Multispectrale Real-time Fluorescentie Imaging voor intra-operatief detectie van de schildwachtklier in gynaecologische oncologie
20 oktober 2010
Fluorescentie beeldvorming is een veelbelovende innovatieve modaliteit voor beeld-geleide operatie in de chirurgische oncologie. In deze video beschrijven we de technische procedure voor de detectie van de schildwachtklier met behulp van fluorescentie beeldvorming als tentoongesteld in gynaecologische oncologicy. Een multispectrale fluorescentie camera-systeem, in combinatie met de fluorescerende stof groene Indocyanine, wordt toegepast.
Het algemene doel van het volgende experiment is intraoperatieve detectie van de sentinel-lymfknoop bij baarmoederhalskanker of vulvakanker. De sentinel-lymfknoop is de eerste drainerende lymfknoop van een tumor. Bij deze procedure wordt een fluorescerend middel, incy en groen of ICG geïnjecteerd samen met de standaard blauwe kleurstof rond de primaire tumor.
De oplossing zal worden gevoerd naar de eerste drainerende lymfknoop. Een op maat gemaakt intraoperatief multispectrale fluorescentiecamerasysteem dat in de operatiekamer wordt geïnstalleerd voorafgaand aan de operatie, registreert realtime in vivo-gebeurtenissen van lymfestroom op basis van fluorescentiesignaal, op basis van in vivo- en ex vivo-resultaten die de sterkte van het fluorescentiesignaal en de klassieke blauwe verkleuring detectiemethode aangeven. De chirurg wordt geleid bij het excideren van de sentinel-lymfknoop.
Het belangrijkste voordeel van deze techniek boven bestaande methoden is dat het een eendaagse procedure is waarbij de visualisatie en excisie van lymfeknopen plaatsvindt tijdens de operatie. Deze platformtechnologie kan huidige concepten in chirurgische oncologie verbeteren, niet alleen door de chirurg anatomische informatie te bieden, maar tegelijkertijd dynamische realtime fluorescentie tracering in vivo te leveren. Om dit protocol uit te voeren, wordt het intraoperatieve multispectrale fluorescentiecamerasysteem ingesteld, dat typisch is aangepast.
Het hier getoonde systeem is ontwikkeld aan het Instituut voor Biologische en Medische Beeldvorming in München. In nauwe samenwerking met SEARCHs wordt een laser gebruikt voor excitatie van de fluorescerende sonde. De filters van de camera zijn aangepast op nabij-infrarode fluorescentie met een excitatiegolflengte van 750 nanometer en emissiegolflengte van 800 plus of min 20 nanometer wanneer het emissielicht door het optisch systeem gaat waar het zal scheiden in zichtbaar licht, intrinsieke fluorescentie en nabij-infrarode fluorescentie.
De CCD-camera's zijn uitgelijnd om de afzonderlijke lichtbundels te detecteren, zodat de multispectrale signalen van alle camera's worden verwerkt om echte kwantitatieve fluoro vier biodistributie op te leveren. De setup corrigeert ook voor artefacten. De computermonitoren op het controlepult en in de operatiekamer kunnen kleur- en fluorescentiesignalen weergeven als afzonderlijke beelden, evenals gesuperponeerd in één beeld onder steriele omstandigheden.
Bereid de fluorescerende contrastmiddel indocyaninegroen voor op een concentratie van 0,5 milligram per milliliter in steriel gedestilleerd water. Gebruik geen zoutoplossing omdat dit het reagens onmiddellijk precipiteert. Bewaar de oplossing onmiddellijk in een donkere koele plaats om verbleking te voorkomen en bewaar de integriteit van het ICG-reagens om interferentie met de standaard chirurgische procedure te minimaliseren. Positioneer en start het camerasysteem in de operatiekamer voorafgaand aan de operatie en controleer de verbindingen naar de high definition schermen voor gebruik tijdens de operatie. Bedek de camera met standaard steriele kleedjes volgens steriele procedures en omstandigheden zoals getoond in de video.
Voorafgaand aan het injecteren van het fluorescerende middel. Plaats de camera boven de patiënt en leg het gebied van belang bloot. Pas de zoom aan om de camera scherp te stellen en schakel de lichten in de operatiekamer uit voor een betere detectie van het fluorescerende signaal.
Lotus-spuit met één milliliter van 0,5 milligram per milliliter ICG en gelijk volume standaard blauwe kleurstof. Injecteer het fluorescerende middel voorzichtig in vier kwadranten rond de primaire tumor en probeer morsen te voorkomen in geval van morsen van ICG op chirurgische handschoenen. Verwissel eenvoudig de handschoenen gedurende de procedure.
