In Vivo, percutanea, Ago Based, Optical Coherence Tomography di masse renali
30 marzo 2015
La tomografia a coerenza ottica (OCT) è una tecnica di imaging ad alta risoluzione che consente l'analisi delle proprietà ottiche specifiche del tessuto, fornendo i mezzi per la differenziazione dei tessuti. Abbiamo sviluppato l'OCT basato su ago, fornendo immagini in tempo reale combinate con la differenziazione del tumore sul posto. Questa pubblicazione descrive un metodo per l'OCT percutaneo basato su ago di masse renali.
L'obiettivo di questo progetto è dimostrare la fattibilità della tomografia a coerenza ottica mediante ago percutaneo per le masse renali. Le conoscenze e l'esperienza acquisite nella tomografia a coerenza ottica, o OCT, vengono ora implementate in vivo nel rene. Lo sviluppo dell'OCT in una biopsia ottica è stato motivato dalla necessità clinica di una tecnica accurata e semplice.
Per la differenziazione tumorale. L'obiettivo è sviluppare la OCT fino a trasformarla in una biopsia ottica in grado di fornire immagini in tempo reale con differenziazione tumorale immediata. Questo video inizierà con una rappresentazione schematica dell'intera procedura.
In seguito, vi mostreremo il video reale della procedura che si svolge nelle nostre singole stanze di radiologia. Utilizzando l'ecografia, localizzare il tumore e segnare sul punto di ingresso dell'ago sulla pelle. Utilizzando un guida per ago, posizionare l'ago introduttore coassiale di calibro 15. Posizionare l'ago trocar di calibro 18 ed inserire la sonda OCT attraverso l'ago trocar.
Durante il fissaggio della sonda OCT, ritrarre l'ago trocar. Per esporre la sonda OCT, eseguire una scansione OCT. Rimuovere la sonda OCT e l'ago trocar.
Posizionare la pistola per biopsia attraverso l'ago introduttore. Se il posizionamento è soddisfacente, sparare la pistola per biopsia. In questa dimostrazione, utilizziamo il sistema OCT ilumien optis, disponibile in commercio, collegato a una sonda di imaging intravascolare dragonfly duo.
Il duo dragonfly è una sonda rotazionale che esegue una scansione ad un angolo di 90 gradi. Ha un diametro esterno di 2,7 French, ovvero 0,9 millimetri, e una lunghezza inseribile di 135 centimetri. Prima di iniziare la procedura, viene eseguita una procedura di timeout.
A seconda della posizione del tumore, il paziente viene posizionato in decubito prono o laterale. Fornire al paziente un supporto adeguato e verificare se prevede di rimanere comodo in questa posizione. Nel corso di un periodo compreso tra 20 e 40 minuti, utilizzando l'ecografia, localizzare il tumore e segnare sul punto di ingresso dell'ago sulla pelle con inchiostro permanente, quindi pulire la pelle intorno al sito di puntura utilizzando una soluzione di alcol e clorhexidina.
Avendo cura di non rimuovere il segno precedentemente posizionato dell'ingresso dell'ago rispetto al contenuto sterile. Aprire il set per puntura percutanea, lavarsi accuratamente le mani applicando successivamente un disinfettante per le mani, indossare un camice chirurgico e guanti sterili. Coprire il paziente con camici sterili.
Applicare una copertura sterile sulla sonda ecografica e fissare il puntatore per ago alla sonda. Accendere la console e inserire i dati del paziente. Applicare la copertura sterile sul supporto di montaggio della console OCT.
Riempire la siringa da cinque millilitri con soluzione fisiologica allo 0,9% e attaccarla al portello di lavaggio della sonda. Lavare la sonda OCT finché non appare acqua nella parte distale della guaina della sonda. Inserire la sonda OCT nel supporto di montaggio, lasciando la sonda all'interno della sua guaina protettiva.
Durante il montaggio con risciacquo, ridurre al minimo il rischio di danneggiare la sonda. Posizionare la sonda su una superficie dura e utilizzare il bisturi per accorciarne la punta. Tagliare cinque millimetri a valle del prisma, utilizzando la luce emessa come riferimento.
Fissare la parte distale della sonda durante il taglio. Per ridurre al minimo la pressione sulla fibra e sul prisma, anestetizzare la cute e i tessuti profondi utilizzando lidocaina al 2%. Attendere alcuni minuti, consentendo alla lidocaina di fare effetto. Istruire il paziente a informare in caso di dolore.
