Sondowa konfokalna laserowa endomikroskopia umożliwia obrazowanie w czasie rzeczywistym dróg moczowych człowieka podczas cystoskopii, zapewniając dynamiczne obrazowanie intravitalne stanów patologicznych, takich jak rak pęcherza moczowego, z rozdzielczością komórkową. Endomikroskopia może zwiększyć dokładność diagnostyczną standardowej endoskopii w białym świetle oraz zapewnić śródoperacyjne prowadzenie obrazowe w celu usprawnienia resekcji chirurgicznej.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Sondowa konfokalna laserowa endomikroskopia dróg moczowych: Technika
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Sondowa konfokalna endomikroskopia laserowa (CLE) to rozwijająca się technologia obrazowania optycznego, która umożliwia mikroskopię powierzchni błon śluzowych in vivo w czasie rzeczywistym podczas standardowej endoskopii. Znajdując obecnie zastosowanie w drogach oddechowych1 i przewodzie pokarmowym,2-6 CLE była również badana w obrębie układu moczowego w celu diagnostyki raka pęcherza moczowego.7-10 Dzięki niej, oprócz dynamicznego obrazowania prawidłowych i patologicznych naczyń krwionośnych,7 możliwe jest w czasie rzeczywistym rozróżnienie morfologii komórkowej i mikroarchitektury tkanek z rozdzielczością w skali mikronowej.
System CLE oparty na sondzie (Cellvizio, Mauna Kea Technologies, Francja) składa się z wielorazowej światłowodowej sondy obrazującej połączonej z jednostką skanującą laserem 488 nm. Sonda obrazująca jest wprowadzana do kanałów roboczych standardowych endoskopów giętkich i sztywnych. W przewodzie pokarmowym stosowany jest również system CLE oparty na endoskopie (Optiscan, Australia), w którym funkcjonalność konfokalnej endomikroskopii jest zintegrowana z endoskopem. Ze względu na większą średnicę urządzenia, jego zastosowanie w drogach moczowych jest obecnie ograniczone do użytkowania ex vivo.11 Akwizycja obrazów konfokalnych odbywa się poprzez bezpośredni kontakt sondy obrazującej z docelową tkanką i jest rejestrowana w formie sekwencji wideo. Podobnie jak w przewodzie pokarmowym, endomikroskopia dróg moczowych wymaga egzogennego środka kontrastowego — najczęściej fluoresceiny, którą można podać dożylnie lub do pęcherza moczowego. Podanie do pęcherza moczowego jest uznaną metodą miejscowego wprowadzania środków farmakologicznych przy minimalnej toksyczności ogólnoustrojowej, co jest charakterystyczne dla dróg moczowych. Fluoresceina szybko barwi macierz pozakomórkową i posiada ustalony profil bezpieczeństwa.12 Sondy obrazujące o różnych średnicach zapewniają kompatybilność z endoskopami o różnych kalibrach. Do tej pory w cystoskopii giętkiej i sztywnej oceniano sondy o średnicach 1,4 i 2,6 mm.10 Niedawna dostępność sondy obrazującej o średnicy < 1 mm13 otwiera możliwość zastosowania CLE w górnych drogach moczowych podczas ureteroskopii. Cystoskopia fluorescencyjna (t.j. diagnostyka fotodynamiczna) oraz obrazowanie wąskopasmowe to dodatkowe modalities obrazowania optycznego oparte na endoskopach14, które można łączyć z CLE w celu uzyskania multimodalnego obrazowania dróg moczowych. W przyszłości CLE może zostać połączone z cząsteczkowymi środkami kontrastowymi, takimi jak znakowane fluorescencyjnie peptydy15 i przeciwciała, w celu endoskopowego obrazowania procesów chorobowych ze specyficznością molekularną.
Protokół
1. Przygotowanie pacjenta
- Uzyskać zgodę pacjenta zaplanowanego na cystoskopię diagnostyczną oraz inne zabiegi endourologiczne, takie jak przezcewkowa resekcja guza pęcherza moczowego (TURBT), w celu wykonania CLE. W formularzu zgody należy zawrzeć opis zastosowania wewnątrz pęcherzowego i/lub dożylnego podania fluoresceiny jako środka kontrastowego. Należy przeprowadzić wywiad w kierunku nadwrażliwości na fluoresceinę.
- Pacjent zostaje ułożony do cystoskopii (zazwyczaj w pozycji litotomijnej) i przygotowany w warunkach sterylnych.
- Przeprowadzić standardową cystoskopię w białym świetle (WLC) za pomocą sztywnego lub giętkiego cystoskopu wprowadzonego przez cewkę moczową.
- Zbadać wszystkie obszary pęcherza moczowego w białym świetle (Rysunek 1) i oznaczyć obszary zainteresowania do badania CLE.
- Oprócz WLC pęcherz można obrazować za pomocą innych makroskopowych metod obrazowania optycznego, w tym cystoskopii fluorescencyjnej (Rysunek 2A) lub obrazowania wąskopasmowego (Rysunek 2B), aby zidentyfikować dodatkowe podejrzane obszary, a następnie scharakteryzować je za pomocą CLE.
- Za pomocą elektrody kauteryzacyjnej lub pętli resekcyjnej wykonać niewielki wypalony znak obok obszarów zainteresowania, które zostaną poddane obrazowaniu i biopsji w celu potwierdzenia patomorfologicznego. Znak kauteryzacyjny ułatwia ponowną lokalizację podczas kolejnego obrazowania CLE i pobierania biopsji.
2. Środek kontrastowy
- Wlewanie środka kontrastowego do pęcherza
- Przygotować roztwór poprzez rozcieńczenie fluoresceiny sodowej klasy klinicznej o stężeniu 10% w sterylnym roztworze soli fizjologicznej (0,9% NaCl) do pożądanego stężenia. Na przykład, aby przygotować 400 ml 0,1% fluoresceiny, należy rozcieńczyć 4 ml 10% fluoresceiny w 396 ml soli fizjologicznej.
- Wprowadzić sterylną cewkę moczową do pęcherza i wlać rozcieńczony środek kontrastowy grawitacyjnie, używając strzykawki z końcówką do cewnika o pojemności 60 ml.
- Zaciśnąć cewkę moczową, aby środek kontrastowy pozostał w pęcherzu przez 5 min.
- Odprowadzić środek kontrastowy z pęcherza. Używając strzykawki z końcówką do cewnika o pojemności 60 ml, wypłukać pozostałości kontrastu z pęcherza za pomocą soli fizjologicznej, około 240-300 ml.
- Przejść do obrazowania CLE.
- Dożylne wstrzyknięcie fluoresceiny
- Nabrać 1,0 ml fluoresceiny do strzykawki. Podłączyć strzykawkę do dostępu dożylnego i wstrzyknąć 0,5 - 1,0 ml fluoresceiny dożylnie w formie bolusa. Przeplukać linię solą fizjologiczną. Czynność ta jest zazwyczaj wykonywana przez zespół anestezjologiczny w sali operacyjnej.
- Przejść do obrazowania CLE.
3. Obrazowanie CLE
- Wyjmij wysterylizowaną sondę obrazującą CLE (Cellvizio) z opakowania i podłącz ją do jednostki skanowania laserowego (Mauna Kea Technologies, Paryż, Francja)
- Rozgrzej i skalibruj sondę obrazującą zgodnie z instrukcjami producenta.
- Wprowadź ponownie cystoskop lub resektoskop do pęcherza moczowego. W przypadku sztywnego cystoskopu użyj soczewki 0 stopni.
- