Multispettrali in tempo reale immagini a fluorescenza per il rilevamento intraoperatoria del linfonodo sentinella in Oncologia Ginecologica
20 ottobre 2010
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.
L'obiettivo generale del seguente esperimento è il rilevamento intraoperatorio del linfonodo sentinella nel cancro cervicale o vulvare. Il linfonodo sentinella è il primo linfonodo drenante di un tumore. In questa procedura, un agente fluorescente, incy e green o ICG viene iniettato insieme al colorante blu standard attorno al tumore primario.
La soluzione verrà spinta al primo linfonodo drenante. Un sistema di telecamere a fluorescenza multispettrale intraoperatoria su misura, installato in sala operatoria prima dell'intervento chirurgico, registra in tempo reale gli eventi del flusso linfatico in vivo basati sul segnale fluorescente, sulla base di risultati in vivo, nonché i risultati ex vivo che indicano l'intensità del segnale fluorescente e il classico metodo di rilevamento della discromia blu. Il chirurgo è guidato nell'escissione del linfonodo sentinella.
Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti è che si tratta di una procedura in un'unica fase durante la quale la visualizzazione e l'escissione dei linfonodi avviene durante l'intervento chirurgico. Questa tecnologia di piattaforma può migliorare i concetti attuali in oncologia chirurgica, non solo fornendo al chirurgo informazioni anatomiche, ma allo stesso tempo fornendo un tracciamento dinamico della fluorescenza in tempo reale in vivo. Per eseguire questo protocollo, configurare la telecamera a fluorescenza multispettrale intraoperatoria, che in genere è personalizzata.
Il sistema qui mostrato è stato sviluppato presso l'Istituto per l'imaging biologico e medico di Monaco. In stretta collaborazione con SEARCHs, viene utilizzato un laser per l'eccitazione della sonda fluorescente. I filtri della fotocamera sono regolati sulla fluorescenza nel vicino infrarosso con una lunghezza d'onda di eccitazione a 750 nanometri e una lunghezza d'onda di emissione di 800 più o meno 20 nanometri dopo che la luce di emissione passa attraverso il sistema ottico dove si separerà in luce visibile, fluorescenza intrinseca e fluorescenza nel vicino infrarosso.
Le telecamere CCD sono allineate per rilevare i fasci di luce separati in modo che i segnali multispettrali provenienti da tutte le telecamere vengano elaborati per produrre una vera biodistribuzione quantitativa del fluoro quattro. L'impostazione corregge anche gli artefatti. I monitor dei computer sulla consolle di controllo e all'interno della sala operatoria possono visualizzare segnali a colori e fluorescenti come immagini separate e sovrapposti in un'unica immagine in condizioni sterili.
Preparare il mezzo di contrasto fluorescente verde indocianina a una concentrazione di 0,5 milligrammi per millilitro in acqua distillata sterile. Non utilizzare soluzione salina in quanto ciò precipita il reagente, conservare immediatamente la soluzione in un luogo buio e fresco per evitare lo sbiancamento e preservare l'integrità del reagente ICG al fine di ridurre al minimo l'interferenza con la posizione standard della procedura chirurgica e avviare il sistema di telecamere in sala operatoria prima dell'intervento chirurgico e controllare i collegamenti agli schermi ad alta definizione per l'uso durante l'intervento chirurgico. Copri la telecamera con teli sterili standard utilizzando procedure e condizioni sterili, come mostrato nel video.
Prima di iniettare l'agente fluorescente. Posizionare la telecamera sopra il paziente ed esporre il campo di interesse. Regolare lo zoom per mettere a fuoco la telecamera e spegnere le luci in sala operatoria per un migliore rilevamento del segnale fluorescente.
Siringa Lotus con un millilitro di 0,5 milligrammi per millilitro, ICG e uguale volume di colorante blu standard. Iniettare con cautela l'agente fluorescente in quattro quadranti attorno al tumore primario e cercare di evitare fuoriuscite in caso di fuoriuscita di ICG sui guanti chirurgici. Basta cambiare i guanti durante la procedura.
