טומוגרפיה קוהרנטית אופטית (OCT) היא טכניקת הדמיה ברזולוציה גבוהה המאפשרת ניתוח של תכונות אופטיות ספציפיות לרקמות המספקות את האמצעים להתמיינות רקמות. פיתחנו OCT מבוסס מחט, המספק הדמיה בזמן אמת בשילוב עם התמיינות גידול במקום. פרסום זה מתאר שיטה ל-OCT מלעורי מבוסס מחט של מסות כליה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
בVivo, Percutaneous, מחט מבוססת, אופטי קוהרנטיות טומוגרפיה של המונים כליה
במאמר זה
סיכום
תקציר
טומוגרפיה קוהרנטית אופטית (OCT) היא המקבילה האופטית להדמיית אולטרסאונד, המבוססת על פיזור לאחור של אור אינפרא אדום קרוב. OCT מספק תמונות בזמן אמת ברזולוציה צירית של 15 מיקרומטר בחדירה אפקטיבית לרקמות של 2-3 מ"מ. בתוך תמונות ה-OCT מחושב אובדן עוצמת האות למילימטר של חדירת רקמות, מקדם ההנחתה. מקדם ההנחתה הוא מאפיין ספציפי לרקמה, המספק פרמטר כמותי להתמיינות רקמות.
עד כה, החלטות על טיפול במסה כלייתית התקבלו בעיקר על סמך מאפייני הדמיית MRI ו-CT, גיל ותחלואה נלווית. עם זאת, פרמטרים ושיטות אבחון אלה חסרים את העדינות לזהות באמת את הפוטנציאל הממאיר של מסת כליה. ביופסיית ליבה מוצלחת או שאיבת מחט עדינה מספקת בידול אובייקטיבי של הגידול עם רגישות וסגוליות בטווח של 95-100%. עם זאת, יש לצפות לשיעור לא אבחנתי של 10-20% בסך הכל, ואפילו עד 30% ב-SRMs, מה שמעכב את תהליך האבחון בשל הצורך התכוף בהליכי ביופסיה נוספים.
אנו שואפים לפתח OCT לביופסיה אופטית, המספקת הדמיה בזמן אמת בשילוב עם התמיינות גידול במקום. פרסום זה מספק גישה מפורטת צעד אחר צעד ל-OCT מלעורית, מבוססת מחט, של מסות כליה.
מבוא
העשורים האחרונים הראו עלייה מתמדת בשכיחות של המוני כליות 1,2. עד עכשיו, החלטות טיפול המוניות כליות נעשו בעיקר על בסיס מאפייני הדמיה MRI ו- CT, גיל והתחלואה נלווה. עם זאת שיטות אבחון ופרמטרים אלה קליניים חסרי העידון באמת לזהות את הפוטנציאל הממאיר של מסת כליה. ביופסית ליבה או שאיפת מחט עדינה עם רקמה מספיקה להערכה פתולוגית (אבחון) מספקת בידול אובייקטיבי של גידול עם שני רגיש וסגוליות בטווח של 95-100% 3. לכן ביופסיה היא להשיג הסכמה בהערכת המוני כליות חשודים 4,5. עם זאת, ביופסיות ללא רקמה מספיק כדי לקבוע אבחנה או עם נורמלי parenchyma כליות (לא אבחון) מתרחש בשיעור של 10-20% בסך הכל, ואפילו עד 30% בהמונים כליה קטנים (<4 סנטימטר, SRMs), לעכב תהליך האבחון בשל הצורך התכוף לנוסףביופסיות 3.5.
טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית (אוקטובר) היא שיטת הדמיה רומן שיש לו את הפוטנציאל להתגבר על המכשולים האמורים בבידול מסת כליה. בהתבסס על backscattering של אור אינפרא אדום קרוב, אוקטובר מספק תמונות עם 15 מיקרומטר רזולוציה צירית בחדירת רקמה יעילה של 2-3 מ"מ (איור 1, 2). הפסד של עוצמת אות לכל מילימטר של חדירה לרקמות, כתוצאה של פיזור אור רקמות ספציפיות, כפי שבא לידי ביטוי במקדם הנחתה (μ אוקטובר: מ"מ -1) כפי שתואר על ידי et al Faber 6.. יכולים להיות מתואמים מאפיינים היסטולוגית לμ ערכי אוקטובר מתן פרמטר הכמותי לבידול רקמה (איור 3).
