Name: Phantoms simulant un tissu pour lévaluation du potentiel proche infrarouge Applications dimagerie de fluorescence en chirurgie du cancer du sein (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-09-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 5 s
Description: Apprenez à utiliser l'imagerie de fluorescence proche infrarouge pour guider la chirurgie conservatrice du sein avec des fantômes simulant le tissu mammaire. Cette méthode améliore la localisation tumorale et l'évaluation des marges chirurgicales.

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Ce travail a été soutenu par une bourse de la fondation Jan Kornelis de Cock.

1. créer des moules en silicone pour Inclusions tumorales simulant <ol><li> Ramassez les objets solides de la forme désirée et la taille qui peuvent servir de modèles pour des inclusions de tumeur simulant, par exemple, des perles ou des billes. </li><li> Nettoyer soigneusement les modèles de tumeurs. Afin d&#39;assurer un enlèvement facile du moule de silicone, les modèles de tumeurs peuvent être pulvérisées avec un anti-adhérent par pulvérisation ou recouverts d&#39;une mince couche de vaseline ou la cire d&#39;abeille. </li><li> Placez chaque modèle dans un carré paroi mince boîtier séparé (plastique) avec une surface lisse. Si nécessaire, fixer le modèle de la partie inférieure de la boîte pour le maintenir en position. Utilisation d&#39;une boîte qui est légèrement plus grand que le modèle de la tumeur elle-même pour éviter de perdre des quantités excessives de silicone. </li><li> Verser la quantité requise de composant silicone A dans un bol à mélanger et ajouter le composant B de silicone dans un rapport de 10: 1 en poids. Bien mélanger les deux composants. Eventuellement, une pompe à vide peut être utilisé pour éliminer les bulles d&#39;air du mélange de silicone. </li><li> Doucement pour le mélange de silicone dans la boîte en plastique pour éviter la formation de bulles. Le mélange de silicone doit être traité dans les 45 minutes pour obtenir des résultats optimaux. </li><li> Laisser le mélange de silicone pour solidifier au moins 6 heures avant de le couper et de retirer le moule du modèle de tumeur. Eventuellement, le moule en silicone peut être découpé selon un motif en zigzag pour lui permettre de s&#39;adapter ensemble arrière proprement. La force maximale de la silicone est obtenu au bout de 3 jours. </li></ol> 2. Créez solution saline tamponnée au Tris <ol><li> Créer une solution saline tamponnée au Tris (TBS) en ajoutant une solution de 6,1 g (50 mM) de Tris et 8,8 g (150 mM) de NaCl à 800 ml d&#39;eau désionisée. </li><li> Ajouter 1,0 g (15 mmol) de NaN3 pour bloquer l&#39;oxygénation de l&#39;hémoglobine (étape 3.3 et 4.4) et à inhiber la croissance bactérienne. ATTENTION: NaN 3 est un poison grave. Il peut être mortel en contact avec la peau ou ingestion. La toxicité de ce composé est comparable à celle des cyanures alcalins solubles et la dose mortelle pour un être humain adulteest d&#39;environ 0,7 g. Toujours suivre les consignes de sécurité fournies par le fabricant. </li><li> Ajuster le pH à 7,4 et porter le volume à 1000 ml avec de l&#39;eau désionisée. </li></ol> 3 Créer fluorescentes Inclusions <ol><li> Ajouter 2 g d&#39;agarose à 50 ml de TBS à partir de l&#39;étape 2 Le point de fusion plus élevé par rapport à de l&#39;agarose gélatine (étape 4.2) empêche les inclusions de se dissoudre et de fuite de colorant fluorescent lorsqu&#39;il est placé dans de la gélatine fondue. En option, la quantité d&#39;agarose ajouté peut être modifiée pour une ou 3 g d&#39;obtenir des inclusions plus tendres ou palpables tumorales, respectivement. </li><li> Chauffer la suspension d&#39;agarose en utilisant un four micro-ondes jusqu&#39;à ce que le point d&#39;ébullition est atteint. Mélangez soigneusement jusqu&#39;à ce que l&#39;agarose est complètement dissous. </li><li> Ajouter 1,1 g (17 mol) et de l&#39;hémoglobine 5 ml d&#39;Intralipid à 20% dissous dans 50 ml de TBS au mélange sous agitation constante agarose à ressembler à des caractéristiques optiques du tissu mammaire environnant fantôme (étape 4). </li><li> Ajouter 20,0 mg (250,8 pmoles) du colorant fluorescent vert d&#39;indocyanine à 83,8 ml d&#39;eau désionisée. Assurez-vous que le colorant soit complètement dissous. </li><li> Pipette 5,0 ml de cette solution et l&#39;ajouter au mélange d&#39;agarose pour obtenir une concentration finale de 14 uM. Eventuellement, d&#39;autres colorants fluorescents que l&#39;ICG peuvent être utilisés si on le désire avec leur concentration optimale. </li><li> Remplir délicatement les moules en silicone créés à l&#39;étape 1 avec le