Summary
Vital-dye avanzata imaging di fluorescenza (VFI) è un romanzo in tecnica vivo che unisce imaging ad alta risoluzione epiteliale con contrasto fluorescente attualità esogeno per evidenziare la morfologia ghiandolare e delineare neoplasia (displasia di alto grado e cancro) nell'esofago distale.
Abstract
La possibilità di differenziare metaplasia benigna in esofago di Barrett (BE) da neoplasia in vivo resta difficile in quanto entrambi i tipi di tessuto possono essere piatta e indistinguibile con il bianco della luce di imaging da solo. Come risultato, una modalità che evidenzia architettura ghiandolare sarebbe utile per discriminare neoplasia da epitelio benigno nell'esofago distale. VFI è una tecnica innovativa che utilizza un agente di contrasto fluorescente topico esogeno per delineare displasia di alto grado e cancro da epitelio benigno. In particolare, le immagini fluorescenti offrono una risoluzione spaziale di 50 a 100 um e un campo visivo fino a 2,5 cm, consentendo di visualizzare endoscopists morfologia ghiandolare. Al momento di eccitazione, metaplasia classico di Barrett appare come continuo, ghiandole uniformemente distanziate e una morfologia omogenea globale; in contrasto, tessuto neoplastico appare affollata con completa obliterazione del quadro ghiandolare. Qui forniamo una panoramica dellela strumentazione ed enumerare il protocollo di questa nuova tecnica. Mentre VFI offre un gastroenterologo con l'architettura ghiandolare del tessuto sospetto, displasia cellulare non può essere risolto con questa modalità. In quanto tale, non si può distinguere morfologicamente metaplasia di Barrett da BE con displasia a basso grado attraverso questa modalità di imaging. Decide di acquistare una diminuzione della risoluzione con un maggior campo di vista, questo sistema di imaging può essere utilizzato almeno un dispositivo di imaging rosso-bandiera a bersaglio e biopsia lesioni sospette; tuttavia, se le misure di precisione sono promettenti, VFI può diventare la tecnica di imaging standard per la diagnosi di neoplasia (definita sia come displasia di alto grado o cancro) nell'esofago distale.
Introduction
Negli ultimi 40 anni, l'incidenza di adenocarcinoma esofageo (EAC) è notevolmente aumentato 1,2; ma a causa di una diagnosi tardiva, il tasso di sopravvivenza a cinque anni è inferiore al 20% 3. L'attuale standard di sorveglianza endoscopica in BE, il precursore di EAC, è bianco endoscopia chiaro con biopsie del segmento casuali pinze a quattro quandrant. Purtroppo, questa tecnica spesso non trova neoplasia, che può essere piana, sottile e difficile distinguere il livello di imaging luce bianca 4. Mentre si è riusciti a usando microscopia laser confocale per evidenziare le caratteristiche cellulari in vivo, lesioni possono ancora essere persa a causa della diminuita campo di vista 5. Avere una tecnologia di 'ponte' che possa evidenziare le aree di ulteriore microendoscopica l'imaging confocale sarebbe notevolmente prezioso.
Di conseguenza, una migliore modalità di imaging bandiera rossa che migliora la capacità di target e la biopsia neoplasia presto BE sarebbe fondamentale per individuare EAC in una fase iniziale e curabile e potrebbe portare a un trattamento più efficace e successivamente migliorato i tassi di sopravvivenza. VFI è una nuova tecnica che combina immagini ad alta risoluzione epiteliale con esogeno attualità fluorescente di contrasto, proflavina, per evidenziare la morfologia ghiandolare e delineare neoplasia (displasia di alto grado e cancro) nell'esofago distale nella speranza di migliorare la diagnosi in vivo 6. Su eccitazione del proflavina, che concentra in nuclei cellulari poco dopo l'applicazione, le immagini fluorescenti offrono una risoluzione spaziale di 50 a 100 um e un campo visivo fino a 2,5 cm, consentendo di visualizzare endoscopists morfologia ghiandolare. Di conseguenza, questo approccio permette di distinguere gastroenterologi metaplasia classico di Barrett, che ha continue, ghiandole uniformemente distanziate e una morfologia omogenea generale, da BE con neoplasia, che ha obliterazione dell'architettura ghiandolare. Qui si descrive il protocollo di questa nuova tecnica con un endoscopio multispettrale, e fornire risultati rappresentativi per dimostrare l'utilità di questo dispositivo in raffigurante la trasformazione morfologica da metaplasia benigna a displasia di alto grado e cancro.