במהלך היווצרות הסרטן, תאים ממאירים להציג מספר גדל, גרעינים גדולים יותר ויותר בלתי סדיר בצורה עם מדד גבוה יותר שבירה ומיטוכונדריה פעילה יותר. בשל ביטוי יתר של מרכיבי תא, שינוי בμ אוקטובר הוא צפוי כאשר משווים גידולים ממאירים לגידולים שפירים או רקמה מושפעת 7.
לאחרונה למדנו את היכולת של אוקטובר השטחי להבחין בין המוני כליה שפירים וממאירים 8,9. ב -16 חולים, מדידות אוקטובר התוך-ניתוחיות של רקמת גידול התקבלו באמצעות בדיקה אוקטובר להציב חיצוני. זרוע השליטה מורכבת ממדידות אוקטובר של רקמה מושפעת באותם חולים. רקמה נורמלית הראתה מקדם הנחתה החציוני נמוכה באופן משמעותי בהשוואה לרקמה ממארת, המאשר את הפוטנציאל של אוקטובר לבידול גידול. ניתוח כמו זה יושם באופן דומה לסוגים אחרים של הכיתה רקמה ממארת, כגון קרצינומה urothelial 10,11 ובידול neoplasia אפיתל פות 12.
אף אוזן גרון "> אנו שואפים לפתח אוקטובר לביופסיה אופטית, מתן בשילוב הדמיה בזמן אמת עם בידול גידול ב- the-spot. מטרת המחקר הנוכחי היא לתאר מלעורית, מחט המבוססת, אוקטובר גישה בחולים שאובחנה עם מסת כליה שיפור מוצקה. תיאור שיטה זו הוא, למיטב ידיעתנו, הראשון להעריך את האפשרות של מחט אוקטובר מבוסס של גידולי כליה.הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
ההליך הציג מתקיים תחת פרוטוקול מחקר שאושר על ידי מועצת המנהלים מוסדי הסקירה של המרכז הרפואי האקדמית באמסטרדם, מספר רישום NL41985.018. נכתב הסכמה מהדעת נדרש מכל המשתתפים.
מערכת .1
- לצורך ניסוי זה, להשתמש במערכת אוקטובר תחום פורייה, הפועל באורך גל להקה 1,280-1,350 nm 13. interferometry נמוכות לכידות תחום פורייה מאפשר סריקה רציפה אשר מגבירה את מהירות רכישת נתונים בהשוואה למערכות אוקטובר תחום בזמן הדור הראשון. הערה: מערכת אוקטובר היא ממשק עם בדיקה סיבים אופטית, סריקה הליקליים ב ~ 90 ° זווית. יש לו קוטר חיצוני של 2.7F (0.9 מ"מ) ואורך של 135 סנטימטר נעיץ. הבדיקה מתחברת לקונסולת אוקטובר באמצעות מנוע כונן ובקר אופטי (רציף הרכבה) עם מגוון נסיגה של 54 מ"מ. מערכי נתונים אוקטובר רכשו מורכבים של 541 תמונות חתך (B-סריקות) wה- i רזולוציה צירית של 15 מיקרומטר (איור 1, 2).
- כדי להבטיח מדידות מדויקות הנחתה ושחזור, לכייל על ידי מדידת μ אוקטובר להגדלת ריכוזים המבוססים על אחוז המשקל של תחליב שומן, (למשל, Intralipid) כפי שתוארו בעבר על ידי Kodach et al. 14, 15.
בקיצור:- לדלל אצווה סטנדרטי של 20% תחליב שומן עם H 2 O demineralized מנת להגיע לריכוזים של 0.125, 0.250, 0.5, 1.0, 2.0, 4.0, 10, 15 ו- 20 אחוזים (המניה).
- מניחים את חללית אוקטובר ב -200 מיליליטר של תערובת תחליב שומן ולרכוש מדידת OCT.
- התייחסות צלב חילוץ μ אוקטובר ערכים עם ערכים ידועים בספרות.
- לדלל אצווה סטנדרטי של 20% תחליב שומן עם H 2 O demineralized מנת להגיע לריכוזים של 0.125, 0.250, 0.5, 1.0, 2.0, 4.0, 10, 15 ו- 20 אחוזים (המניה).
2. Time Out ומיקום חולה
- לפני שתתחיל בהליך, לבצע "פסק זמן" בדיקה שם, תאריך לידה, הליך, יחסי הציבורצד ocedural, שימוש נוגד קרישה, ואלרגיות.