Utilizzando una guida per ago, posizionare l'ago introduttore coassiale di calibro 15, verificando la posizione mediante imaging. Se il posizionamento è soddisfacente, rimuovere l'otturatore e inserire l'ago trocar di calibro 18 attraverso l'ago introduttore. Perforare il tumore, verificando la posizione dell'ago con l'imaging.
Se il posizionamento è soddisfacente, rimuovere l'otturatore. Inserire la sonda OCT all'interno dell'ago del trocar fino a quando si avverte una resistenza. Mentre si tiene fissa la sonda OCT, ritrarre l'ago del trocar per esporre la sonda al tessuto tumorale.
Mantenere la punta dell'ago del trocar all'interno del tumore riduce il rischio di piegamenti del fuso della sonda OCT durante i cicli respiratori, diminuendo così la probabilità di danneggiare la sonda. Eseguire una scansione OCT utilizzando una consolle impostata su 541 scansioni B per ogni dataset. Verificare la qualità della scansione, controllando la presenza di artefatti e l'aspetto del tessuto solido.
Ripetere la scansione fino a quando non vengono acquisite almeno tre serie di dati OCT. Rimuovere la sonda OCT e l'ago trocar, lasciando l'ago introduttore al suo posto. Armatizzare la pistola per biopsia a core e inserirla attraverso l'ago introduttore.
Verificare la posizione mediante imaging. Se il posizionamento è soddisfacente, attivare la pistola per biopsia e collocare il materiale bioptico in un contenitore seguendo il protocollo del reparto di anatomia patologica. Ripetere la biopsia fino a ottenere materiale sufficiente.
I file di dati grezzi e i file TIF vengono esportati dalla console OCT. Un volume 3D viene ricostruito dai dati grezzi utilizzando il pacchetto software Amira. Questo fornisce una panoramica tridimensionale della traiettoria scansionata.
È possibile osservare una chiara distinzione visiva mentre la scansione attraversa il tessuto solido, il tessuto adiposo perineale e termina all'interno dell'ago del trocar. I file TIFF esportati possono essere caricati in Fiji per essere visualizzati in 2D scorrendo attraverso le scansioni B sovrapposte. Combinando uno specchio e Fiji, un'area di interesse viene selezionata all'interno dell'area di interesse.
Vengono selezionati B-scan equidistanti all'interno dei rispettivi B-scan. Il coefficiente di attenuazione può essere determinato lungo una linea retta che si irradia dal centro della sonda. Fiji offre la possibilità di tracciare i punti dati lungo la linea di attenuazione, creando un grafico.
La pendenza del grafico visualizzato rappresenta il coefficiente di attenuazione o la perdita di intensità del segnale per millimetro di penetrazione nei tessuti. Correlando le misurazioni di attenuazione ai risultati di istopatologia, è possibile ricavare valori soglia specifici per ciascun tipo di tessuto. Fornendo un metodo per la differenziazione dei tumori.
Un approccio percutaneo è essenziale per lo sviluppo della OCT in una biopsia ottica clinicamente applicabile. In questo video, ti abbiamo mostrato come eseguiamo la OCT percutanea guidata da ultrasuoni su una massa renale.
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Panoramica
Questo studio dimostra la fattibilità della tomografia a coerenza ottica (OCT) basata su ago per via percutanea per masse renali. La tecnica mira a fornire un'immagine in tempo reale e la differenziazione del tumore, soddisfacendo la necessità clinica di metodi diagnostici accurati e semplici.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Tomografia a coerenza ottica
- Immagini mediche
- Diagnostica oncologica
Sfondo
- La tomografia a coerenza ottica (OCT) è una tecnica di imaging ad alta risoluzione.
- Consente l'analisi delle proprietà ottiche specifiche dei tessuti.
- Lo sviluppo della OCT basata su ago permette un imaging in tempo reale.
- Questa tecnica è particolarmente utile per la differenziazione dei tumori.
Scopo dello studio
- Dimostrare la fattibilità della tomografia a coerenza ottica (OCT) con ago percutaneo.
- Implementare l'OCT in vivo nel rene.
- Sviluppare l'OCT in una biopsia ottica per una differenziazione accurata dei tumori.
