Artykuł metodologiczny

Konfokalna endomikroskopia laserowa dróg moczowych oparta na sondzie: technika

DOI:

10.3791/4409

⸱

10 stycznia 2013

 ,  , 
1Department of Urology, Stanford University School of Medicine , 2Veterans Affairs Palo Alto Health Care System

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Konfokalna endomikroskopia laserowa oparta na sondzie umożliwia mikroskopię ludzkich dróg moczowych w czasie rzeczywistym podczas cystoskopii, zapewniając dynamiczne, przyżyciowe obrazowanie stanów patologicznych, takich jak rak pęcherza moczowego, z rozdzielczością komórkową. Endomikroskopia może zwiększyć dokładność diagnostyczną standardowej endoskopii światła białego i zapewnić śródoperacyjne wskazówki obrazowe w celu poprawy resekcji chirurgicznej.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Konfokalna endomikroskopia laserowa oparta na sondzie (CLE) to nowa technologia obrazowania optycznego, która umożliwia mikroskopię in vivo w czasie rzeczywistym powierzchni błony śluzowej podczas standardowej endoskopii. Ze względu na to, że CLE jest obecnie stosowany w układzie oddechowym1 i przewodzie pokarmowym,2-6 CLE jest również badany w drogach moczowych w diagnostyce raka pęcherza moczowego. 7-10 Morfologia komórkowa i mikroarchitektura tkanek mogą być rozwiązane z rozdzielczością w skali mikronowej w czasie rzeczywistym, oprócz dynamicznego obrazowania prawidłowego i patologicznego układu naczyniowego. 7

System CLE oparty na sondzie (Cellvizio, Mauna Kea Technologies, Francja) składa się z wielorazowej sondy światłowodowej sprzężonej z jednostką skanującą laserową 488 nm. Sonda obrazowa jest wprowadzana w kanały robocze standardowych endoskopów elastycznych i sztywnych. W przewodzie pokarmowym stosowany jest również system CLE oparty na endoskopie (Optiscan, Australia), w którym funkcja endomikroskopii konfokalnej jest zintegrowana z endoskopem. Biorąc jednak pod uwagę większą średnicę zakresu, zastosowanie w drogach moczowych jest obecnie ograniczone do stosowania ex vivo. 11 Akwizycja obrazu konfokalnego odbywa się poprzez bezpośredni kontakt sondy obrazowej z tkanką docelową i jest rejestrowana w postaci sekwencji wideo. Podobnie jak w przewodzie pokarmowym, endomikroskopia dróg moczowych wymaga egzogennego środka kontrastowego – najczęściej fluoresceiny, którą można podawać dożylnie lub dopęcherzowo. Podawanie dopęcherzowe jest dobrze znaną metodą miejscowego wprowadzania środków farmakologicznych przy minimalnej toksyczności ogólnoustrojowej, która jest unikalna dla dróg moczowych. Fluoresceina szybko barwi macierz zewnątrzkomórkową i ma ustalony profil bezpieczeństwa. 12 Sondy obrazujące o różnych średnicach umożliwiają kompatybilność z endoskopami różnych kalibrów. Do tej pory sondy 1,4 i 2,6 mm były oceniane za pomocą elastycznej i sztywnej cystoskopii. 10 Niedawne udostępnienie sondy do obrazowania < 1 mm13 otwiera możliwość CLE w górnych drogach moczowych podczas ureteroskopii. Cystoskopia fluorescencyjna (tj. diagnostyka fotodynamiczna) i obrazowanie wąskopasmowe to dodatkowe metody obrazowania optycznego oparte na endoskopie14, które można połączyć z CLE w celu uzyskania multimodalnego obrazowania dróg moczowych. W przyszłości CLE może być sprzężony z molekularnymi środkami kontrastowymi, takimi jak znakowane fluorescencyjnie peptydy15 i przeciwciała do endoskopowego obrazowania procesów chorobowych ze swoistością molekularną.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Przygotowanie pacjenta