- בהתאם למיקום הגידול, למקם את המטופל בכל עמדת פַּחֶסֶת נוטה או לרוחב. לספק למטופל תמיכה הולמת ולוודא אם הוא / היא מצפה להיות נוחה בתפקיד זה במשך תקופה של 20 עד 40 דקות.
- באמצעות אולטרסאונד (US) 16, בתרגום הגידול ולסמן את נקודת כניסת מחט על העור עם דיו קבוע.
הערה: בעת שימוש טומוגרפיה ממוחשבת (CT), להשתמש בתבנית הדרכת מחט גמישה למקם את המיקום המועדף של מחט הגישה.
3. לחיטוי ועיקור כורך
- לשים על כריכת כובע ופה כירורגית.
- נקה את העור סביב האתר לנקב באמצעות פתרון chlorhexidine / אלכוהול, נזהר שלא להסיר את סימן כניסת מחט ממוקם בעבר (שלב 2.3). חיטוי אזור רחב ימנע את הצורך בניקוי נוסף במקרה של מיצוב מחדש מחט גישה בלתי צפוי.
- עם regard של תוכן סטרילי, לפתוח את סט percutaneous לנקב המכיל: מזרק 10 מיליליטר, מחט שאיפה בוטה, מחט זריקת G 21, אזמל, מחט היכרויות קואקס 15 G, מחט נקז G 18, ו16 אקדח ביופסית ליבת G.
- לשטוף ידיים ביסודיות, החלת יד חיטוי לאחר מכן. לשים על חלוק ניתוחים וכפפות סטריליות.
- לכסות את החולה בסדינים מעוקרים.
- החל כיסוי סטרילי סביב הבדיקה אולטרסאונד ולתקן את מדריך המחט במקום.
4. אוקטובר הכנה
- הפעל את מסוף OCT ולהזין את פרטי מטופל בשדות המסומנים ID מטופל, שם משפחה, שם פרטיים ותאריך לידה (תאריך לידה) תוך שימוש בממשק הקונסולה.
- בהתייחס לתוכן סטרילי, לפרוק את החבילה המכילה אוקטובר בדיקה אוקטובר, כיסוי מזח הרכבה סטרילי, ומזרק luer נעילת 5 מיליליטר.
- החל כיסוי סטרילי אל מזח מסוף אוקטובר ההרכבה. המנחה את מזח ההרכבה שאינה סטרילי מחייבעזרה של עוזר.
- מלא את מזרק 5 מיליליטר עם 0.9% NaCl ולצרף אותו לנמל השטיפה. לשטוף את הבדיקה אוקטובר עד מים מופיעים בחלקו האחורי של כיסוי הבדיקה.
- טען את הבדיקה אוקטובר למזח ההרכבה. לאחר טעינת הבדיקה תהיה לסובב ופולטות אור אדום המאשר תפקוד תקין. השאר את הבדיקה בכיסוי המגן שלו במהלך שטיפה וטעינה כדי למזער את הסיכון לניזק.
- הסר את הבדיקה אוקטובר מהעטיפה שלו. מניחים את החללית על משטח קשה ולהשתמש אזמל כדי לקצר את הקצה. תקן את חלקו האחורי של החללית במהלך חיתוך, במטרה למזער את לחץ על הסיבים האופטיים ומנסרה. חותך 5 דיסטלי מ"מ ממנסרה, באמצעות האור הנפלט (אדום) לכיוון.
5. נקר
- להרדים את העור ושכבות עמוקות באמצעות ידוקאין 2% (20 מ"ג / מיליליטר). חכה מאפשרות לידוקאין ייכנס לתוקף כמה דקות. לשאול את החולה אם יש כאב.
- שימוש במדריך המחט, למקםמחט 15 G קואקס היכרויות אימות העמדה באמצעות הדמיה. אם המיקום הוא משביעת רצון, להסיר את האטם (ליבת מחט חדה).
- מניחים את מחט נקז G 18 דרך מחט ההיכרויות, פירסינג הגידול. שוב לוודא את המיקום של המחט עם הדמיה. אם המיקום הוא משביעת רצון להסיר את האטם.
- להאכיל את הבדיקה אוקטובר את מחט הנקז עד מרגיש התנגדות.
- בעוד תיקון הבדיקה אוקטובר, לחזור בו את מחט הנקז, חושף את הבדיקה אוקטובר לרקמת הגידול. שמירה על קצה מחט הנקז בתוך הגידול ממזערת מסתלסלת של חללית אוקטובר במהלך מחזורי נשימה. זה מוריד את הסיכון לניזק בדיקה.
