Multispectrale en temps réel d'imagerie par fluorescence pour la détection peropératoire du ganglion sentinelle en oncologie gynécologique

Résumé

L'imagerie par fluorescence est une modalité prometteuse innovants pour la chirurgie guidée par l'image en oncologie chirurgicale. Dans cette vidéo, nous décrivons la procédure technique pour la détection du ganglion sentinelle en utilisant l'imagerie de fluorescence en vedette dans gynécologique oncologicy. Un système de caméra multispectrale de fluorescence, avec l'agent fluorescent vert d'indocyanine, est appliquée.

Résumé

Le pronostic dans pratiquement toutes les tumeurs solides dépend de la présence ou l'absence de métastases ganglionnaires. ^1-3 Le traitement chirurgical le plus souvent associe une excision radicale de la tumeur avec un curage ganglionnaire complet dans la zone de drainage de la tumeur. Cependant, l'enlèvement des ganglions lymphatiques est associée à une morbidité accrue due à la panne infection de la plaie, et le lymphoedème ^4,5. Comme alternative, la procédure du ganglion sentinelle (GS) a été développé il ya plusieurs décennies pour détecter les ganglions lymphatiques drainant premier de la tumeur ^6. En cas de diffusion lymphogène, la SLN est le ganglion premier qui est affectée (figure 1). Ainsi, si la SLN ne contient pas de métastases, les ganglions lymphatiques aval seront également exempts de métastases tumorales et n'a pas besoin d'être enlevé. La procédure de la SLN fait partie du traitement pour de nombreux types de tumeurs, comme le cancer du sein et le mélanome, mais aussi pour le cancer de la vulve et du col utérin. ⁷ La méthodologie standard actuel pour la SLN-détection se fait par injection péritumorale de radiocolloïdes un jour avant la chirurgie, et un colorant peropératoire. Les inconvénients de la procédure en col utérin et cancer de la vulve sont multiples injections dans la région génitale, conduisant à une détresse psychologique accrue pour le patient, et l'utilisation de matières radioactives colloïde.

Multispectral d'imagerie de fluorescence est une modalité d'imagerie émergentes qui peuvent être appliquées pendant l'opération sans avoir besoin d'injection de radiocolloïdes. Pour l'imagerie de fluorescence peropératoire, deux éléments sont nécessaires: un agent fluorescent et un système quantitatif optique pour l'imagerie peropératoire. Comme un fluorophore, nous avons utilisé le vert d'indocyanine (ICG). ICG a été utilisé pendant de nombreuses décennies pour évaluer la fonction cardiaque, la perfusion cérébrale et la perfusion du foie. ⁸ Il s'agit d'un médicament inerte avec un coffre-fort pharmaco-biologiques profil. Lorsqu'il est excité à environ 750 nm, il émet de la lumière dans le spectre proche infrarouge autour de 800 nm. Un sur-mesure multispectrale système de caméra à imagerie de fluorescence a été utilisé. ^9.

Le but de cet article est de montrer la vidéo à la détection de l'utilisation peropératoire SLN imagerie de fluorescence chez les patients atteints du cancer du col et la vulve. L'imagerie par fluorescence est utilisé en conjonction avec la procédure standard, composé de radiocolloïdes et un colorant bleu. Dans le futur, l'imagerie de fluorescence peropératoire pourrait remplacer la méthode actuelle et est également facilement transférables à d'autres indications comme le cancer du sein et le mélanome.

Protocole

1. Caméra multispectrale fluorescence peropératoire

1. Un système de caméra sur-mesure a été développé au point à l'Institut de biologie et médecine (imagerie IBMI, Université Technique / Helmholtz Zentrum, Munich, Allemagne) en étroite en collaboration avec SurgOptix (SurgOptix Inc, Redwood Shores, Californie, USA). La configuration du système de fluorescence peropératoire caméra multispectrale est montré dans la figure 2.
2. La lumière passe à travers un système d'optique et est séparé en lumière visible, à la bande d'onde d'émission (fluorescence) et de la lumière à la bande de longueur d'onde d'excitation. Ces faisceaux sont détectés par les caméras CCD (CCD) (Figure 2). Multi-spectrale des signaux de toutes les caméras sont traitées en vue de corriger des artefacts et des rendements quantitatifs vraie fluorochrome bio-distribution. Couleur et signaux de fluorescence peuvent être affichées sous forme d'images distinctes sur des moniteurs externes ou superposées en une seule image.
3. Les filtres d'excitation et d'émission de la caméra sont définis dans le document de mesure de recueillir à 750 nm et 800 ± 20 nm, respectivement.