mélange agarose chaude à l&#39;aide d&#39;une seringue (figure 1A). Répétez ce processus jusqu&#39;à ce que toutes les moules sont remplis. </li><li> Laissez les inclusions fluorescentes se solidifient à la température ambiante pendant environ une heure. Protéger les inclusions de la lumière en couvrant l&#39;ensemble du moule de papier d&#39;aluminium. </li><li> Après solidification, ouvrez délicatement le moule et appuyez sur l&#39;inclusion (figure 1B). En option, utilisez la pointe de la seringue pour appliquer de petites gouttes de mélange agarose fondu sur la surface de l&#39;inclusion. En répétant ce processus plusieurs fois sur le même emplacement, petit tuéperons mor peuvent être créés pour simuler des tumeurs infiltrantes. </li><li> Protéger les inclusions d&#39;agarose de la lumière et de la déshydratation en les enveloppant dans du papier d&#39;aluminium et les stocker dans un réservoir de stockage humide à 4 ° C. REMARQUE: L&#39;utilisation de concentrations de colorant fluorescent inférieures ou supérieures à l&#39;optimum de concentration connue sera à la fois résultat en diminution de l&#39;intensité du signal fluorescent. La réduction apparemment paradoxal de l&#39;intensité du signal avec l&#39;augmentation des concentrations de colorant supérieures à la concentration optimale de colorant fluorescent est due à un phénomène connu sous le nom de trempe. Lors de l&#39;évaluation de la profondeur de pénétration maximale d&#39;un colorant fluorescent dans des fantômes, en utilisant la concentration optimale est obligatoire. </li></ol> 4 Créer Phantoms mammaires <ol><li> Obtenir un moule en forme de coupe afin de créer des fantômes mammaires de la taille désirée et le volume, par exemple, un bol en verre ou en plastique. Le moule doit avoir une surface lisse pour éviter la gélatine sous forme d&#39;adhérer au moule. Un volum moulee de 500 ml permettra de créer des fantômes du sein de taille suffisante. </li><li> Pour créer un fantôme du sein avec un volume de 500 ml, ajouter 50 g de gélatine 250 fleurs pour 500 ml de TBS (étape 2). Chauffer la suspension de la gélatine à 50 ° C sous agitation constante. </li><li> Une fois que la gélatine soit complètement dissoute, que le mélange de gélatine et refroidir progressivement le maintenir à une température constante de 35 ° C en utilisant un bain d&#39;eau chaude. </li><li> Sous agitation constante, ajouter 5,5 g (85 mmol) de l&#39;hémoglobine bovine et 25 ml d&#39;Intralipid à 20% pour simuler l&#39;absorption et la diffusion des photons dans le tissu, respectivement. </li><li> Prérefroidissement du moule en forme de coupelle à 4 ° C pendant au moins 1 heure. Verser ensuite le mélange de gélatine dans le moule à un niveau qui correspond à la profondeur prédéterminée de l&#39;insertion de la tumeur simulant agarose (figure 1C). Laisser le mélange de gélatine se solidifier à 4 ° C pendant 30 minutes à une heure. </li><li> Après solidification, positionner une inclusion agarose fluorescent simulant une tumeur à la surface de<html> le fantôme et temporairement rivent l&#39;inclusion avec une petite aiguille. Jusqu&#39;à un maximum de trois inclusions fluorescentes simulant une tumeur peuvent être incorporés dans un seul fantôme du sein. Un espace suffisant (au moins 5 cm) doit être maintenue entre inclusions tumorales simulant individuels (Figure 1D). </li><li> Verser le reste du mélange de gélatine à chaud dans le volume restant du moule, ce qui permet l&#39;adhérence de ces deux couches, sans créer d&#39;artefacts de réfraction. Marquer l&#39;emplacement des inclusions de tumeurs fluorescentes simuler sur le moule. Laissez le fantôme solidifier O / N à 4 ° C. </li><li> Une fois solidifié, enlever les aiguilles utilisées pour la fixation temporaire des inclusions et retirez délicatement le fantôme du sein de son moule (figure 1E). Protéger le fantôme du sein de la lumière et de la déshydratation en l&#39;enveloppant dans une feuille d&#39;aluminium et le stocker dans un réservoir de stockage humide à 4 ° C. </li></ol><html> ure 1 &quot;fo: contenu width =&quot; 5 pouces &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 51776 / 51776fig1highres.jpg &quot;width =&quot; 500 &quot;/&gt; Figure 1: les étapes séquentielles consistant à créer des fantômes mammaires tumorales contenant des inclusions simulant fluorescents. Après la création des moules en silicone de la forme et de la taille désirée, les moules sont remplis avec le mélange fondu d&#39;agarose à l&#39;aide d&#39;une seringue (A). inclusions de tumeur simulant de taille et de forme différentes ont été produites dans la présente étude (B). Ensuite, une mince couche de mélange