Manovrare la telecamera per garantire una registrazione continua dell'area di interesse. Acquisisci immagini fisse o video in tempo reale del flusso linfatico e dell'aspetto del linfonodo sentinella fluorescente. Un tempo di esposizione compreso tra 180 e 200 millisecondi produrrà buoni video.
Salvare tutti i dati sul computer per analisi future. L'ispezione visiva per lo scolorimento del blu causato dall'iniezione di blu pervio viene eseguita come parte standard della procedura utilizzando le immagini a fluorescenza registrate simultaneamente come guida. Viene eseguita l'escissione in tempo reale del linfonodo sentinella.
L'imaging in tempo reale aiuta a rilevare i linfonodi fluorescenti in localizzazioni impreviste, acquisire immagini ex vivo di tutti i linfonodi di assalita in modo sequenziale per la presenza di fluorescenza. È possibile utilizzare tempi di esposizione più lunghi durante l'acquisizione di immagini fisse. Il linfonodo sentinella viene inviato per l'analisi istopatologica per rilevare la presenza o l'assenza di cellule tumorali.
La potenza del rilevamento intraoperatorio di un linfonodo sentinella con questo protocollo di imaging a fluorescenza multispettrale è dimostrata in questo esempio di un'immagine a fluorescenza multispettrale in vivo di un linfonodo nel cancro vulvare. Il linfonodo fluorescente nella regione inguinale prima dell'escissione è chiaramente visualizzato. In questo breve filmato, mostriamo il rilevamento in tempo reale del linfonodo sentinella basato sulla fluorescenza in una paziente con carcinoma cervicale.
Qui rappresentiamo un'immagine ex vivo di un linfonodo nel cancro cervicale. L'immagine a colori del linfonodo è stata sovrapposta all'immagine a fluorescenza dello stesso linfonodo utilizzando una pseudo scala di colori per produrre un'immagine chiara con un alto rapporto segnale/sfondo. Questa tecnica non solo ha aperto la strada ai ricercatori nel campo dell'oncologia chirurgica della resezione guidata da immagini del linfonodo sentinella, ma offre anche possibilità di imaging mirato al tumore specifico per la valutazione del margine tumorale e interventi su misura per il paziente in pazienti con tumori solidi e possibili metastasi regionali locali.
Quindi, dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona impressione dell'imaging a fluorescenza intraoperatoria in tempo reale dei linfonodi sentinella nel cancro ginecologico.
Panoramica
Questo articolo presenta un approccio innovativo per il rilevamento intraoperatorio dei linfonodi sentinella in oncologia ginecologica mediante imaging a fluorescenza. La tecnica migliora la visualizzazione del flusso linfatico e facilita l'escissione dei linfonodi durante l'intervento chirurgico.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Chirurgia Oncologica
- Imaging a Fluorescenza
- Tecniche Intraoperatorie
Sfondo
- Il linfonodo sentinella è il primo linfonodo a ricevere il drenaggio da un tumore.
- Agenti fluorescenti come l'indocianina verde (ICG) vengono utilizzati per migliorare la visualizzazione.
- I metodi esistenti spesso non dispongono di capacità di imaging in tempo reale.
- L'imaging fluorescente multispettrale fornisce un feedback dinamico durante l'intervento chirurgico.
Scopo dello studio
- Migliorare il rilevamento dei linfonodi sentinella nei pazienti affetti da cancro della cervice e della vulva.
- Dimostrare l'efficacia dell'imaging fluorescente in tempo reale durante gli interventi chirurgici.
- Fornire una procedura in un unico passaggio per la visualizzazione e l'escissione dei linfonodi.
Metodi Utilizzati
- Iniezione di ICG e colorante blu standard attorno al tumore primario.
- Utilizzo di un sistema personalizzato di telecamera a fluorescenza multispettrale.
- Monitoraggio in tempo reale del flusso linfatico e visualizzazione dei linfonodi.
- Escissione dei linfonodi guidata dall'imaging a fluorescenza.
Risultati principali
- Visualizzazione con successo dei linfonodi sentinella in tempo reale.
- Rilevamento migliorato dei linfonodi in sedi inaspettate.
- Chiara differenziazione tra linfonodi fluorescenti e non fluorescenti.