  1. Pacjent za zgodą zaplanowany do cystoskopii diagnostycznej i innych procedur endourologicznych, takich jak przezcewkowa resekcja guza pęcherza moczowego (TURBT) w przypadku CLE. Do zgody należy dołączyć opis stosowania fluoresceiny podawanej dopęcherzowo i/lub dożylnie jako środka kontrastowego. Zapytaj o historię reakcji nadwrażliwości na fluoresceinę.
  2. Pacjent jest ustawiany do cystoskopii (zazwyczaj w pozycji litotomijnej) i przygotowywany w sterylny sposób.
  3. Kontynuuj standardową cystoskopię światła białego (WLC) ze sztywnym lub elastycznym cystoskopem przez cewkę moczową.
  4. Zbadaj wszystkie obszary pęcherza moczowego w świetle białym (ryc. 1) i zanotuj obszary zainteresowania do badania CLE.
  5. Oprócz WLC, pęcherz moczowy może być obrazowany za pomocą innych makroskopowych metod obrazowania optycznego, w tym cystoskopii fluorescencyjnej (Figura 2A) lub obrazowania wąskopasmowego (Figura 2B) w celu zidentyfikowania dodatkowych obszarów podejrzenia, a następnie scharakteryzowania za pomocą CLE.
  6. Użyj elektrody kauterycznej lub pętli reekcyjnej, aby umieścić mały ślad kauteryzacji w pobliżu obszarów zainteresowania, które zostaną zarówno zobrazowane, jak i poddane biopsji w celu potwierdzenia patologicznego. Znak kauteryzacji ułatwia relokalizację w celu późniejszego obrazowania CLE i biopsji.

2. Środek kontrastowy

  1. Dopęcherzowe wkraplanie środka kontrastowego
    1. Przygotować przez rozcieńczenie 10% fluoresceiny sodowej klasy klinicznej w sterylnym roztworze soli fizjologicznej (0,9% NaCl) do pożądanego stężenia. Na przykład przygotuj 400 ml 0,1% fluoresceiny, rozcieńczając 4 ml 10% fluoresceiny w 396 ml soli fizjologicznej.
    2. Wprowadzić sterylny cewnik moczowy do pęcherza moczowego i grawitacyjnie zakroplić rozcieńczony środek kontrastowy za pomocą strzykawki z końcówką cewnika o pojemności 60 ml.
    3. Zacisnąć cewnik moczowy, aby utrzymać środek kontrastowy na miejscu przez 5 minut.
    4. Odcedź środek kontrastowy z pęcherza. Użyj strzykawki z końcówką cewnika o pojemności 60 ml, aby wypłukać resztki kontrastu z pęcherza za pomocą zwykłej soli fizjologicznej, około 240-300 ml.
    5. Przejdź do obrazowania CLE.
  2. Dożylne wstrzyknięcie fluoresceiny
    1. Pobrać 1,0 ml fluoresceiny do strzykawki. Podłączyć strzykawkę do dostępu dożylnego i wstrzyknąć dożylnie 0,5 - 1,0 ml fluoresceiny w bolusie. Linia do spłukiwania zwykłą solą fizjologiczną. Jest to zwykle wykonywane przez zespół anestezjologiczny na sali operacyjnej.
    2. Przejdź do obrazowania CLE.