de gélatine fondue est coulée dans un moule revêtu de mesure du sein en bois (C). Après solidification, les inclusions de tumeurs simulant sont positionnés, obsédés temporairement, et recouverts d&#39;une couche de mélange de gélatine fondue (D). Après solidification, le fantôme du sein est doucement retiré de son moule (E). Le spectre peut alors être appliquée pour simuler diverses applications d&#39;imagerie NIRF (F).ref = &quot;/ files / ftp_upload / 51776 / 51776fig1highres.jpg&quot; target = &quot;_blank&quot;&gt; S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure. 5 Réglez le système de caméra NIRF <ol><li> Système d&#39;appareil photographique pour une application intra-opératoire NIRF est nécessaire pour simuler l&#39;imagerie par NIRF ciblée dans la chirurgie du cancer du sein. Plusieurs systèmes d&#39;imagerie pour NIRF en temps réel NIRF peropératoire imagerie sont actuellement disponibles pour utilisation expérimentale. Bien qu&#39;il existe certaines différences entre ces dispositifs, ils contiennent tous une source de lumière d&#39;excitation (l&#39;excitation des inclusions de tumeurs fluorescentes) et un dispositif d&#39;imagerie hautement sensible pour la détection des photons émis. </li><li> Assurez-vous d&#39;utiliser une source de longueur d&#39;onde suffisante de lumière d&#39;excitation. Pour les inclusions simulant une tumeur contenant l&#39;ICG, utiliser une source de lumière d&#39;excitation (par exemple laser) qui émet des photons entre 750 et 800 nm. Si un colorant fluorescent alternative est utilisée, la longueur d&#39;onde d&#39;excitation doit être ajustée conforme la ma<html> les instructions du fabricant concerné. </li><li> Dans le cas où le système de caméra NIRF contient un filtre d&#39;émission pour filtrer les bruits de fond indésirables, assurez-vous que le bon filtre est utilisé. Pour inclusions tumorales simulant contenant ICG, utiliser un filtre d&#39;émission entre 800 et 850 nm. Colorants fluorescents alternatifs peuvent nécessiter filtres d&#39;émission différentes, selon les instructions du fabricant. REMARQUE: Assurez-vous qu&#39;il existe un chevauchement nul entre l&#39;excitation et la longueur d&#39;onde d&#39;émission pour éviter les images trop saturées. En outre, le temps d&#39;acquisition d&#39;image peut être ajustée pour obtenir des images fluorescentes optimales. Dans le cas des inclusions fluorescentes profondément enracinés ou des signaux fluorescents faibles, l&#39;image du temps d&#39;acquisition peut être augmentée jusqu&#39;à plusieurs secondes à min. Dans le cas d&#39;inclusions superficielles ou des signaux fluorescents solides, le temps d&#39;acquisition peut être réduit à quelques millisecondes pour tenir compte du taux vidéo imagerie de fluorescence en temps réel. </li></ol>e &quot;&gt; 6. Simulation des demandes NIRF imagerie en chirurgie du cancer du sein <ol><li> Prendre le sein fantôme simulant un tissu de son récipient et placez-le sur une surface plane non fluorescent. Ensuite, placer le dispositif de formation d&#39;image au-dessus de la NIRF fantôme du sein, en laissant une distance de travail suffisant pour l&#39;excision des inclusions de tumeurs simuler. </li><li> Localiser l&#39;inclusion fluorescent tumeur simulant NIRF utilisant l&#39;imagerie et / ou la palpation du sein fantôme. Dans le cas où aucun signal de fluorescence peut être détectée, l&#39;inclusion est soit placé trop profondément dans le fantôme pour la détection ou le temps d&#39;acquisition d&#39;image doit être augmentée. </li><li> Une fois que l&#39;inclusion est localisée, inciser le fantôme du sein et enlever l&#39;inclusion de la tumeur simulant sous en temps réel NIRF d&#39;orientation à l&#39;aide d&#39;instruments chirurgicaux classiques. Alternativement, l&#39;inclusion peut être excisé guidé uniquement par inspection visuelle et palpation du fantôme du sein pour simuler la norme des soins. </li><li> Directement après l&#39;enlèvementde l&#39;inclusion de la tumeur simulant, l&#39;image de la cavité chirurgicale pour toute activité fluorescent restant indiquant excision insuffisante. </li><li> Dans le cas d&#39;une activité fluorescente restant, exciser le reste de l&#39;inclusion, sous la direction de NIRF directe jusqu&#39;à aucun signal fluorescent est à gauche. </li><li> L&#39;image des fragments de fantômes excisées pour simuler macroscopique évaluation de l&#39;état de la marge NIRF guidée. Présentes, coupez le tissu fantôme en 3 - 5 plaques mm et l&#39;image des plaques en conséquence. Le signal de fluorescence atteint dans les marges chirurgicales indique l&#39;existence de marges chirurgicales positives. </li></ol>