Metodi Utilizzati
- Sviluppo di un sistema OCT basato su ago.
- Immagini in tempo reale di masse renali.
- Differenziazione immediata dei tumori.
- Rappresentazione schematica dell'intera procedura.
Risultati principali
- Implementazione con successo della OCT con ago nell'imaging renale.
- Dimostrate capacità di imaging in tempo reale.
- Raggiunta una differenziazione efficace dei tumori.
- Potenziale applicazione clinica nella biopsia ottica.
Conclusioni
- La OCT con ago è una tecnica promettente per la valutazione delle masse renali.
- Risponde alla necessità di metodi diagnostici accurati e semplici.
- Ulteriori ricerche potrebbero migliorarne l'utilità clinica.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
La tomografia a coerenza ottica (OCT) percutanea basata su aghi introduce una modalità di imaging quantitativa e in tempo reale per la caratterizzazione delle masse renali, affrontando i limiti delle tecniche di imaging e biopsia convenzionali. Permettendo la differenziazione immediata dei tumori attraverso coefficienti di attenuazione specifici per il tessuto, questo approccio aumenta la sicurezza predittiva nel punto critico della diagnosi. L'integrazione di parametri quantitativi derivati dall'OCT supporta decisioni di portafoglio adattate al rischio e accelera la continuità traslazionale nella ricerca in oncologia renale.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- I coefficienti di attenuazione quantitativi consentono una differenziazione oggettiva dei tessuti ai fini della riduzione del rischio meccanicistico.
- L'imaging in tempo reale supporta la validazione funzionale della patologia delle masse renali in situ.
- Le metriche derivate dalla OCT facilitano una previsione affidabile nella selezione degli obiettivi e nel triage.
Sviluppo di screening e saggi
- I sistemi di imaging OCT validati forniscono letture riproducibili e quantitative per i flussi di lavoro di caratterizzazione dei tessuti.
- Misure di attenuazione standardizzate supportano lo sviluppo di saggi per la classificazione dei tumori.
- L'acquisizione dati in tempo reale consente uno screening rapido delle proprietà dei tessuti durante le procedure di biopsia.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- L'imaging OCT collega la scoperta alla validazione preclinica correlando parametri ottici con l'istopatologia.
- Gli output quantitativi guidano lo sviluppo di biomarcatori traslazionali per la valutazione delle masse renali.
- Permette una continuità tra l'imaging in vivo e l'analisi tissutale ex vivo nei modelli preclinici.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
La OCT basata su aghi si integra nelle fasi diagnostica e precoce di traduzione, affiancando i percorsi di imaging e biopsia nella valutazione delle masse renali.
- Biologia della scoperta: Consente la verifica delle ipotesi e la riduzione del rischio biologico mediante la differenziazione tissutale quantitativa.
- Screening: Fornisce output di imaging riproducibili e quantitativi per la prontezza e la standardizzazione dei saggi.
- Analisi: Fornisce coefficienti di attenuazione e dati di imaging 3D/2D per l'analisi comparativa dei tessuti.
- Ricerca traslazionale: Correla le metriche di imaging ottico con esiti istopatologici per la validazione di biomarcatori.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce una piattaforma di imaging e analisi riutilizzabile per tessuti renali e potenzialmente per altri tipi di tessuto.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva e riduce l'ambiguità meccanicistica nella caratterizzazione delle masse renali.
- Valore operativo: Migliora la standardizzazione, la riproducibilità e la scalabilità dei flussi di lavoro per l'imaging dei tessuti.
- Valore strategico: Supporta decisioni informate di prosecuzione/cessazione e riduce il rischio biologico in fasi avanzate nei portafogli di oncologia renale.
- Impatto sul portafoglio: Permette la priorizzazione e la promozione di programmi diagnostici e terapeutici adeguati al rischio.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze nell'uso dell'imaging OCT, nella manipolazione della sonda e nell'analisi quantitativa dei dati.
- Richiede l'accesso a strumentazione OCT specializzata e a software analitici compatibili (ad esempio, Amira, Fiji).
- Necessita di una standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro per i protocolli di imaging e l'interpretazione dei dati.
- Potrebbe essere necessaria un'adattamento per diversi tipi di tessuto o localizzazioni anatomiche.
- I limiti pratici includono la fragilità della sonda e la necessità di una correlazione con l'istopatologia per la validazione delle soglie di cutoff.