3. Obrazowanie CLE

  1. Wyjmij wysterylizowaną sondę obrazującą CLE (Cellvizio) z opakowania i podłącz ją do skanera laserowego (Mauna Kea Technologies, Paryż, Francja)
  2. Rozgrzej i skalibruj sondę obrazową, postępując zgodnie z instrukcjami producenta.
  3. Ponownie włóż cystoskop lub resektoskop do pęcherza moczowego. Użyj soczewki 0 stopni ze sztywnym cystoskopem.
  4. Przesuń sondę obrazowania CLE wzdłuż kanału roboczego cystoskopu z końcówką tuż za cystoskopem.
  5. W białym świetle zlokalizuj wcześniej zaznaczone obszary zainteresowania. W razie potrzeby należy stosować dodatkowe normalne płukanie solą fizjologiczną w celu uwidocznienia błony śluzowej i utrzymać umiarkowane wzdęcie pęcherza.
  6. Manipuluj sondą obrazującą CLE ręką operatora, aby uzyskać bezpośredni kontakt twarzą w twarz z obszarami zainteresowania. W celu optycznego przekroju obszarów zainteresowania, delikatnie zwiększaj i zmniejszaj nacisk na sondę obrazową, zachowując bezpośredni kontakt.
    1. Aby dotrzeć do guzów zlokalizowanych w przedniej części pęcherza moczowego, standardowy most Albarrana może ułatwić odchylenie sondy obrazującej w celu bezpośredniego kontaktu z obszarem zainteresowania (ryc. 2C).
  7. Typowe obszary zainteresowania obejmują guz brodawkowaty, guz niebrodawkowaty, przejście między normalnie wyglądającą błoną śluzową a guzem oraz plamy rumieniowe, które można obrazować za pomocą dopęcherzowego lub dożylnego podawania fluoresceiny. Dożylne podanie fluoresceiny jest wymagane do obrazowania łóżka reekcyjnego, cewki moczowej gruczołu krokowego i cewki moczowej prącia.
  8. Gdy sonda obrazująca skanuje obszar zainteresowania, rejestruj obrazy do przyszłej analizy. Zwróć uwagę na ogólną morfologię komórkową, granicę, organizację i obecność neoangiogenezy.
  9. Po zakończeniu obrazowania wyjmij sondę obrazową CLE z kanału roboczego.
  10. W razie potrzeby należy pobrać biopsje z zimnego kubka z odpowiednich obszarów zainteresowania, które zostały zeskanowane przez CLE. Użyj oznaczeń kauterycznych jako punktów orientacyjnych do wspólnej rejestracji obrazowanych obszarów, które są poddawane biopsji.
  11. Kompletny TURBT na rutynę. U pacjentów, którzy otrzymywali fluoresceinę dożylnie, należy rozważyć użycie resektoskopów z ciągłym przepływem w celu poprawy wizualizacji podczas resekcji, ponieważ fluoresceina jest wydalana przez nerki do pęcherza moczowego około 5 minut po podaniu dożylnym.
  12. Odzyskaj zapisane nagrania obrazu z procesora konfokalnego i przeprowadź analizę obrazu.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

CLE obrazy są zapisywane jako pliki sekwencji wideo w skali szarości z prędkością 12 klatek na sekundę. Interpretacja obrazu odbywa się w czasie rzeczywistym i może być wykorzystana do wpłynięcia na podejmowanie decyzji klinicznych w ramach protokołu badania. Analiza offline, która obejmuje przegląd sekwencji wideo, dodatkowe przetwarzanie obrazu, takie jak mozaika7, oraz porównanie ze standardową patologią, jest ważna w fazie krzywej uczenia się związanej z technologią. Ryciny 1B i 1C są reprezentatywnymi obr...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Uzyskanie i utrzymanie stałego kontaktu en face między sondą obrazującą a błoną śluzową pęcherza moczowego jest najważniejszym krokiem w uzyskaniu optymalnej jakości obrazu. Istnieje około 3-5 pacjentów krzywej uczenia się, aby rozwinąć zręczność w manipulowaniu sondą obrazowania i utrzymywaniu sondy stabilnie podczas akwizycji obrazu. Dodatkowo, ponieważ procedura ta jest przeprowadzana in vivo, ruchy pacjenta (np. oddechowe) i pulsacje naczyniowe mogą wpływać na kontakt sondy obrazowej z pęch...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nie stwierdzono konfliktu interesów.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy chcieliby podziękować Mauna Kea Technologies za wsparcie techniczne. Autorzy dziękują również Shelly Hsiao za pomoc techniczną i Kathleen E. Mach za krytyczną recenzję. Praca ta była częściowo wspierana przez NIH R01CA160986 do J.C.L.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Seria Cellvizio 100Mauna Kea TechnologiesSeria 100Zawiera procesor konfokalny i LSU: F400-v2 przy 488 nm
Minisonda konfokalna CellvizioMauna Kea TechnologiesGastroflex UHD
AK-FLUOR 10%Akorn, Inc.NDC 17478-253-10

