이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.

방법 논문

비보, 경피적, 니들 기반, 신장 질량의 빛 간섭 단층 촬영에서

8K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/52574

⸱

2015년 3월 30일

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Urology, Academic Medical Center, 2Department of Biomedical Engineering and Physics, Academic Medical Center, 3Department of Radiology, Academic Medical Center

이 논문에서

요약

Optical Coherence Tomography(OCT)는 조직 분화 수단을 제공하는 조직 특이적 광학적 특성을 분석할 수 있는 고해상도 이미징 기술입니다. 우리는 바늘 기반 OCT를 개발하여 즉석 종양 분화와 결합된 실시간 이미징을 제공했습니다. 이 간행물은 신장 종괴의 경피적 바늘 기반 OCT 방법을 설명합니다.

초록

Optical Coherence Tomography(OCT)는 근적외선의 후방 산란을 기반으로 하는 초음파 이미징과 광학적으로 동일합니다. OCT는 2-3mm의 효과적인 조직 침투에서 15μm 축 해상도의 실시간 이미지를 제공합니다. OCT 이미지 내에서 조직 침투 밀리미터당 신호 강도의 손실, 감쇠 계수가 계산됩니다. 감쇠 계수는 조직 특이적 특성으로, 조직 분화를 위한 정량적 매개변수를 제공합니다.

지금까지 신장 종괴 치료 결정은 주로 MRI 및 CT 영상 특성, 연령 및 동반 질환에 기초하여 이루어졌습니다. 그러나 이러한 매개변수와 진단 방법은 신장 종괴의 악성 가능성을 진정으로 감지하기에는 기교가 부족합니다. 성공적인 코어 생검 또는 미세침 흡인은 95-100% 범위의 민감도와 특이도를 모두 갖춘 객관적인 종양 분화를 제공합니다. 그러나 전체적으로 10-20%의 비진단율이 예상되며, SRM의 경우 최대 30%까지 예상되며, 추가 생검 절차가 자주 필요하기 때문에 진단 과정이 지연됩니다.

우리는 OCT를 광학 생검으로 개발하여 즉석 종양 분화와 결합된 실시간 이미징을 제공하는 것을 목표로 합니다. 이 간행물은 신장 종괴의 경피적 바늘 기반 OCT에 대한 자세한 단계별 접근법을 제공합니다.

서론

지난 수십 신장 대중 1, 2의 발생률이 꾸준히 증가를 보여 주었다. 지금까지 신장 질량 치료 결정은 주로 MRI 및 CT 결상 특성, 나이 및 동반 질환에 기초하여 이루어지고있다. 그러나 이러한 진단 방법과 임상 매개 변수는 진정으로 신장 대량의 악성 가능성을 감지하는 기교가 부족하다. 핵심 조직 검사 또는 병리학 적 평가 (진단)에 대한 충분한 조직과 미세 침 흡인는 95~100% 3의 범위에서 민감도와 특이도 모두 객관적인 종양의 분화를 제공합니다. 따라서 조직 검사는 의심 신장 대중 4,5의 평가에 동의를 얻고있다. 그러나, 충분한 조직없이 생검 지연, 진단 또는 신장 실질 (비 - 진단) 정상에 전체 10 내지 20 %의 비율로 발생하고, 심지어 작은 신장 질량의 30 % 이하로 (<4cm, SRM들)을 수립 추가적인 대한 필요성으로 인해 자주 진단 과정조직 검사 절차 3,5.

광 결맞음 단층 영상 OCT (는) 신장 질량 분화에서 상기 장애물을 극복 할 수있는 잠재력을 갖는 신규 한 영상 기법이다. 근적외선 빛의 후방 산란에 기초하여, OCT를 2~3mm의 효과적인 조직 침투에 15㎛의 축 해상도 이미지를 제공한다 (도 1, 2). 조직 침투, 조직 특이 광산란 얻어진의 밀리미터 당 신호 세기의 손실 감쇠 계수로 표현된다 (μ OCT를 mm -1). 페이버 등 (6)에 의해 설명 된 바와 같이. 조직 학적 특성은 조직의 분화 (그림 3)에 대한 정량적 매개 변수를 제공 간섭 단층 값을 μ 상관 관계가 될 수있다.