- Potenziale miglioramento dei risultati chirurgici in oncologia ginecologica.
Conclusioni
- L'imaging a fluorescenza contribuisce in modo significativo al rilevamento intraoperatorio dei linfonodi sentinella.
- Questa tecnica potrebbe portare a resezioni tumorali più precise.
- Applicazioni future potrebbero estendersi alla valutazione dei margini tumorali e a interventi personalizzati.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale Esecutiva
L'imaging intraoperatorio con fluorescenza affronta una sfida fondamentale nell'oncologia chirurgica: la necessità di una guida in tempo reale e anatomicamente precisa durante la biopsia del linfonodo sentinella. Permettendo una visualizzazione dinamica del flusso linfatico e l'identificazione dei linfonodi senza ricorrere al radio-colloide, questo metodo aumenta l'affidabilità predittiva nella stadiazione linfonodale e riduce la complessità procedurale. L'integrazione di questa tecnica nei flussi di lavoro dell'oncologia ginecologica rappresenta un approccio per ridurre i rischi nelle decisioni chirurgiche e migliorare la concordanza tra i reperti intraoperatori e gli esiti istopatologici.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Consente l'analisi dei percorsi di disseminazione linfatica nei modelli di tumore solido.
- Valore operativo: Fornisce una piattaforma riproducibile per la validazione funzionale delle ipotesi relative alle metastasi linfonodali.
Sviluppo di screening e saggi
- Valore scientifico: Genera letture quantitative di fluorescenza per la biodistribuzione del tracciante linfatico.
- Valore operativo: Supporta la standardizzazione dei protocolli di imaging intraoperatorio tra diversi siti chirurgici.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Collega l'imaging linfatico nella fase di scoperta al rilevamento clinicamente rilevante durante l'intervento chirurgico.
- Valore operativo: Favorisce la continuità tra la validazione ex vivo e la guida chirurgica in vivo.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il metodo si colloca all'intersezione tra biologia della scoperta e ricerca chirurgica traslazionale, consentendo la validazione in tempo reale di ipotesi sul traffico linfatico che guidano la validazione degli obiettivi e le strategie di intervento basate su biomarcatori.
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica di ipotesi sui meccanismi di metastasi linfatica in modelli preclinici.
- Screening: Fornisce dati quantitativi e in tempo reale sulla biodistribuzione per l'ottimizzazione dei traccianti e la preparazione dei saggi.
- Analisi: Permette la quantificazione del rapporto segnale-rumore e la mappatura spaziale dei nodi fluorescenti per l'analisi comparativa tra diverse condizioni.
- Ricerca traslazionale: Collega le prestazioni dell'agente fluorescente all'accuratezza del rilevamento intraoperatorio in sistemi pertinenti alla malattia.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce una piattaforma di imaging riutilizzabile, adattabile a diverse indicazioni di tumori solidi oltre l'oncologia ginecologica.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Riduce l'ambiguità meccanicistica nei modelli di metastasi linfatica mediante visualizzazione diretta intraoperatoria.
- Valore operativo: Migliora la standardizzazione e la riproducibilità del rilevamento del linfonodo sentinella tra diversi team chirurgici.
- Valore strategico: Perfeziona le decisioni di proseguimento o interruzione della procedura chirurgica riducendo le valutazioni nodali falsamente negative.
- Impatto sul portafoglio: Consente una priorizzazione degli interventi chirurgici adeguata al rischio, basata sullo stato nodale in tempo reale.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche nell'uso di strumentazione per imaging a fluorescenza e nella manipolazione del tracciante durante l'intervento chirurgico.
- È subordinato all'accesso a sistemi personalizzati di telecamere multispettrali dotati di filtri per eccitazione e emissione nella regione del vicino infrarosso (NIR).
- Necessita di una coordinazione interdisciplinare tra i team chirurgico, di imaging e di anatomia patologica per allineare i protocolli.
- Deve tenere conto della autofluorescenza tissutale e della variabilità del segnale di fondo tra diverse popolazioni di pazienti.
- Richiede una corretta manipolazione e conservazione dell'indocianina verde per prevenire la fotodegradazione e garantire l'integrità del segnale.