- אוקטובר סריקה:
- בצע סריקת אוקטובר, עם הקונסולה נקבעה על 541 B-סריקות לכל בסיס הנתונים. מערכת אוקטובר משמשת כאן תבצע נסיגה אוטומטית על אורך של 5.4 סנטימטר ואינן דורש התאמות פרמטר ספציפיות.
- בדוק את הסריקה לאיכות, חפצים ואת המראה של רקמה מוצקה (איור 1 א). חפצים מופיעים לרוב להקות מעגליות כמו עומדות לצאת מהדפוס הרגיל אוקטובר (איור 1).
- החלף את הבדיקה אם חפצים נמשך לאחר rescanning.
- חזור על שלב 5.6 עד מינימום של 3 מערכי נתונים OCT נרכש.
- הסר את הבדיקה OCT ומחט נקז, משאיר את מחט ההיכרויות במקום.
- לחמש את אקדח ביופסית הליבה ולמקם אותו דרך מחט ההיכרויות, המאמת את העמדה בהדמיה.
- אם המיקום הוא משביעת רצון, לירות באקדח הביופסיה.
- הנח חומר ביופסיה במכל על פי מחלקה לפתולוגיה פרוטוקול. כאן, ביופסיות מניחים על צלחת פטרי עם שיבוץ נייר, רוויות מספיק עם 0.9% NaCl.
- בדוק את איכות ביופסית הליבה וחזור על שלב 5.9 ועד 5.10 מספיק חומר מתקבל.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
בין 25 הגידולים הראשונים (23 חולים), בסך של 24 נהלים אוקטובר המוצלחים בוצע. במקרה אחד תקלה בדיקה הובילה לחוסר היכולת לרכוש סריקת OCT. שתי תופעות לוואי (AE) התרחש, שמתוארות בפירוט בסעיף הדיון. מאפייני חולים כלליים נמצאים בטבלה 1.
קונסולת אוקטובר כבר מותקנת מראש תוכנה מספקת תמונות אוקטובר בזמן אמת לניתוח איכותי מיידי של מערכי נתונים שנרכשו. למדידות וניתוח הנחתה נוספות, ניתן לייצא את נתוני אוקטובר כ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
בפרסום זה אנו מדווחים על ההיתכנות של מלעורית, מחט, אוקטובר של הכליות מבוססות. זהו צעד ראשון חיוני בהתפתחות של אוקטובר לטכניקה קליני רלוונטית לבידול גידול, כפי שכונתה "אופטי ביופסיה". 25 החולים הראשונים שלנו הראו אוקטובר percutaneous להיות הליך קל ובטוח. יש ביופסיה אופטית שני יתרונות על פני ביופסיות ליבה קונבנציונליות. ראשית, הרכישה בזמן אמת והניתוח של נתונים אוקטובר יספק תוצאות אבחון מיידיות, לעומת 5-10 הימים של זמן עיבוד של פתולוגיה הקונבנציונלית. שנית, יש אוקטובר הפוטנ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
למחברי מאמר זה אין מה לחשוף.
תודות
עבודה זו ממומנת על ידי הקרן לריפוי סרטן, הקרן הטכנולוגית ההולנדית (STW) והארגון ההולנדי למחקר ופיתוח בריאות (ZonMw).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 15 גרם/7.5 ס"מ מחט מבוא קו-אקסיאלית | אנגיוטק, גיינסוויל, ארה"ב | MCXS1612SX | |
| 18 גרם/20 ס"מ מחט טרוקר | בישול רפואי, בלומינגטון, ארה"ב | DTN-18-20.0-U | |
| 16 גרם/20 ס"מ ביופסיה מהירה אקדח | בישול רפואי, בלומינגטון, ארה"ב | G07827 | |
| Ilumien Optis PCI Optimization System (OCT & FFR) | סנט ג'וד מדיקל, סנט פול, ארה"ב | C408650 | חלק מערכת השפירית. סנט ג'וד מדיקל, סנט פול, ארה"ב. (C4088643) |
| Dragonfly Duo Imaging Catheter | LightLab Imaging, ווסטפורד, ארה"ב | C408644 | חלק מ-Dragonfly Kit. St. Jude medical, סנט פול, ארה"ב. (C4088643) |
| כיסוי רציף סטרילי | CFI Med. Solutions, פנטון, ארה"ב | 200-700-00 | חלק מערכת שפירית. סנט ג'וד מדיקל, סנט פול, ארה"ב. (C4088643) |
| 5 מ"ל Luer-lock מזרק | Merit Med. Syst., דרום ג'ורדן, ארה"ב | C408647 | |
| מזרק 10 מ"ל | BD, פרנקלין לייקס, ארה"ב | 300912 | |
| 18 גרם מחט מילוי קהה | BD, פרנקלין לייקס, ארה"ב | 305180 | |
| 21 גרם מחט הזרקה | BD, פרנקלין לייקס, ארה"ב | 301155 | |
| אזמל סטרילי | BD, פרנקלין לייקס, ארה"ב | 372611 | |
| NaCl 0,9% תמיסת | בראון, Melsungen AG, גרמניה | 222434 | |