발암 동안, 악성 세포는 수가 증가와 함께 더 크고 불규칙적 인 모양을 표시 핵 더 높은 굴절률 및 더 활성 미토콘드리아. 인해 세포 성분이 과발현, μ OCT의 변화에 영향을받지 양성 종양 조직 또는 악성 종양 (7)에 비교할 때 예상 할 수있다.

최근에 우리는 양성과 악성 신 대중 8,9 구별하는 표면의 OCT 능력을 공부했다. 16 명의 환자에서 종양 조직의 수술 중의 OCT 측정은 외부 배치의 OCT 프로브를 사용하여 수득 하였다. 동일한 환자의 조직의 영향을받지 않고 측정의 OCT 구성된 제어 암. 정상 조직은 종양의 OCT 분화 잠재력을 확인하는 악성 조직에 비해 상당히 낮은 중앙값 감쇠 계수를 나타내었다. 이러한 정량 분석은 이러한 urothelial 암종 10,11 외음부 상피 종양 분화 12 악성 조직의 다른 유형의 등급에 유사한 방식으로 적용되었다.

ENT는 "> 우리는 실시간 이미징에 현장 종양의 분화와 결합. 본 연구의 목적은 기반 경피적 바늘을 설명하는 것입니다 제공, 광학 생검으로 OCT를 개발하는 것을 목표로, 환자의 10월 방법은 진단 고체 강화 신장 질량.이 방법의 설명은 우리가 알고있는, 최초의 신장 종양의 바늘의 가능성을 기반으로 OCT를 평가합니다.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

프로토콜

제시된 절차는 대학 의료 센터 암스테르담, 등록 번호 NL41985.018의 임상 시험 심사위원회의 승인을 연구 프로토콜에서 발생한다. 서면 동의서는 모든 참가자가 필요합니다.

1. 시스템

  1. 이 실험을 위해, 1,280-1,350 nm 파장 대역 (13)에서 동작하는, 푸리에 도메인의 OCT 시스템을 사용한다. 푸리에 도메인 저 코 히어 런스 간섭계는 제 세대 시간 영역의 OCT 시스템에 비해 데이터 획득 속도를 증가 연속 스캔을 허용한다. 주 : OCT 시스템은 90 ° 각도로 나선형 ~, 광섬유 탐침을 스캔 인터페이스된다. 그것은 2.7F의 외경 (0.9 mm)와 135cm의 삽입 길이를 가지고있다. 프로브는 54mm의 철수 범위와 구동 모터 및 광 컨트롤러 (설치 독)를 통해 OCT의 콘솔에 연결합니다. 인수의 OCT 데이터 세트는 541 단면 이미지 (B-스캔) w 구성15 ㎛, 축 해상도 i 번째 (도 1, 2).
  2. 정확하고 재현성있는 감쇠 측정을 보장하기 위해, 측정함으로써 교정 μ 10월 Kodach 등. (14) (15)에 의해 전술 한 바와 같이 (예 Intralipid) 지방 에멀젼의 중량 퍼센트에 기초하여 증가하는 농도에 대한.
    한마디로 :
    1. 0.125, 0.250, 0.5, 1.0, 2.0, 4.0, 10, 15 및 20 (주) 퍼센트의 농도를 달성하기 위해 탈염 H 2 O와 20 %의 지방 유제의 표준 배치를 희석.
      1. 지방 에멀젼 혼합물 200ml에 프로브의 OCT를 놓고 측정의 OCT를 획득.
      2. 상호 참조 문헌에 알려진 값 μ 10월 값을 추출 하였다.