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</ol>

Les auteurs n&#39;ont rien à divulguer.

Nous avons simulé des applications cliniques potentielles de BCS NIRF guidées par l&#39;utilisation de fantômes en forme de sein avec des inclusions de tumeurs simulation intégrés. Localisation peropératoire de la tumeur, la résection de la tumeur NIRF guidée, l&#39;évaluation de l&#39;étendue de la chirurgie, et l&#39;évaluation des marges chirurgicales post-opératoires ont été trouvées tout réalisable en utilisant un système de caméra NIRF construire sur mesure. Détection non invasive de la tumeur inclusions simulant ...

chirurgie mammaire conservatrice (BCS) suivie d&#39;une radiothérapie est le traitement standard pour les patients atteints de cancer du sein avec T 1-T 2 carcinome du sein 1,2. Inexactitudes dans l&#39;évaluation peropératoire de la mesure de résultat de la chirurgie des marges chirurgicales positives dans 20 à 40% des patients qui ont subi BCS, nécessitant une intervention chirurgicale supplémentaire ou une radiothérapie 3,4,5. Bien résection étendue des tissus sains adjacents du sein pourrait réduire la fréquence des marges chirurgicales positives, ce sera aussi entraver le résultat esthétique et augmenter comorbidité 6,7. De nouvelles techniques sont donc nécessaires que de fournir une rétroaction sur la position peropératoire de la tumeur primaire et l&#39;étendue de la chirurgie. L&#39;imagerie optique, en particulier la fluorescence dans le proche infrarouge (NIRF) d&#39;imagerie, peut réduire la fréquence des marges chirurgicales positives suivantes BCS en fournissant au chirurgien un outil de localisation de la tumeur avant et en per-opératoire rEAL-temps. Récemment, notre groupe a rapporté sur le premier essai chez l&#39;humain de l&#39;imagerie de fluorescence de la tumeur ciblée chez les patients atteints de cancer de l&#39;ovaire, montrant la faisabilité de cette technique pour détecter des tumeurs primaires et des métastases par voie intrapéritonéale avec une sensibilité élevée 8. Avant de procéder à des études cliniques chez des patients atteints de cancer du sein, toutefois, la possibilité d&#39;NIRF différentes applications d&#39;imagerie de tumeurs ciblées dans BCS peut déjà être évaluée en utilisant des fantômes préclinique. Le protocole de recherche suivant décrit l&#39;utilisation de l&#39;imagerie NIRF dans des fantômes de simulation de tissus mammaires contenant des inclusions de tumeurs fluorescentes simulant 9. Les fantômes constituent un outil peu coûteux et polyvalent pour simuler la résection localisation de la tumeur avant et peropératoire, en temps réel NIRF-guidé tumeur, l&#39;évaluation de l&#39;état de la marge chirurgicale, et la détection de la maladie résiduelle. Les fantômes gélatineux ont des propriétés élastiques semblables au tissu humain et peuvent être coupés à l&#39;aide de classiqueinstruments urgical. Au cours de la procédure chirurgicale simulé, le chirurgien est guidé par l&#39;information tactile (dans le cas d&#39;inclusions palpables) et l&#39;inspection visuelle de la zone opératoire. En outre, l&#39;imagerie NIRF est appliquée pour fournir au chirurgien un retour d&#39;information en temps réel sur la mesure per-opératoire de chirurgie. Il convient de souligner que l&#39;imagerie NIRF nécessite l&#39;utilisation de colorants fluorescents. Idéalement, les colorants fluorescents doivent être utilisés qui émettent des photons dans la plage spectrale de l&#39;infrarouge proche (650-900 nm) afin de minimiser l&#39;absorption et la diffusion des photons par des molécules physiologiquement abondantes dans les tissus (par exemple, l&#39;hémoglobine, les lipides, l&#39;élastine, le collagène, et de l&#39;eau) 10,11. En outre, autofluorescence (c.-à-, l&#39;activité de fluorescence intrinsèque dans les tissus en raison de réactions biochimiques dans les cellules vivantes) est minimisé dans le domaine du proche infrarouge du spectre, ce qui entraîne des ratios optimaux 11 tumeur à-fond. En conjuguant NIRF teint de tumeur targeted fragments (par exemple, des anticorps monoclonaux), l&#39;administration ciblée de colorants fluorescents peuvent être obtenus pour des applications d&#39;imagerie per-opératoires. Comme l&#39;oeil humain est insensible à la lumière dans la plage spectrale de l&#39;infrarouge proche, un dispositif de caméra très sensible est nécessaire pour l&#39;imagerie NIRF. Plusieurs systèmes d&#39;imagerie NIRF pour l&#39;utilisation peropératoire ont été développés jusqu&#39;à présent 12. Dans la présente étude, nous avons utilisé une coutume construire NIRF système d&#39;imagerie qui a été développé pour une application peropératoire en collaboration avec l&#39;Université technique de Munich. Le système permet l&#39;acquisition simultanée des images en couleurs et des images de fluorescence. Pour améliorer la précision des images de fluorescence, un système de correction est mis en œuvre pour des variations d&#39;intensité de lumière dans le tissu. Une description détaillée est fournie par Themelis et al 13.

