la cavidad quirúrgica para detectar la presencia de enfermedad residual después de la extirpación de la inclusión similar al tumor fluorescente. Si corresponde, el cirujano puede extirpar el tejido tumoral restante guiado por el sistema de imágenes de fluorescencia de infrarrojo cercano.

La principal ventaja de esta técnica frente a los métodos existentes como el TAC de cama o la RM, es que la fluorescencia en el infrarrojo cercano. Las imágenes ópticas proporcionan imágenes de alta resolución en tiempo real y se pueden aplicar fácilmente en un entorno intraoperatorio. Además, esta técnica es barata y utiliza radiaciones no ionizantes.

La demostración del procedimiento estará a cargo de un estudiante de posgrado de nuestro grupo de investigación. Para empezar, recoja objetos sólidos de la forma y el tamaño deseados que puedan servir como modelos para las inclusiones que simulan tumores, como cuentas o canicas. Limpie a fondo los modelos tumorales y elimine cualquier irregularidad.

Coloque cada modelo en una caja de plástico cuadrada de pared delgada separada con una superficie lisa. Si es necesario, fije el modelo a la parte inferior de la caja para mantenerlo en su posición. A continuación, vierta la cantidad necesaria de componente de silicona A en un recipiente y añada el componente de silicona B en una proporción de 10 a uno en peso.

Mezcle bien ambos componentes. Vierta suavemente la mezcla de silicona en la caja de plástico para evitar que las burbujas de aire queden atrapadas. Deje que la mezcla de silicona se solidifique durante al menos seis horas antes de cortar el molde y eliminar el modelo tumoral.

Opcionalmente, el molde de silicona se puede cortar en un patrón en zigzag para permitir que vuelva a encajar limpiamente. Para crear inclusiones fluorescentes, agregue dos gramos de aros a 50 mililitros de solución salina tamponada tris, o TBS, que se ha preparado con azida de sodio como se describe en el protocolo de texto. Calentar la lechada aros en el microondas hasta alcanzar el punto de ebullición.

Revuelva bien hasta que el aros se disuelva por completo. Agregue 1,1 gramos de hemoglobina y cinco mililitros de intralípido, 20% a 50 mililitros de TBS, y agregue esto a la mezcla de aros bajo agitación constante para que se asemeje a las características ópticas de la mama circundante. El tejido fantasma añade 20,0 miligramos del tinte fluorescente y verde a 83,8 mililitros de agua desionizada.

Pipetea cinco mililitros de esta solución y añádela a la mezcla de aros. Para obtener una concentración final de 14 micromolares. Llene suavemente los moldes de silicona con la mezcla de H aros con una jeringa.

Deje que la inclusión fluorescente se solidifique a temperatura ambiente durante aproximadamente una hora. Protege las inclusiones de la luz cubriendo todo el molde con papel de aluminio. Después de la solidificación, abra suavemente el molde y presione la inclusión.

Proteja las inclusiones de Aros de la luz y la deshidratación envolviéndolas en papel de aluminio y guárdelas en un recipiente de almacenamiento humidificado a cuatro grados centígrados. Obtenga un molde en forma de copa para crear maniquíes de mama del tamaño y volumen deseados para crear un maniquí de mama. Con el volumen de 500 mililitros, agregue 50 gramos de gelatina, 250 bloom a 500 mililitros de TBS.

Caliente la suspensión de gelatina a 50 grados centígrados bajo agitación constante. Una vez que la gelatina esté completamente disuelta, deje que la mezcla de gelatina se enfríe gradualmente y manténgala a una temperatura constante de 35 grados centígrados. Utilizando un baño de agua caliente bajo agitación constante, agregue 5,5 gramos de hemoglobina bovina para simular la absorción de fotones y 25 mililitros de intralípidos.

20%para simular la dispersión de fotones en el tejido. Enfríe previamente el molde en forma de copa a cuatro grados centígrados durante al menos una hora. Una vez frío.