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Thiberville, L., et al. Human in vivo fluorescence microimaging of the alveolar ducts and sacs during bronchoscopy. Eur. Respir. J. 33, 974-985 (2009).
  2. Dunbar, K. B., Okolo, P. 3rd, Montgomery, E., Canto, M. I. Confocal laser endomicroscopy in Barrett's esophagus and endoscopically inapparent Barrett's neoplasia: a prospective, randomized, double-blind, controlled, crossover trial. Gastrointest. Endosc. 70, 645-654 (2009).
  3. Buchner, A. M., et al. Comparison of probe-based confocal laser endomicroscopy with virtual chromoendoscopy for classification of colon polyps. Gastroenterology. 138, 834-842 (2010).
  4. Pech, O., et al. Confocal laser endomicroscopy for in vivo diagnosis of early squamous cell carcinoma in the esophagus. Clin. Gastroenterol. Hepatol. 6, 89-94 (2008).
  5. Goetz, M., et al. In vivo confocal laser endo microscopy of the human liver: a novel method for assessing liver microarchitecture in real time. Endoscopy. 40, 554-562 (2008).
  6. Meining, A., et al. Detection of cholangiocarcinoma in vivo using miniprobe-based confocal fluorescence microscopy. Clin. Gastroenterol. Hepatol. 6, 1057-1060 (2008).
  7. Wu, K., et al. Dynamic real-time microscopy of the urinary tract using confocal laser endomicroscopy. Urology. 78, 225-231 (2011).
  8. Sonn, G. A., et al. Optical biopsy of human bladder neoplasia with in vivo confocal laser endomicroscopy. J. Urol. 182, 1299-1305 (2009).
  9. Sonn, G. A., et al. Fibered confocal microscopy of bladder tumors: an ex vivo study. J. Endourol. 23, 197-201 (2009).
  10. Adams, W., et al. Comparison of 2.6- and 1.4-mm imaging probes for confocal laser endomicroscopy of the urinary tract. J. Endourol. 25, 917-921 (2011).
  11. Wiesner, C., et al. Confocal laser endomicroscopy for the diagnosis of urothelial bladder neoplasia: a technology of the future? BJU Int. 107, 399-403 (2011).
  12. Wallace, M. B., et al. The safety of intravenous fluorescein for confocal laser endomicroscopy in the gastrointestinal tract. Aliment. Pharmacol. Ther. 31, 548-552 (2010).
  13. Konda, V. J. A., et al. First assessment of needle-based confocal laser endomicroscopy during EUS-FNA procedures of the pancreas (with videos. Gastrointest. Endosc. 74, 1049-1060 (2011).
  14. Liu, J. -J., Droller, M., Liao, J. C. New Optical Imaging Technologies in Bladder Cancer: Considerations and Perspectives. J. Urol. 188, 361-368 (2012).
  15. Hsiung, P. -L., et al. Detection of colonic dysplasia in vivo using a targeted heptapeptide and confocal microendoscopy. Nat. Med. 14, 454-458 (2008).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Obrazowanie dr g moczowychdiagnostyka raka p cherza moczowegokontrast fluoresceinowypodanie dojamia ciesztywna cystoskopiamikroskopia in vivoanaliza morfologii kom rkowejtechnika sekcji optycznejobrazowanie multimodalne

Powiązane artykuły