<table><tbody><tr><td>Hémoglobine bovine</td><td>Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, Pays-Bas</td><td>H2500</td><td>Simule l’absorption des photons dans les tissus&nbsp ;</td></tr><tr><td>Intralipid 20</td><td> %Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, Pays-Bas</td><td>I141</td><td>Simule la diffusion des photons dans les tissus</td></tr><tr><td>Silicone A translucide 40 (silicone poly-addition à 2 composants)</td><td>NedForm, Geleen, Pays-Bas</td><td></td><td>L’emballage se compose des composants A et B, qui doivent être mélangés un à un (A :B=10:1).&nbsp ; Lien vers la page du fabricant : http://tinyurl.com/ncjq7jx</td></tr><tr><td>Gélatine 250 Bloom</td><td>Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, Pays-Bas</td><td>48724</td><td>Construction de fantômes en forme de sein</td></tr><tr><td>Agarose</td><td>Hispanagar, Burgos, Espagne</td><td></td><td>Construction d’inclusions simulant une tumeur</td></tr><tr><td>Tris</td><td>Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, Pays-Bas</td><td>T1503&nbsp ;</td><td></td></tr><tr><td>HCl</td><td>Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, Pays-Bas</td><td>258148</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, Pays-Bas</td><td>S9888</td><td></td></tr><tr><td>NaN3</td><td>Merck, Darmstadt, Allemagne</td><td>822335</td><td>ATTENTION : poison grave. La toxicité de ce composé est comparable à celle des cyanures alcalins solubles et la dose létale pour un humain adulte est d’environ 0,7 gramme.</td></tr><tr><td>Exemples de dispositifs d’imagerie NIRF pour application peropératoire :</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plate-forme d’imagerie NIRF T2&nbsp ;</td><td>SurgVision BV, Heerenveen, Pays-Bas</td><td></td><td>Système d’imagerie NIRF personnalisé utilisé dans la présente étude. Plus de détails disponibles sur www.surgvision.com</td></tr><tr><td>Photodynamic Eye</td><td>Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH, Herrsching am Ammersee, Allemagne</td><td>PC6100</td><td>www.iht-ltd.com</td></tr><tr><td>FLARE</td><td>imaging system kit The FLARE Foundation Inc, Wayland, MA, États-Unis</td><td></td><td>www.theflarefoundation.org</td></tr><tr><td>Fluobeam</td><td>Fluoptics, Grenoble, France</td><td></td><td>www.fluoptics.com</td></tr><tr><td>Caméra</td> <td>portable ArtemisQuest Medical Imaging BV, Middenmeer, Pays-Bas</td><td></td><td>www.quest-mi.com</td></tr><tr><td>Exemples de colorants fluorescents NIRF pour application peropératoire :</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vert d’indocyanine</td><td>ICG-PULSION,&nbsp ; Feldkirchen, Allemagne</td><td>PICG0025DE &nbsp ;</td><td>Colorant fluorescent de qualité clinique pour l’imagerie NIRF utilisé dans l’étude actuelle. Plus de détails disponibles à www.pulsion.com</td></tr><tr><td>IRDye 800CW NHS Ester</td><td>LI-COR Biosciences, Lincoln, NE, USA</td><td>929-70021</td><td>www.licor.com</td></tr></tbody></table>

