Multispettrali in tempo reale immagini a fluorescenza per il rilevamento intraoperatoria del linfonodo sentinella in Oncologia Ginecologica

Summary

L'imaging di fluorescenza è una modalità innovativa per l'immagine promettente chirurgia guidata in oncologia chirurgica. In questo video possiamo descrivere la procedura tecnica per la rilevazione del linfonodo sentinella mediante imaging di fluorescenza come esposti in ginecologiche oncologicy. Un sistema di telecamere multispettrali di fluorescenza, insieme con l'agente fluorescente verde indocianina, viene applicata.

Abstract

La prognosi in quasi tutti i tumori solidi dipende dalla presenza o assenza di metastasi linfonodali. ^1-3 Il trattamento chirurgico il più delle volte combina l'asportazione radicale del tumore con una linfoadenectomia completa nel bacino idrografico del tumore. Tuttavia, l'asportazione dei linfonodi è associata ad un aumento della morbilità a causa di infezioni, rottura delle ferite e linfedema. ^4,5 In alternativa, la procedura del linfonodo sentinella (SLN) è stato sviluppato da diversi decenni fa per rilevare il primo nodo linfodrenante dal tumore . ⁶ In caso di diffusione lymphogenic, il SLN è il primo linfonodo che è interessato (Figura 1). Quindi, se il linfonodo sentinella non contiene metastasi, nei linfonodi a valle sarà inoltre libera da metastasi tumorali e non devono essere rimossi. La procedura di SLN è parte del trattamento per molti tipi di tumore, come il cancro della mammella e del melanoma, ma anche per il cancro della vulva e della cervice. ⁷ L'attuale metodologia standard per SLN-rilevamento mediante iniezione peritumorale di radiocolloid un giorno prima dell'intervento, e un colorante intraoperatoriamente. Svantaggi della procedura di cancro cervicale e vulvare sono iniezioni multiple nella zona genitale, con conseguente aumento disagio psicologico per il paziente, e l'uso di colloidi radioattivi.

Multispettrali di imaging di fluorescenza è una metodica di imaging emergente che può essere applicato durante l'intervento senza la necessità di iniezione di radiocolloid. Per intraoperatorio fluorescenza imaging, due componenti sono necessari: un agente fluorescente e un sistema quantitativo ottico per l'imaging intraoperatorio. Come un fluoroforo abbiamo usato indocianina verde (ICG). ICG è stato usato per molti decenni per valutare la funzione cardiaca, la perfusione cerebrale e perfusione epatica. ⁸ Si tratta di un farmaco inerte di una cassaforte farmaco-biologico profilo. Quando sono eccitati a circa 750 nm, emette luce nel vicino infrarosso dello spettro intorno a 800 nm. Una misura di fluorescenza multispettrale sistema termocamera è stata utilizzata. ^9.

Lo scopo di questo articolo il video è quello di dimostrare la rilevazione del linfonodo sentinella con intraoperatorio fluorescenza imaging in pazienti con cancro cervicale e vulvare. Fluorescenza imaging è utilizzato in combinazione con la procedura standard, composto da radiocolloid e un colorante blu. In futuro, l'imaging intraoperatorio fluorescenza potrebbe sostituire l'attuale metodo ed è anche facilmente trasferibile ad altre indicazioni come il cancro della mammella e melanoma.

Protocol

1. Intraoperatoria Camera fluorescenza multispettrale

1. Una misura sistema di telecamere è stato sviluppato presso sviluppato presso l'Istituto per il biologico e Medical Imaging (IBMI, Università Tecnica / Helmholtz Zentrum di Monaco di Baviera, Germania) in stretta collaborazione con SurgOptix (SurgOptix Inc, Redwood Shores, CA, USA). L'installazione del sistema di fluorescenza multispettrale fotocamera intraoperatoria è illustrato nella figura 2.
2. Luce passa attraverso un sistema di ottiche ed è separata in luce visibile, luce alla (fluorescenza) della lunghezza d'onda di emissione e luce alla lunghezza d'onda di eccitazione banda. Questi bundle vengono rilevati da telecamere CCD (CCD) (Figura 2). Multi-spettrale segnali provenienti da tutte le telecamere sono trattati al fine di correggere gli artefatti e la resa quantitativa vero fluorocromo bio-distribuzione. Colori e segnali di fluorescenza possono essere visualizzati come immagini separate su monitor esterno o sovrapposti in una sola immagine.
3. I filtri di eccitazione ed emissione della fotocamera sono impostate nel documento di misura per la raccolta a 750 nm e 800 ± 20 nm rispettivamente.