2. 타임 아웃 및 환자 위치

  1. 절차를 시작하기에 앞서, 이름, 생년월일, 절차, 홍보의 날짜를 확인 "시간을"수행ocedural 측, 항응고제 사용, 알레르기.
  2. 종양의 위치에 따라 하나 또는 경향 측와위에서 환자를 배치했다. 적절한 지원과 함께 환자를 제공하고 그 / 그녀가 20 ~ 40 분 동안의이 위치에 편안하게 기대하는 경우 확인합니다.
  3. 초음파 (US) (16)를 사용하여, 종양 지역화 영구 잉크로 피부에 바늘 엔트리 포인트를 표시한다.
    참고 : 컴퓨터 단층 촬영 (CT)를 사용하는 경우, 액세스 바늘의 원하는 위치를 국산화 유연한 바늘 안내 템플릿을 사용합니다.

3. 소독과 멸균 드레이핑

  1. 외과 모자와 입을 커버를 착용 할 것.
  2. (2.3 단계) 이전에 배치 바늘 항목 표시를 제거하지 않도록주의하면서, 클로르헥시딘 / 알코올 용액을 사용하여 천자 사이트 주위의 피부를 청소합니다. 넓은 지역을 소독하는 것은 예기치 않은 액세스 바늘 위치 변경시 추가 청소의 필요성을 방지 할 수 있습니다.
  3. R로10 ML의 주사기, 무딘 흡인 바늘, 21 G 주사 바늘, 메스, 15 G 동축의 도입 니들, 18 G 투관침 바늘 및 16 : 멸균 내용의 egard가 포함 된 경피적 천자 세트를 엽니 다 G 코어 생검 총.
  4. 이후 손 소독제를 적용, 철저하게 손을 씻으십시오. 수술 가운 및 멸균 장갑을 착용 할 것.
  5. 멸균 커튼에서 환자를 커버.
  6. 초음파 프로브 주위에 살균 커버를 적용하고 장소에 봉침을 수정합니다.

4. 10월 준비

  1. OCT의 콘솔을 시작하고 콘솔 인터페이스를 사용하여 환자 ID 표시된 필드, 성, 이름과 생년월일 (생년월일)에서 환자 정보를 입력합니다.
  2. 멸균 내용과 관련하여, 간섭 단층 조사, 멸균 장착 독 커버하고, 5 ml의 루어 잠금 주사기를 포함 OCT의 패키지 압축을 풉니 다.
  3. OCT의 콘솔 설치 독 멸균 커버를 적용합니다. 비 멸균 장착 독을 필요 안내조수의 도움이됩니다.
  4. 0.9 % NaCl로 5 ML의 주사기를 입력하고 플러싱 포트에 연결합니다. 물이 프로브 커버의 말단 부분에 나타날 때까지 OCT의 프로브를 세척합니다.
  5. 장착 도크에 OCT의 프로브를로드합니다. 회전과 적절한 기능을 확인 붉은 빛을 방출한다 프로브를로드 한 후. 세척 및 손상의 위험을 최소화하기 위해로드시의 보호 커버에 프로브를 남겨주세요.
  6. 표지에서 OCT의 프로브를 제거합니다. 딱딱한 표면에 프로브를 놓고 끝을 단축하기 위해 메스를 사용합니다. 광섬유와 프리즘에 압력을 최소화하기 위해 절단시 프로브의 선단부를 고정한다. 방향을 방출 (적색) 빛을 사용하여, 프리즘에서 5mm의 말단을 잘라.