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Protocol
NOTA: Il consenso informato è stato ottenuto dai pazienti. Inoltre, questa ricerca è stata effettuata in conformità a tutte le linee guida istituzionali, nazionali e internazionali per il benessere umano.
1. Preparazione del computer
- Accendere il computer portatile e collegare USB dalla scheda di acquisizione DVI2USB.
2. Preparare Monitor
- Collegare il cavo DVI per monitorare e PinP per consentire l'endoscopista di visualizzare video da questi schermi, piuttosto che al computer.
- Assicurarsi che il monitor è in piedi su ed è impostato su DVI.
- Collegare PinP sul retro del sistema Olympus quindi premere il pulsante di ingresso sul sistema Olympus per visualizzare l'immagine sul grande schermo montato sulla parete.
3. Laser Diode Driver Setting
- Verificare che il driver diodo laser è spento. Dovrebbe essere acceso soltanto un paio di minuti prima di eseguire l'imaging.
- Collegare il computer portatile, processore, autista diodo laser, splitter DVI, e Epiphan scheda di acquisizione nella ciabatta.
5. Eseguire MDE Widefield sul Desktop Laptop
- Hit 'Cartella corrente'.
- Digitare il numero del paziente e le iniziali e premere 'Crea cartella del paziente'.
6. Preparare Cap e Filter
- Durante la manipolazione filtro, usare sempre guanti e Kimwipes ridurre al minimo il trasferimento di petrolio e detriti al filtro. Garza o alcool tamponi possono lasciare fibre che possono interferire con l'imaging.
- Mettere un paio di Kimwipes su un tavolo per creare una piattaforma per fissare il filtro e tappo. Questa zona disinfettata dovrebbe essere facilmente accessibile al gastroenterologo durante la procedura.
- Adagiare il filtro e tappo e mantenere Kimwipes chiuderà per l'uso durante la procedura.
7. Preparazione del paziente
- Consenso del paziente sull'usodi VFI e proflavina colorante prima di arrivare alla suite endo.
- Posizione del paziente per la procedura endoscopia superiore.
- Procedere con l'imaging a luce bianca standard utilizzando un microscopio digitale multispettrale (MDM) 7.
8. Inserire e Spray proflavina
- Dopo aver terminato con l'imaging a luce bianca, inserire e spray colorante proflavina su tessuto di interesse. 1-5 mm dovrebbe essere sufficiente a seconda della zona del tessuto di Barrett. Spruzzando il colorante proflavina in questo passaggio, il tempo sufficiente (almeno 1 min) è data per l'assorbimento del tessuto sufficiente prima VFI. Proflavina, che è coperto da una nuova applicazione d'investigazione della droga da parte della FDA (IND 102.217), è un agente di contrasto fluorescente che concentra in nuclei delle cellule poco dopo l'applicazione. Sebbene VFI non può risolvere morfologia cellulare individuale, quando le padelle diodo laser nel tessuto, la luce riflessa consente la endoscopist apprezzare morpholo ghiandolare complessivagy.
9. Accendere diodo laser
- Accendere il diodo laser. Fate questo almeno 2 minuti prima dell'inizio della rappresentazione.
10. Preparare endoscopio per VFI
- Ritirarsi completamente l'endoscopio.
- Prima di maneggiare la endoscopio, accertarsi che l'assistente ha due paia di guanti.
- Hanno l'endoscopista tenere l'endoscopio davanti alla assistente che si trova accanto alla piattaforma Kimwipe sopra indicato.
- Con Kimwipes, hanno l'assistente pulisce la punta dell'endoscopio. Assicurarsi di pulire la superficie frontale con delicatezza e anche pulire a pochi centimetri lungo il lato dell'endoscopio per facilitarne la movimentazione.
- Dopo la pulizia, hanno l'assistente smaltire la coppia esterna di guanti.
- Hanno l'assistente messo sul filtro. Inserire il breve protuberanza cilindrica sul filtro nel foro complementare in dell'endoscopio. Mantenere l'endoscopio verticale per aiutare il processo.
- Tenendo il filter in posto, far scorrere il tappo sul filtro e spingerlo verso il basso sopra la punta dell'endoscopio. Assicurarsi che il tappo è sicuro e spinto completamente con i bordi a filo con l'endoscopio. Assicurarsi che il bordo della calotta si estende leggermente sopra la punta dell'endoscopio. Infine, assicurarsi che il filtro sia ancora al suo posto e lavare con la punta dell'endoscopio.