2. Ottica di contrasto Preparazione agente

1. L'agente di contrasto fluorescente verde indocianina (ICG, Pulsion AG, Monaco di Baviera, Germania) è preparato in condizioni sterili. Una concentrazione di 0,5 mg / ml viene utilizzato. E 'importante utilizzare acqua distillata sterile e non cloruro di sodio (NaCl), in quanto quest'ultimo causerà l'ICG di aggregare.
2. Dopo la preparazione, la soluzione deve essere conservata in un luogo buio e fresco per evitare il deterioramento veloce della fluorescenza di sbiancamento. Nota: da questo punto in avanti mantenere l'ICG riparo dalla luce.

3. Intraoperatoria Imaging - Configurazione e Iniezione di ICG

1. La telecamera è posizionata e avviato in sala operatoria prima dell'intervento chirurgico per ridurre al minimo le interferenze con la procedura chirurgica standard, e collegata alla schermi ad alta definizione (Figura 2B).
2. La fotocamera è coperto in standard teleria sterile (Carl Zeiss Vision BV, Sliedrecht, Paesi Bassi, REF Drape OPMI 306071) dallo sperimentatore in sterile o abbigliamento.
3. Nota: si ha cura di utilizzare solo agenti disinfettanti chiara, colorata come agenti disinfettanti sono spesso autofluorescenti e potrebbe interferire con la procedura di imaging. Inoltre, teleria sterile e marcatori chirurgiche possono essere autofluorescenti. Si consiglia di testare tutti i materiali utilizzati nel campo OR e il sistema operativo di autofluorescenza prima della chirurgia.
4. L'agente di contrasto fluorescente verde indocianina (ICG) è preparato in condizioni sterili. Una concentrazione di 0,5 mg / ml viene utilizzato. E 'importante utilizzare acqua distillata sterile e non NaCl, in quanto quest'ultimo causerà l'ICG di aggregare. Dopo la preparazione, la soluzione deve essere conservata in un luogo buio e fresco per evitare il deterioramento veloce della intensità di fluorescenza. Nota: si consiglia di cambiare i guanti dopo la preparazione ICG, come anche una piccola quantità di fuoriuscita di ICG può influenzare la qualità dell'immagine.
5. La procedura di imaging inizia dopo l'apertura dell'addome. Quando l'area di interesse è esposta, la fotocamera è manovrato nel campo operativo. Lo zoom e messa a fuoco vengono regolati in condizioni sterili. Le luci in sala operatoria sono spenti per un migliore rilevamento del segnale di fluorescenza.
6. 1,0 mL di 0,5 mg / ml ICG è mescolato con 1,0 mL dello standard colorante blu (blu di brevetto / bleu patente, Guerbet, Francia) in una siringa. Il chirurgo inietta il mezzo di contrasto in quattro quadranti intorno al tumore primario, evitando di versare l'agente. Nota: in caso di fuoriuscita di ICG i guanti chirurgici, è necessario cambiare i guanti. Immagini fisse o video in tempo reale vengono acquisiti del flusso linfatico e l'aspetto del nodo fluorescenti linfonodi sentinella (Figura 3). Tutte le immagini ei video vengono salvati direttamente sul computer.
7. Oltre a fluorescenza, il linfonodo sentinella è anche rilevata in base al protocollo standard, utilizzando una sonda gamma o mediante ispezione visiva per una colorazione blu, o entrambi. Il tracciante radioattivo viene generalmente somministrato un giorno prima dell'intervento, dopo che un lymphoscintigram viene eseguita per la rilevazione di un SLN radioattivo. Questa è parte della procedura standard e non ha posto nel protocollo di imaging di fluorescenza.
8. In tempo reale l'asportazione del linfonodo sentinella è guidata da entrambe le colorazione a fluorescenza e blu dei linfonodi. Il tempo reale caratteristica della fotocamera consente di rilevare per ogni residuo fluorescenza o localizzazioni inaspettato di nodi fluorescenti.
9. Dopo l'asportazione del linfonodo sentinella, ex vivo le immagini sono acquisite di tutti i linfonodi asportati per la presenza di un segnale fluorescente. Il tempo di esposizione può essere prolungata per una maggiore risoluzione durante la cattura delle immagini (Figura 4).
10. L'esame istopatologico dei linfonodi rivela la presenza ol'assenza di cellule tumorali nel linfonodo sentinella.