Manoeuvreer de camera om continue opname van het gebied van belang te garanderen. Verzamel stilstaande beelden of real-time video's van de lymfestroom en het uiterlijk van de fluorescerende sentinel-lymfknoop. Een belichtingstijd van 180 tot 200 milliseconden zal goede video's opleveren.
Bewaar alle gegevens op de computer dienovereenkomstig voor toekomstige analyses. Visuele inspectie voor blauwe verkleuring veroorzaakt door injectie van patent blauw wordt uitgevoerd als een standaard onderdeel van de procedure met behulp van de gelijktijdig opgenomen fluorescentiebeelden voor geleiding. Real-time excisie van de sentinel-lymfknoop wordt uitgevoerd.
Real-time beeldvorming helpt om fluorescerende knopen in onverwachte locaties te detecteren, verzamel ex vivo-beelden van alle verwijderde lymfeknopen op een sequentiële manier op aanwezigheid van fluorescentie. Langere belichtingstijden kunnen worden gebruikt bij het vastleggen van stilstaande beelden. De sentinel-lymfknoop wordt verzonden voor histopathologische analyse om de aanwezigheid of afwezigheid van tumorcellen te detecteren.
De kracht van intraoperatieve detectie van een sentinel-lymfknoop met dit protocol van multispectrale fluorescentiebeeldvorming wordt gedemonstreerd in dit voorbeeld van een in vivo multispectrale fluorescentiebeeld van een lymfknoop bij vulvakanker. De fluorescerende lymfknoop in de inguinale regio vóór excisie wordt duidelijk gevisualiseerd. In deze korte film tonen we real-time detectie van de sentinel-lymfknoop op basis van fluorescentie bij een patiënt met baarmoederhalskanker.
Hier tonen we een ex vivo-beeld van een lymfknoop bij baarmoederhalskanker. Het kleurenbeeld van de lymfknoop werd gesuperponeerd door het fluorescentiebeeld van dezelfde lymfknoop met behulp van een pseudokleurenschaal om een helder beeld met een hoog signaal-tot-achtergrondverhouding te produceren. Deze techniek heeft niet alleen de weg geëffend voor onderzoekers op het gebied van chirurgische oncologie van beeldgestuurde resectie van de sentinel-lymfknoop, maar biedt ook mogelijkheden voor specifiek op tumor gerichte beeldvorming voor tumormargerbeoordeling en op de patiënt afgestemde interventies bij patiënten met solide tumoren en mogelijke lokale regionale metastasen.
Dus na het bekijken van deze video, zou u een goede indruk moeten hebben van de real-time intraoperatieve fluorescentiebeeldvorming van de sentinel-lymfeknopen bij gynaecologische kanker.I.
Overzicht
Dit artikel presenteert een nieuwe benadering voor de intraoperatieve detectie van schildwachtklieren in de gynaecologische oncologie met behulp van fluorescentiebeeldvorming. De techniek verbetert de visualisatie van de lymfestroom en ondersteunt de excisie van lymfeklieren tijdens de operatieve ingreep.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Chirurgische Oncologie
- Fluorescentie-imaging
- Intraoperatieve Technieken
Achtergrond
- De schildwachtlymfeklier is de eerste lymfeklier die drainage van een tumor ontvangt.
- Fluorescerende middelen zoals indocyaninegroen (ICG) worden gebruikt om de visualisatie te verbeteren.
- Bestaande methoden missen vaak mogelijkheden voor real-time beeldvorming.
- Multispectrale fluorescentiebeeldvorming biedt dynamische feedback tijdens de operatie.
Doel van de studie
- Om de detectie van schildwachtlymfeklieren bij patiënten met cervicale kanker en vulvakanker te verbeteren.
- Om de effectiviteit van real-time fluorescentiebeeldvorming tijdens chirurgische ingrepen aan te tonen.
- Om een eenstapsprocedure te bieden voor de visualisatie en excisie van lymfeklieren.
Gebruikte methoden
- Injectie van ICG en standaard blauwe kleurstof rondom de primaire tumor.
- Gebruik van een aangepast multispectraal fluorescentiecamerasysteem.
- Real-time monitoring van de lymfestroom en visualisatie van lymfeklieren.
- Excisie van lymfeklieren onder leiding van fluorescentiebeeldvorming.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle real-time visualisatie van schildwachtklieren.