11. Inserire l'endoscopio indietro nell'esofago e immagine
12. Rimuovere endoscopio da Esofago
- Utilizzando Kimwipes tirare il tappo con attenzione e filtrare fuori l'endoscopio. Buttare via il tappo e pulire il filtro per il prossimo caso.
13. Pulire il filtro
- Pulire delicatamente il filtro con Kimwipes.
- Riempire una piccola tazza con CyDex e immergere il filtro per 12 min. Ogni pochi minuti girare il filtro sopra.
- Pulire delicatamente il filtro con Kimwipes.
- Immergere il filtro, questa volta in acqua sterile. Dopo 5 minuti, utilizzare uno schizzo bottle e inumidire acqua sterile sul filtro.
- Posizionare il filtro su alcune Kimwipes e lasciare asciugare.
- Una volta asciutto, posto in contenitore tra Kimwipes.
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Representative Results
Figura 1B illustra classico Esofago di Barrett con displasia senza circondato sui confini da una normale epitelio squamoso. Cominciando con il tessuto squamoso piatta, che si trova perifericamente e indicato dalle frecce blu, una superficie omogenea di fluorescenza opaco è presente senza architettura ghiandolare. Le frecce verdi indicano una linea verde circolare che circonda il tessuto squamoso. Questo schema è artefatto risultante dal tappo dell'endoscopio. Spostamento di tessuto di Barrett posizione centrale, strutture ghiandolari possono essere definiti come fluorescenza verde circostante un lumen più scure. Sebbene alcune ghiandole sono allungate, c'è poca distorsione tra ghiandole adiacenti, come la larghezza delle ghiandole è simile ei bordi sono chiaramente definite. Infine, le ghiandole ed i lumi sono distribuiti uniformemente senza grumi o affollamento presente.
Figura 2B illustra Esofago di Barrett con displasia a basso grado. Èimportante notare che, anche se c'è displasia Low-Grade presente, questo non può essere visualizzato da criteri morfologici tramite questa modalità di imaging. Pertanto, sulla base di modelli morfologici, questo tessuto è ancora classificato come benigno. Mentre le ghiandole omogenee e lumen in ovale giallo sono indicativi di mera metaplasia, l'ovale blu indica una zona di ghiandole gran coalizzati. Cioè, lo spessore delle ghiandole sono aumentati, mentre la scura cavità luminale è diventato sottile e quasi assente. Queste ghiandole affollate e leggermente distorte, tuttavia, hanno discreti, bordi e tendono ad essere omogeneo. Inoltre, non c'è effacement presente come i bordi delle ghiandole sono lisce, così il tessuto è ancora benigno. La freccia rossa indica tessuto che è fuori fuoco e in video può essere distinto facilmente. Infine, la freccia nera indica bolle che sono artefatto.
Nella Figura 3B, l'ovale rosso indica la zona più prominente con disfunzione alto gradoplasia. Queste ghiandole sono affollate come hanno bordi irregolari sottili insieme con le aree di tessuto con vicino effacement dell'architettura ghiandolare. Cioè, le ghiandole non sono distinti, ma piuttosto fondendo insieme, con i loro lumen essere piccolo e irregolare. Anche se piccola, la continua presenza di alcuni lumen probabilmente indica displasia di alto grado in quanto è più spesso nel cancro invasivo dove i lumi sono completamente persi. In contrasto con la displasia di alto grado, l'ovale giallo evidenzia tessuto maligno. Qui, l'architettura ghiandolare viene cancellata e lumen sono in gran parte assenti.
Figura 4B illustra un adenocarcinoma centrale. Si noti prima che il cancro entro l'ovale rosso e la scomparsa completa dell'architettura ghiandolare con luminale assenza. Questa cancellazione può essere ulteriormente apprezzato confrontando il cancro al tessuto indicata dalla freccia blu, che possiede alcune quadro ghiandolare. Sulla, il re grigio sinistractangle evidenzia epitelio squamoso, che può essere meglio apprezzata in video quando le pentole endoscopio su di esso nella sua interezza. Questo tessuto squamoso è una zona omogenea pianeggiante di fluorescenza noiosa senza l'architettura ghiandolare.
. Figura 1 Neoplasia in esofago di Barrett: Bianco-luce endoscopia vs colorante vitale imaging di fluorescenza. (Sinistra) Immagini scattate con l'endoscopia a luce bianca. (Destra) corrispondenti immagini scattate con colorante vitale avanzato di imaging di fluorescenza. cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.