Vierta la mezcla de gelatina en el molde hasta un nivel que corresponda a la profundidad predefinida del tumor aros. Simulación de inclusión. Deje que la mezcla de gelatina se solidifique a cuatro grados centígrados durante 30 minutos a una hora.

Después de la solidificación, coloque un tumor simulando la inclusión de aros fluorescentes en la superficie del maniquí y fije temporalmente la inclusión con una aguja pequeña. Vierta el resto de la mezcla de gelatina tibia en el volumen de molde restante, permitiendo la adherencia de ambas capas sin crear artefactos de refracción. Marque la ubicación del tumor fluorescente simulando inclusiones en el molde antes de dejar que el fantasma se solidifique durante la noche a cuatro grados centígrados.

Una vez solidificado, retire las agujas utilizadas para la fijación temporal de las inclusiones y retire suavemente el maniquí mamario de su molde. Proteja el maniquí mamario de la luz y la deshidratación envolviéndolo en papel de aluminio y almacenándolo en un recipiente de almacenamiento humidificado a cuatro grados centígrados. Se requiere un sistema de cámara fluorescente de infrarrojo cercano para aplicación intraoperatoria para simular imágenes de fluorescencia dirigida en la cirugía de cáncer de mama.

Consulte el protocolo de texto para la configuración del sistema de cámaras fluorescentes. Saca el pañuelo que simula el maniquí mamario de su envase y colócalo sobre una superficie plana y no fluorescente. A continuación, coloque el dispositivo de imágenes fluorescentes sobre el maniquí de mama, dejando una distancia de trabajo suficiente para la extirpación del tumor.

Simulación de inclusiones, localice el tumor simulando la inclusión de fluorescencia mediante la palpación y/o la fluorescencia de la mama fantasma en caso de que no se pueda detectar ninguna señal fluorescente. La inclusión se coloca demasiado profundamente en el maniquí para su detección o el tiempo de adquisición de la imagen debe aumentarse una vez que la inclusión se localiza en tamaño, la mama fantasma y extirpa el tumor. Simulación de inclusión bajo guía de fluorescencia en tiempo real utilizando equipo quirúrgico convencional directamente después de la extirpación del tumor simulando la imagen de inclusión, la cavidad quirúrgica para cualquier actividad fluorescente restante que indique una escisión inadecuada en caso de cualquier actividad fluorescente restante.

Extirpe el remanente de inclusión bajo fluorescencia directa hasta que no quede ninguna señal fluorescente en la imagen. Los fragmentos fantasma extirpados para simular el estado del margen macroscópico guiado por fluorescencia. A continuación se muestran los resultados representativos de la localización tumoral intraoperatoria guiada por fluorescencia.

Se detectaron inclusiones fluorescentes similares a tumores hasta una profundidad de aproximadamente dos centímetros. Se detectaron inclusiones con semillas más profundas después de la incisión del tejido fantasma superpuesto. El cirujano se guiaba continuamente por la señal fluorescente que se originaba en la inclusión fluorescente similar al tumor.

Durante la cirugía conservadora de la mama en los maniquíes después de la extirpación de la inclusión similar al tumor, el cirujano evaluó el alcance de la cirugía mediante la exploración de la cavidad quirúrgica. Cualquier señal fluorescente restante indicaba una extirpación incompleta del tumor y el remanente tumoral se extirpó durante el mismo procedimiento quirúrgico. Después de la escisión de la inclusión similar al tumor, se tomaron imágenes del bulto extirpado para evaluar el estado del margen quirúrgico macroscópico.

Las imágenes de fluorescencia pueden ayudar a un patólogo a evaluar el estado de los márgenes microscópicos mediante la identificación de áreas sospechosas de márgenes cercanos o positivos. Las implicaciones de esta técnica se extienden hacia mejores resultados para la cirugía conservadora de la mama mediante la conjugación de fluorescencia del infrarrojo cercano, agentes de imágenes ópticas con Myers dirigidos, como los anticuerpos monoclonales. Se puede obtener una administración dirigida de agentes fluorescentes para aplicaciones de imágenes intraoperatorias.