phantoms simulant un tissu pour l&#39;évaluation du potentiel proche infrarouge applications d&#39;imagerie de fluorescence en chirurgie du cancer du sein

Tissue-simulating Phantoms for Assessing Potential Near-infrared Fluorescence Imaging Applications in Breast Cancer Surgery

Inexactitudes dans la localisation de la tumeur peropératoire et l&#39;évaluation des résultats de la marge chirurgicale dans le résultat sous-optimal de la chirurgie mammaire conservatrice (CMC). L&#39;imagerie optique, en particulier d&#39;imagerie par fluorescence dans le proche infrarouge (NIRF), peut réduire la fréquence des marges chirurgicales positives suivant BCS en fournissant au chirurgien un outil de localisation de la tumeur avant et peropératoire en temps réel. Dans l&#39;étude actuelle, le potentiel de BCS NIRF-guidée est évaluée en utilisant des fantômes de tissu mammaire simulant pour des raisons de fins de normalisation et de formation. fantômes de sein avec des caractéristiques optiques comparables à celles du tissu mammaire normal ont été utilisés pour simuler la chirurgie mammaire conservatrice. Tumeur simulant inclusions contenant le colorant fluorescent vert d&#39;indocyanine (ICG) ont été incorporés dans les fantômes à des endroits prédéfinis et imagé pour la localisation de la tumeur avant et peropératoire, la résection de la tumeur en temps réel NIRF-guidée, NIRF-guidéeévaluation de l&#39;étendue de la chirurgie, et l&#39;évaluation des marges chirurgicales post-opératoires. Une caméra NIRF mesure a été utilisée comme un prototype clinique à des fins d&#39;imagerie. fantômes mammaires contenant des inclusions de tumeurs simulation offrent un outil simple, peu coûteux et polyvalent pour simuler et évaluer l&#39;imagerie peropératoire de la tumeur. Les fantômes gélatineux ont des propriétés élastiques semblables au tissu humain et peuvent être coupés à l&#39;aide d&#39;instruments chirurgicaux classiques. De plus, les fantômes et contiennent de l&#39;hémoglobine pour l&#39;intralipide imitant absorption et la diffusion de photons, respectivement, ce qui crée des propriétés optiques uniformes semblables à un tissu de sein humain. Le principal inconvénient de l&#39;imagerie NIRF est la profondeur de pénétration limitée de photons lors de la propagation à travers le tissu, ce qui empêche (non invasif) imagerie de tumeurs profondes avec les stratégies épi-illumination.

Les résultats de cette étude ont été rapportés ailleurs 9. Nos données montrent que l'imagerie NIRF peut être appliquée pour détecter les inclusions de tumeurs fluorescentes en simulant des fantômes de tissu mammaire simulant, en simulant une chirurgie mammaire conservatrice NIRF guidée chez les patients atteints de cancer du sein. L'utilisation de notre modèle fantôme, nous avons trouvé localisation peropératoire de la tumeur, la résection de la tumeur NIRF guidée, l'évaluation p...

L’imagerie par fluorescence proche infrarouge (NIRF) pourrait améliorer le résultat thérapeutique de la chirurgie du cancer du sein en permettant la localisation peropératoire de la tumeur et l’évaluation de l’état de la marge chirurgicale. À l’aide de fantômes mammaires simulant des tissus contenant des inclusions fluorescentes simulant des tumeurs, les applications cliniques potentielles de l’imagerie NIRF chez les patientes atteintes d’un cancer du sein peuvent être évaluées à des fins de normalisation et de formation.

Phantoms simulant un tissu pour l&#39;évaluation du potentiel proche infrarouge Applications d&#39;imagerie de fluorescence en chirurgie du cancer du sein

Inaccuracies in intraoperative tumor localization and evaluation of surgical margin status result in suboptimal outcome of breast-conserving surgery ...