2. Optique Préparation agent de contraste

1. L'agent de contraste fluorescents vert d'indocyanine (ICG, Pulsion AG, Munich, Allemagne) est préparé dans des conditions stériles. Une concentration de 0,5 mg / ml est utilisé. Il est important d'utiliser l'eau distillée stérile de chlorure de sodium et de ne pas (NaCl), que ce dernier fera l'ICG pour agréger.
2. Après la préparation, la solution doit être stockée dans un endroit sombre, frais pour éviter la détérioration rapide de l'intensité de la fluorescence par le blanchiment. Remarque: à partir de ce moment garder le GIC abri de la lumière.

3. Imagerie peropératoire - Configuration et Injection d'ICG

1. La caméra est positionnée et a lancé dans le bloc opératoire avant la chirurgie afin de minimiser les interférences avec la procédure chirurgicale standard, et connecté à des écrans haute définition (figure 2B).
2. La caméra est couverte dans la norme des champs stériles (Carl Zeiss Vision BV, Sliedrecht, Pays-Bas, REF Drapé OPMI 306 071) par l'enquêteur stériles ou les vêtements.
3. Remarque: on prend soin d'utiliser uniquement des agents désinfectants clairs, colorés comme des agents désinfectants sont souvent autofluorescente et pourrait interférer avec la procédure d'imagerie. Par ailleurs, des champs stériles et des marqueurs chirurgicaux peuvent être autofluorescente. Il est conseillé de tester tous les matériaux utilisés dans le domaine de l'OR et l'exploitation d'autofluorescence avant la chirurgie.
4. L'agent de contraste fluorescents vert d'indocyanine (ICG) est préparé dans des conditions stériles. Une concentration de 0,5 mg / ml est utilisé. Il est important d'utiliser l'eau distillée stérile et non de NaCl, que ce dernier fera l'ICG pour agréger. Après la préparation, la solution doit être stockée dans un endroit sombre, frais pour éviter la détérioration rapide de l'intensité de fluorescence. Remarque: il est conseillé de changer de gants après avoir préparé l'ICG, car même une petite quantité de déversement de l'ICG peut influencer la qualité de l'image.
5. La procédure d'imagerie commence après l'ouverture de l'abdomen. Lorsque la zone d'intérêt est exposée, la caméra est manœuvré dans le champ d'exploitation. Le zoom et focus sont ajustés dans des conditions stériles. Feux dans les salles d'opération sont éteints pour une meilleure détection du signal de la fluorescence.
6. 1,0 ml de 0,5 mg / mL ICG est mélangée avec 1,0 mL de la norme colorant bleu (bleu patenté / Bleu Patente, Guerbet, France) dans une seringue. Le chirurgien injecte l'agent de contraste dans les quatre quadrants autour de la tumeur primaire, d'empêcher le déversement de l'agent. Remarque: en cas de déversement de l'ICG sur les gants de chirurgie, il est nécessaire de changer de gants. Encore des images ou des vidéos en temps réel sont acquises de la circulation lymphatique et l'apparition de la détection du ganglion sentinelle fluorescentes (Figure 3). Toutes les images et vidéos sont directement enregistrées sur l'ordinateur.
7. En dehors de la fluorescence, la SLN est également détecté, selon le protocole standard, soit en utilisant une sonde gamma ou par inspection visuelle pour une coloration bleue, ou les deux. Le traceur radioactif est généralement administré un jour avant la chirurgie, après quoi un lymphoscintigram est effectuée pour la détection d'un SLN radioactifs. Cela fait partie de la procédure standard et n'a pas sa place dans le protocole d'imagerie par fluorescence.
8. En temps réel l'excision de la SLN est guidé par la décoloration de fluorescence et le bleu des ganglions lymphatiques. La fonction temps réel de la caméra permet de détecter la fluorescence pour tout vestige ou de localisations inattendues de nœuds fluorescentes.
9. Après l'excision de la SLN, ex vivo des images sont acquises de tous les ganglions lymphatiques excisés de la présence d'un signal fluorescent. Le temps d'exposition peut être prolongée pour une résolution plus élevée lors de la capture des images fixes (figure 4).
10. L'examen histopathologique des ganglions lymphatiques révèle la présence ou l'absence de cellules tumorales dans le ganglion sentinelle.