4. RRisultati epresentative

Linfonodi fluorescenti possono essere rilevati con un elevato rapporto segnale-background rapporto. Inoltre, il flusso di ICG attraverso i vasi linfatici possono essere monitorati in tempo reale, consentendo la mappatura dei linfonodi. I risultati possono essere influenzati da aumento della profondità del nodo, possibilmente che necessitano di procedure di illuminazione differenti per raggiungere il rilevamento. Futura applicazione di specifiche tumore agenti mirati a fluorescenza possono fornire rilevamento intraoperatoria del linfonodo sentinella positivo con le cellule tumorali con questa tecnologia.

Figura 1. Il linfonodo sentinella (SLN) teoria. SLN è il primo nodo linfatico drenante (s), dal tumore.

Figura 2. Quadro schematico del sistema di telecamere multispettrali di fluorescenza (A). La configurazione di base del sistema di telecamere in sala operatoria (B).

Figura 3. Multispettrali di imaging di fluorescenza di un linfonodo nel cancro vulvare. Immagine a colori di un linfonodo in vivo (A). Immagine di fluorescenza del linfonodo stesso, in vivo (B). Pseudocolori fluorescenza immagine sovrapposta l'immagine a colori (C).

Figura 4. Multispettrali di imaging di fluorescenza di un ex-vivo dei linfonodi nel tumore del collo dell'utero. Immagine a colori di un linfonodo ex vivo (A). Immagine di fluorescenza del linfonodo stesso, ex vivo (B). Pseudocolori fluorescenza immagine sovrapposta l'immagine a colori (C).

Discussion

Questo video mostra l'applicazione di multispettrali intraoperatorio tecnologia di imaging di fluorescenza per la rilevazione intraoperatoria del linfonodo sentinella (SLN) in oncologia ginecologica. La metodologia presenta alcuni vantaggi rispetto alla procedura convenzionale SLN. L'iniezione avviene durante l'intervento chirurgico stesso con il paziente anestetizzato, piuttosto che un giorno prima dell'intervento, che è più paziente-friendly, soprattutto nei tumori ginecologici. Inoltre, l'imaging intraoperatorio fornisce al chirurgo un riscontro visivo immediato del flusso di linfa e il suo modello di drenaggio per il linfonodo sentinella, piuttosto che indirettamente tramite un contatore Geiger-cassiere. Nel cancro del collo dell'utero, in cui i linfonodi si trovano in profondità nel bacino, questo può aiutare a migliorare il rilevamento.

Tuttavia, il più grande importanza sta nel passaggio verso l'alto in direzione di imaging mirato. Mirati mezzi di contrasto fluorescenti possono essere fusi con tumore anticorpi specifici o substrati specificamente alle cellule tumorali. In questo modo, l'imaging intraoperatorio fluorescenza ha un grande potenziale di modificare radicalmente la prassi corrente di chirurgia oncologica.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Indocianine Green (ICG)	Pulsion Medical Systems AG, Monaco di Baviera, Germania	D-81829	Viene utilizzata una soluzione di ICG in acqua distillata e non in NaCl 0,9%.
Brevetto blu / Brevetto Bleué	Guerbet	12322784
Acqua sterile per preparazioni iniettabili	B. Braun Medical
Sistema di telecamere a fluorescenza multispettrale	Institute for Biological and Medical Imaging (IBMI), Università Tecnica, Monaco di Baviera, Germania e SurgOptix Inc, USA	prototipo