L’objectif global de cette procédure est de simuler des applications d’imagerie par fluorescence dans le proche infrarouge en chirurgie de conservation du sein en utilisant des tissus tels que des fantômes mammaires. Ceci est accompli en créant d’abord des inclusions fluorescentes semblables à des tumeurs de différentes tailles et formes. La deuxième étape consiste à intégrer les inclusions fluorescentes dans des fantômes en forme de sein avec des caractéristiques optiques similaires au tissu mammaire humain.Ensuite, le système d’imagerie par fluorescence dans le proche infrarouge est appliqué pour guider le chirurgien en peropératoire dans la localisation et l’élimination de l’inclusion de type tumeur fluorescente. La dernière étape consiste à scanner la marge de la cavité chirurgicale pour détecter la présence d’une maladie résiduelle après l’ablation de l’inclusion de type tumeur fluorescente. Le cas échéant, le chirurgien peut ensuite exciser le tissu tumoral restant guidé par le système d’imagerie par fluorescence dans le proche infrarouge.Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes comme la tomodensitométrie au lit ou l’IRM, est la fluorescence dans le proche infrarouge. L’imagerie optique fournit des images haute résolution en temps réel et peut facilement être appliquée dans un cadre peropératoire. De plus, cette technique est peu coûteuse et fait appel à des rayonnements non ionisants.La démonstration de la procédure sera faite par un étudiant diplômé de notre groupe de recherche. Pour commencer, collectez des objets solides de la forme et de la taille souhaitées qui peuvent servir de modèles pour des inclusions simulant des tumeurs telles que des perles ou des billes. Nettoyez soigneusement les modèles tumoraux et éliminez toutes les irrégularités.Placez chaque modèle dans une boîte en plastique carrée à paroi mince séparée avec une surface lisse. Si nécessaire, fixez le modèle au fond de la boîte pour le maintenir en position. Versez ensuite la quantité requise de composant de silicone A dans un bol à mélanger et ajoutez le composant de silicone B dans un rapport de 10 à un en poids.Mélangez soigneusement les deux composants. Versez délicatement le mélange de silicone dans la boîte en plastique pour éviter de piéger les bulles d’air. Laissez le mélange de silicone se solidifier pendant au moins six heures avant de couper le moule et de retirer le modèle tumoral.En option, le moule en silicone peut être coupé en zigzag pour lui permettre de s’assembler proprement. Pour créer des inclusions fluorescentes, ajoutez deux grammes d’aros à 50 millilitres de solution saline tamponnée tris, ou TBS, qui a été préparée avec de l’azoture de sodium comme décrit dans le protocole de texte. Chauffez la bouillie aros à l’aide d’un micro-ondes jusqu’à ce que le point d’ébullition soit atteint.Remuez bien jusqu’à ce que l’aros soit complètement dissous. Ajoutez 1,1 gramme d’hémoglobine et cinq millilitres d’intralipide, 20 % à 50 millilitres de TBS, et ajoutez-le au mélange d’aros en remuant constamment pour ressembler aux caractéristiques optiques du sein environnant. Le tissu fantôme ajoute 20,0 milligrammes de colorant fluorescent incy et green à 83,8 millilitres d’eau déminéralisée.Pipetez cinq millilitres de cette solution et ajoutez-la au mélange d’aros. Pour obtenir une concentration finale de 14 micromolaires. Remplissez délicatement les moules en silicone avec le mélange de H aros à l’aide d’une seringue.Laissez l’inclusion fluorescente se solidifier à température ambiante pendant environ une heure. Protégez les inclusions de la lumière en recouvrant l’ensemble du moule d’une feuille d’aluminium. Après solidification, ouvrez doucement le moule et pressez l’inclusion.Protégez les inclusions Aros de la lumière et de la déshydratation en les enveloppant dans du papier d’aluminium et rangez-les dans un récipient de stockage humidifié à quatre degrés Celsius. Procurez-vous un moule en forme de tasse pour créer des fantômes de sein de la taille et du volume souhaités pour créer un fantôme de sein. Avec un volume de 500 millilitres, ajoutez 50 grammes de gélatine, 250 bloom à 500 millilitres de TBS.Chauffez la bouillie de gélatine à 50 degrés Celsius en remuant constamment. Une fois la gélatine complètement dissoute, laissez le mélange de gélatine refroidir progressivement et maintenez-le à une température constante de 35 degrés Celsius. À l’aide d’un bain d’eau chaude sous agitation