5. 펑크

  1. 피부와 2 % 리도카인을 사용하여 깊은 층 (20 ㎎ / ㎖)을 마취. 을 적용하려면 리도카인을 허용 몇 분 정도 기다립니다. 통증이있는​​ 경우 환자에게 문의하십시오.
  2. 봉침을 사용하여, 배치촬상 통해 위치 확인 15 G 동축의 도입 니들. 배치가 만족 스러우면, 밀폐 장치 (날카로운 바늘 코어)을 제거한다.
  3. 종양 피어싱, 도입 니들을 통해 18 G 투관침 바늘을 놓습니다. 다시 촬상와 바늘의 위치를​​ 확인한다. 배치가 만족스러운 경우 폐색을 제거합니다.
  4. 저항 느낌까지 투관침 바늘까지 OCT의 프로브를 공급.
  5. OCT의 프로브를 고정하고, 종양 조직으로의 OCT 프로브 노출 투관침 바늘 후퇴. 종양 내 투관침 바늘의 끝을 유지하는 것은 호흡 사이클 동안 OCT의 프로브의 꼬임을 최소화한다. 이것은 프로브 손상의 위험을 낮춘다.
  6. 10월 검색 :
    1. 데이터 세트 당 541 B-검사에서 설정 한 콘솔,의 OCT 검사를 수행합니다. 여기에 사용 된 시스템의 OCT 특정 파라미터 조정이 필요없는 5.4 cm의 길이에 걸쳐 자동 철수를 수행한다.
    2. (품질, 유물에 대한 스캔 및 고체 조직의 모양을 확인도 1a). 공예품은 가장 일반적으로 원형 띠가 정상의 OCT 패턴 (그림 1B)에서 밖으로 서 나타납니다.
    3. 유물을 다시 검사 후 지속되면 프로브를 교체합니다.
  7. 10월 3일 데이터 세트의 최소 때까지 단계를 반복 5.6 취득.
  8. 현재 위치에서 도입 니들을 떠나, OCT의 프로브와 투관침 바늘을 제거합니다.
  9. 핵심 생검 총을 팔과 영상의 위치를​​ 확인, 도입 니들을 통해 놓습니다.
  10. 위치 결정이 양호하면, 생검 총을 발사.
  11. 병리과 프로토콜에 따라 용기에 조직 검사 재료를 놓습니다. 여기에, 종이 속지 배양 접시에 장소 생검은 충분히 0.9 % NaCl로 포화.
  12. 핵심 조직 검사 품질을 확인하고 충분한 자료를 얻을 때까지 단계 5.9와 5.10를 반복합니다.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

결과

제 25 종양 (23 명) 중 24의 OCT 성공적인 절차 총 수행 하였다. 하나의 경우 프로브 고장의 OCT 검사를 취득 할 수 없다는되었다. 설명 부분에서 상세히 설명된다 (AE)가 발생한 두 부작용. 일반 환자의 특성은 표 1에 있습니다.

OCT를 콘솔 획득 한 데이터 세트의 즉각적인 질적 분석을 위해 리얼 타임 10 월 이미지를 제공하는 소프트웨어를 미리 설치했다. 추가 분석 및 감쇠 측정을 위해 OCT의 데이터는 원시 데이터, TIFF, DICOM 또는 AVI 포맷으로 내보낼 수 있습니다. 시월의 OCT 데이터가 자체 개발 한 소프트웨어를 사용하여 수행됩니다 μ의 정량 분석.

구적 소프트웨어를 사용하여 3 차원 볼륨은 RAW 데이터 (도 2A)에서 렌더링된다. 이 세 축을 따라 orthoslicing의 가능성과 스캔 탄도의 3D 개요를 ...

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

토론

이 책에서 우리는 신장, 10월 기반 경피적 바늘의 가능성에보고한다. 이것은 "광 조직 검사"로 불리는 종양의 분화에 대한 임상 적용 기술에의 OCT 개발에 필수적인 첫 번째 단계입니다. 우리의 첫 번째 25 명의 환자는 쉽고 안전한 절차로 경피적 OCT를 보여 주었다. 광학 생검은 기존의 핵심 조직 검사를 통해 두 가지 장점이있다. 먼저, OCT 데이터의 실시간 수집 및 분석은 종래 병리학 처리 시간 5-10 일 비해 즉각적인 진단 결과를 제공 할 것이다. 둘째, 종래의 간섭 단층 생검 20 % 비 - 진단 절차의 양을 줄일 수있다. 간섭 단층 검사가 perirenal 지방이나 영향을받지 신장 조직 (비 진단 결과를) 알 때 OCT의 운영자는 성공적으로 종양을 대상으로 OCT의 프로브 위치를 변경할 수 있습니다.