| Lidocaï ne תמיסת HCl 2% (20 מ"ג/מ"ל) | בראון, Melsungen AG, גרמניה | 3624480 | |
| ג'ל אולטרסאונד סטרילי, Aquasonic 100 | Parker Lab. Inc., פיירפילד, ארה"ב | GE424609 | |
| כיסוי אולטרסאונד סטרילי | Microtek Med., Alpharetta, ארה"ב | PC1289EU | |
| מיכל | |||
| פתולוגיה חבילת תוכנה AMIRA | FEI Visualization Sciences Group, Hillsboro, | פלטפורמת תוכנה ארה"ב לניתוח | |
| חבילת תוכנה FIJI (קוד פתוח) | קוד פתוח, http://fiji.sc/Fiji | תוכנת עיבוד תמונה בקוד פתוח |
מקורות
- Jemal, A., Siegel, R., Xu, J., Ward, E. Cancer statistics, 2010. CA Cancer J. Clin. 60, 277-300 (2010).
- Mathew, A., Devesa, S. S., Fraumeni, J. F., Chow, W. H. Global increases in kidney cancer incidence, 1973-1992. Eur. J. Cancer Prev. 11, 171-178 (2002).
- Volpe, A., et al. Contemporary management of small renal masses. Eur. Urol. 60, 501-515 (2011).
- Ljungberg, B., et al. EAU guidelines on renal cell carcinoma: the 2010 update. Eur. Urol. 58, 398-406 (2010).
- Donat, S. M., et al. Follow-up for Clinically Localized Renal Neoplasms. AUA Guideline, J. Urol. 190, 407-416 (2013).
- Faber, D. J., van der Meer, F. J., Aalders, M. C. G., van Leeuwen, T. G. Quantitative measurement of attenuation coefficients of weakly scattering media using optical coherence tomography. Optics Express. 12, 4353-4365 (2004).
- Xie, T. Q., Zeidel, M. L., Pan, Y. T. Detection of tumorigenesis in urinary bladder with optical coherence tomography: optical characterization of morphological changes. Optics Express. 10, 1431-1443 (2002).
- Barwari, K., et al. Differentiation between normal renal tissue and renal tumours using functional optical coherence tomography: a phase I in vivo human study. BJU. Int. 110, E415-E420 (2012).
- Barwari, K., et al. Advanced diagnostics in renal mass using optical coherence tomography: a preliminary report. J. Endourol. 25, 311-315 (2011).
- Cauberg, E. C., et al. Quantitative measurement of attenuation coefficients of bladder biopsies using optical coherence tomography for grading urothelial carcinoma of the bladder. J. Biomed. Opt. 15, 066013(2010).
- Bus, M. T., et al. Volumetric in vivo visualization of upper urinary tract tumors using optical coherence tomography: a pilot study. J. Urol. 190, 2236-2242 (2013).
- Wessels, R., et al. Optical coherence tomography in vulvar intraepithelial neoplasia. Journal of Biomedical Optics. 17, (2012).
- Yun, S. H., Tearney, G. J., de Boer, J. F., Iftimia, N., Bouma, B. E. High-speed optical frequency-domain imaging. Optics Express. 11, 2953-2963 (2003).
- Kodach, V. M., Kalkman, J., Faber, D. J., van Leeuwen, T. G. Quantitative comparison of the OCT imaging depth at 1300 nm and 1600 nm. Biomed. Opt. Express. 1, 176-185 (2010).
- Kinkelder, R., de Bruin, D. M., Verbraak, F. D., van Leeuwen, T. G., Faber, D. J. Comparison of retinal nerve fiber layer thickness measurements by spectral-domain optical coherence tomography systems using a phantom eye model. J. Biophotonics. 6, 314-320 (2013).
- Baxter, G. M., Sihdu, P. S. Ultrasound of the Urogenital System. , Thieme Medical Publishers Inc. New York, United States. (2006).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