constante, ajoutez 5,5 grammes d’hémoglobine bovine pour simuler l’absorption des photons, et 25 millilitres d’intralipide.20 % pour simuler la diffusion des photons dans le tissu. Pré-refroidissez le moule en forme de tasse à quatre degrés Celsius pendant au moins une heure. Une fois refroidi.Versez le mélange de gélatine dans le moule à un niveau qui correspond à la profondeur prédéfinie de la tumeur aros. Simuler l’inclusion. Laissez le mélange de gélatine se solidifier à quatre degrés Celsius pendant 30 minutes à une heure.Après solidification, positionnez une tumeur simulant une inclusion fluorescente à la surface du fantôme et fixez temporairement l’inclusion avec une petite aiguille. Versez le reste du mélange de gélatine chaude dans le volume restant du moule, en permettant l’adhérence des deux couches sans créer d’artefacts de réfraction. Marquez l’emplacement de la tumeur fluorescente en simulant des inclusions sur le moule avant de laisser le fantôme se solidifier pendant la nuit à quatre degrés Celsius.Une fois solidifié, retirez les aiguilles utilisées pour la fixation temporaire des inclusions et retirez délicatement le fantôme de sein de son moule. Protégez le fantôme du sein de la lumière et de la déshydratation en l’enveloppant dans du papier d’aluminium et en le stockant dans un récipient de stockage humidifié à quatre degrés Celsius. Un système de caméra fluorescente proche infrarouge pour une application peropératoire est nécessaire pour simuler l’imagerie par fluorescence ciblée dans la chirurgie du cancer du sein.Voir le protocole texte pour la configuration du système de caméra fluorescente. Prenez le tissu simulant le fantôme mammaire de son récipient et placez-le sur une surface plane et non fluorescente. Positionnez ensuite l’appareil d’imagerie fluorescente au-dessus du fantôme mammaire, en laissant une distance de travail suffisante pour l’excision de la tumeur.Simuler des inclusions, localiser la tumeur en simulant l’inclusion par fluorescence à l’aide de la palpation et/ou de l’imagerie par fluorescence du sein fantôme au cas où aucun signal fluorescent ne pourrait être détecté. L’inclusion est soit positionnée trop profondément dans le fantôme pour la détection, soit le temps d’acquisition de l’image doit être augmenté une fois que l’inclusion est localisée en taille, le sein fantôme et retirer la tumeur. Simulation d’inclusion sous guidage de fluorescence en temps réel à l’aide d’un équipement chirurgical conventionnel directement après l’ablation de la tumeur, simulant l’image d’inclusion, la cavité chirurgicale pour toute activité fluorescente restante indiquant une excision inadéquate en cas d’activité fluorescente restante.Exciser le reste d’inclusion sous guidage direct de fluorescence jusqu’à ce qu’aucun signal fluorescent ne soit laissé à l’image. Les fragments fantômes excisés à simuler pour l’état de la marge macroscopique guidée par fluorescence. Les résultats représentatifs de l’évaluation de la localisation tumorale peropératoire guidée par fluorescence sont présentés ici.Des inclusions fluorescentes ressemblant à des tumeurs ont été détectées jusqu’à une profondeur d’environ deux centimètres. Des inclusions ensemencées plus profondes ont été détectées après l’incision du tissu fantôme superposé. Le chirurgien était continuellement guidé par le signal fluorescent provenant de l’inclusion fluorescente de type tumeur.Au cours de la chirurgie mammaire conservatrice sur les fantômes après l’ablation de l’inclusion de type tumeur, le chirurgien a évalué l’étendue de la chirurgie en scannant la cavité chirurgicale. Tout signal fluorescent restant indiquait une excision tumorale incomplète et le reste de la tumeur a été retiré au cours de la même procédure chirurgicale. Après l’excision de l’inclusion tumorale, la masse excisée a été imagée pour évaluer l’état de la marge chirurgicale brute.L’imagerie par fluorescence pourrait aider un pathologiste à évaluer l’état de la marge microscopique en localisant les zones suspectes de marges proches ou positives. Les implications de cette technique s’étendent à de meilleurs résultats pour la chirurgie conservatrice du sein en conjuguant la fluorescence proche infrarouge, les agents d’imagerie optique à des Myers ciblés tels que les anticorps monoclonaux. L’administration ciblée d’agents fluorescents peut être obtenue pour les applications d’imagerie peropératoire.

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