- Verbeterde detectie van lymfeklieren op onverwachte locaties.
- Duidelijke differentiatie tussen fluorescerende en niet-fluorescerende klieren.
- Potentieel voor verbeterde chirurgische resultaten in de gynaecologische oncologie.
Conclusies
- Fluorescentiebeeldvorming helpt aanzienlijk bij de intraoperatieve detectie van schildwachtklieren.
- Deze techniek kan leiden tot preciezere tumorresecties.
- Toekomstige toepassingen kunnen worden uitgebreid naar de beoordeling van tumormarges en op maat gemaakte interventies.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Directie
Intraoperatieve fluorescentiebeeldvorming pakt een belangrijke uitdaging in de chirurgische oncologie aan: de behoefte aan real-time, anatomisch nauwkeurige begeleiding tijdens de biopsie van de schildwachtklier. Door dynamische visualisatie van de lymfestroom en klieridentificatie mogelijk te maken zonder afhankelijkheid van radiocolloïden, ondersteunt deze methode het voorspellende vertrouwen bij de klierstadiëring en vermindert het de procedurele complexiteit. De integratie in de workflows van de gynaecologische oncologie biedt een manier om chirurgische besluitvorming te optimaliseren en de overeenstemming tussen intraoperatieve bevindingen en histopathologische resultaten te verbeteren.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het mogelijk om lymfatische verspreidingsroutes in modellen van solide tumoren te onderzoeken.
- Operationele waarde: Biedt een reproduceerbaar platform voor de functionele validatie van hypothesen over lymfekliermetastasen.
Screening & Assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Genereert kwantitatieve fluorescentie-uitlezingen voor de biodistributie van lymfatische tracers.
- Operationele waarde: Ondersteunt de standaardisatie van intraoperatieve beeldvormingsprotocollen over verschillende chirurgische locaties.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Slaat een brug tussen lymfatische beeldvorming in de ontdekkingsfase en klinisch relevante intraoperatieve detectie.
- Operationele waarde: Faciliteert continuïteit van ex vivo validatie naar in vivo chirurgische begeleiding.
Integratie van Pipeline & Workflow
De methode bevindt zich op het snijvlak van ontdekkingsbiologie en translationeel chirurgisch onderzoek, waardoor realtime validatie van hypothesen over lymfatisch transport mogelijk wordt, die bijdragen aan targetvalidatie en door biomarkers gestuurde interventiestrategieën.
- Discovery Biology: Ondersteunt het testen van hypothesen over mechanismen van lymfatische metastase in preklinische modellen.
- Screening: Levert kwantitatieve biodistributiegegevens in real-time voor de optimalisatie van tracers en assay-gereedheid.
- Analytics: Maakt kwantificering van de signaal-ruisverhouding en ruimtelijke mapping van fluorescerende klieren mogelijk voor vergelijkende conditieanalyse.
- Translational Research: Verbindt de prestaties van fluorescerende agentia met de nauwkeurigheid van intraoperatieve detectie in ziekterelevante systemen.
- Enterprise Reuse: Vestigt een herbruikbaar imagingplatform dat aanpasbaar is aan meerdere indicaties van solide tumoren buiten de gynaecologische oncologie.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Vermindert mechanistische ambiguïteit in modellen van lymfatische metastasering door directe intraoperatieve visualisatie.
- Operationele waarde: Verbetert de standaardisatie en reproduceerbaarheid van de detectie van schildwachtlymfeklieren tussen verschillende chirurgische teams.
- Strategische waarde: Verbetert go/no-go-beslissingen bij de chirurgische planning door het aantal fout-negatieve beoordelingen van lymfeklieren te verminderen.
- Impact op het portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van chirurgische interventies mogelijk op basis van de real-time status van de lymfeklieren.
Overwegingen bij de implementatie
- Vereist expertise in fluorescent beeldvormingsinstrumentatie en de hantering van intraoperatieve probes.
- Afhankelijk van toegang tot aangepaste multispectrale camerasystemen met NIR-excitatie- en emissiefiltering.
- Vereist interdisciplinaire coördinatie tussen chirurgische, beeldvormings- en pathologieteams voor de afstemming van het protocol.
- Moet rekening houden met weefselautofluorescentie en variabiliteit in het achtergrondsignaal tussen verschillende patiëntenpopulaties.
- Afhankelijk van de juiste hantering en opslag van indocyaninegroen om fotodegradatie te voorkomen en de signaalintegriteit te waarborgen.