두 이상 반응 (AE)는 제 25 명 중 발생했습니다.첫째 AE는 나머지 0.9 % NaCl을 주입 한 후 해결 저혈압의 알려진 에피소드, 환자에...

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

공개 사항

이 기사의 저자는 공개할 것이 없습니다.

감사의 글

이 연구는 Cure for Cancer Foundation, Dutch Technology Foundation (STW) 및 Netherlands Organisation for Health Research and Development (ZonMw)의 지원을 받았습니다.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
15 G/7.5 cm Co-Axial Introducer NeedleAngiotech, Gainesville, USAMCXS1612SX
18 G/20 cm 투관침 바늘쿡 의료, 블루밍턴, 미국DTN-18-20.0-U
16 G/20 cm 퀵 코어 생검 GunCook 의료, 블루밍턴, 미국G07827
Ilumien Optis PCI 최적화 시스템(OCT & FFR)세인트 주드 메디컬, 세인트 폴, 미국C408650Dragonfly Kit.
세인트 주드 메디컬, 세인트 폴, 미국의 일부입니다. (C4088643)
Dragonfly Duo Imaging 카테터LightLab Imaging, Westford, USAC408644Dragonfly Kit.
St. Jude medical, St. Paul, USA의 일부입니다. (C4088643)
멸균 도크 커버CFI Med. 솔루션, Fenton, USA200-700-00Dragonfly Kit.
St. Jude medical, St. Paul, USA의 일부. (C4088643)
5 ml Luer-lock SyringeMerit Med. Syst., South Jordan, 미국C408647
10 ml 주사기BD, Franklin Lakes, 미국300912
18 G Blunt Fill NeedleBD, Franklin Lakes, USA305180
21 G Injection NeedleBD, Franklin Lakes, 미국301155
Sterile scalpelBD, Franklin Lakes, 미국372611
NaCl 0,9% 용액Braun, Melsungen AG, 독일222434
Lidocaï ne HCl 2%(20 mg/ml) 용액Braun, Melsungen AG, Germany3624480
Sterile Ultrasound Gel, Aquasonic 100Parker Lab. Inc., Fairfield, USAGE424609
Sterile Ultrasound CoverMicrotek Med., Alpharetta, USAPC1289EU
Pathology Container
AMIRA 소프트웨어 패키지FEI Visualization Sciences Group, Hillsboro, USA Software platform for 3D data analysis
FIJI 소프트웨어 패키지(오픈 소스)오픈 소스 http://fiji.sc/Fiji오픈 소스 이미지 처리 소프트웨어

참고문헌

  1. Jemal, A., Siegel, R., Xu, J., Ward, E. Cancer statistics, 2010. CA Cancer J. Clin. 60, 277-300 (2010).
  2. 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).
  3. Volpe, A., et al. Contemporary management of small renal masses. Eur. Urol. 60, 501-515 (2011).
  4. Ljungberg, B., et al. EAU guidelines on renal cell carcinoma: the 2010 update. Eur. Urol. 58, 398-406 (2010).
  5. Donat, S. M., et al. Follow-up for Clinically Localized Renal Neoplasms. AUA Guideline, J. Urol. 190, 407-416 (2013).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. Barwari, K., et al. Advanced diagnostics in renal mass using optical coherence tomography: a preliminary report. J. Endourol. 25, 311-315 (2011).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Wessels, R., et al. Optical coherence tomography in vulvar intraepithelial neoplasia. Journal of Biomedical Optics. 17, (2012).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. Baxter, G. M., Sihdu, P. S. Ultrasound of the Urogenital System. , Thieme Medical Publishers Inc. New York, United States. (2006).

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재인쇄 및 허가

태그

Dragonfly DuoAmiraFiji
비보, 경피적, 니들 기반, 신장 질량의 빛 간섭 단층 촬영에서
문의하기
사서에게 추천하기

개인정보

이용 약관

정책

저작권 © 2026 MyJoVE Corporation. 모든 권리 보유.