4. RRésultats eprésentant

Ganglions lymphatiques fluorescents peuvent être détectés avec un rapport signal sur bruit. Aussi, le flux du GIC à travers les vaisseaux lymphatiques peuvent être surveillés en temps réel permettant la cartographie des ganglions lymphatiques. Les résultats peuvent être influencées par la profondeur du nœud, pouvant nécessiter des procédures différentes pour atteindre un éclairage de détection. Les futures applications des tumorales ciblées spécifiques des agents fluorescents peuvent fournir une détection peropératoire d'un GLS positif avec les cellules cancéreuses en utilisant cette technologie.

Figure 1. Le ganglion lymphatique sentinelle (GS) la théorie. La SLN est le ganglion lymphatique drainant premier (s) de la tumeur.

Figure 2. Schéma du système de caméra multispectrale de fluorescence (A). La configuration de base du système de caméra dans la salle d'opération (B).

Figure 3. Multispectrale imagerie de fluorescence d'un ganglion lymphatique dans le cancer de la vulve. Image couleur d'un ganglion lymphatique in vivo (A). Image de fluorescence du ganglion même, in vivo (B). PseudoColor fluorescence image superposée sur l'image couleur (C).

Figure 4. Multispectral d'imagerie de fluorescence d'un ex vivo des ganglions lymphatiques dans le cancer du col. Image couleur d'un ganglion lymphatique ex vivo (A). Image de fluorescence du ganglion mêmes, ex vivo (B). PseudoColor fluorescence image superposée sur l'image couleur (C).

Discussion

Cette vidéo montre l'application de la technologie de fluorescence multispectral peropératoire d'imagerie pour la détection peropératoire du ganglion sentinelle (GS) en oncologie gynécologique. La méthodologie a certains avantages sur la procédure de la SLN conventionnels. L'injection a lieu pendant la procédure chirurgicale elle-même avec le patient anesthésié, plutôt que d'une journée avant la chirurgie, qui est plus convivial pour le patient, en particulier dans les cancers gynécologiques. Par ailleurs, l'imagerie peropératoire permet au chirurgien d'un retour visuel direct de la circulation de la lymphe et son réseau de drainage de la SLN, plutôt qu'indirectement via un compteur Geiger-caissier. Dans le cancer du col de l'utérus, où les ganglions lymphatiques sont situés profondément dans le bassin, ce qui peut aider à améliorer la détection.

Néanmoins, la plus grande importance réside dans l'approche step-up vers l'imagerie ciblée. Ciblés d'agents de contraste fluorescents peuvent être fusionnés avec des anticorps spécifiques de tumeurs ou de substrats spécifiquement destinées aux cellules tumorales. De cette manière, l'imagerie de fluorescence peropératoire a un grand potentiel de modifier radicalement la pratique actuelle de la chirurgie oncologique.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Indocyanine verte (ICG)	Pulsion Medical Systems AG, Munich, Allemagne	D-81829	Une solution d'ICG dans de l'eau distillée est utilisée, et non dans du NaCl à 0,9 %.
Bleu patenté / Bleu patenté	Guerbet	12322784
Eau stérile pour injection	B. Braun Medical
Système de caméra à fluorescence multispectrale	Institut d'Imagerie Biologique et Médicale (IBMI), Université Technique, Munich, Allemagne et SurgOptix Inc, États-Unis	prototype