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Discussion
Con la sorveglianza endoscopica standard neoplasia in BE è spesso mancato 8 perché metaplasia benigna può essere indistinguibile da displasia di alto grado e adenocarcinoma. Come strumento che meglio consentire gastroenterologi per rimediare a questo errore al momento inevitabile, vitale-dye avanzata di imaging di fluorescenza evidenzia la morfologia ghiandolare di un tessuto fornendo così un tratto distintivo per differenziare i tipi di tessuto. Inoltre, prevedendo un campo visivo fino a 2,5 cm, VFI permette endoscopisti per fare una panoramica su tutta la dell'esofago distale in modo efficiente e sistematico, rendendo lesioni sospette più prominente.
Per utilizzare questa nuova tecnica, prima spruzzare un agente di contrasto topico, proflavina, il tessuto di interesse. Poi, dopo aver rimosso l'endoscopio un filtro passa lungo 495 nm deve essere ridotta in modo sicuro alla punta MDM. Infine, dopo aver reinserito l'endoscopio in prossimità del tessuto di interesse e quindi passando dala luce bianca al diodo laser, una fluorescenza verde fornisce immagini in vivo di quadro ghiandolare del tessuto.
In caso di continua fluorescenza subottimale, utilizzando proflavina fresca può migliorare i risultati nonché di accendere il diodo laser pochi minuti prima dell'uso effettivo e regolando la tensione. Separatamente, per la sicurezza del paziente, accertarsi il tappo è stato spinto completamente sopra il filtro, in modo che il filtro è a filo con la punta dell'endoscopio. Questo, a sua volta, migliorare la qualità dell'immagine, impedendo accumulo di muco dietro il filtro stesso.
Mentre VFI è in grado di caratterizzare la morfologia ghiandolare, un miglioramento tangibile per endoscopia luce bianca, non può risolvere displasia cellulare. Cioè, la risoluzione spaziale di 50-100 micron rende VFI incapace di differenziare metaplasia benigna da displasia di basso grado. Per distinguere queste diagnosi, dispositivi a risoluzione più elevata che visualizzano TRA cellularesua, come polarità nucleare e affollamento cellulare, sono necessari 9,10. A titolo di esempio, ad alta risoluzione microendoscopy è una più nuova tecnica che può differenziare tessuto neoplastico a livello cellulare come nuclei sono illuminati bianco luminoso e nucleare rapporto citoplasmatica possono essere apprezzati. L'imaging a banda stretta è un'altra opzione, ma richiede l'uso di due ambiti e processori differenti e amministrazione follow-up di una proflavina o fluoresceina per microendoscopy; in contrasto VFI permette confocale immediato con una portata e un processore, allungando il tempo anestesia di circa 6-8 min. Tuttavia, poiché questi ultimi dispositivi concentrano su aree di tessuto minute e conseguentemente perdere neoplasie, VFI, oltre alla diagnosi di neoplasia, può anche agire come un widefield, dispositivo di rosso di bandiera per il posizionamento di sonde ad alta risoluzione. Così, il futuro dello screening endoscopico per la displasia di Barrett probabilmente comporterà un approccio combinazione di widefield sorveglianzaLa tecnologia lance, come VFI, insieme a una tecnologia di classificazione cellulare come microendoscopy.
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Disclosures
Non c'è nulla da rivelare.
Acknowledgments
Questo lavoro è supportato dal National Cancer Institute presso il National Institute of Health di sovvenzione R01 CA140257-01.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Filter* | Schott North America, Inc., Duryea, Pennsylvania | Not Applicable | 495-nm long-pass filter |
| Halo Cap – Medium* | Barrx Medical | CP-002A | |
| Processor* | Pentax | EPK-i | |
| Multispectral Digital Microscope** | Not Applicable | Not Applicable | |
| Kimwipes | Kimberly-Clark | KimTech Science | S-8115 |
| Cidex | Advanced Sterilization Products | CIDEX OPA Solution | |
| Proflavine hemisulfate (0.01% w/v) | FDA (IND 102,217) | ||
| Laser Diode* | Nichia Corporation | Not Applicable | 455-nm |
| Image Capture* | Labview | Not Applicable | |
| Spray Catheter | Olympus | Not Applicable | |
| *Equipment specifics within Reference 6. **Equipment specifics within Reference 7 | |||
References
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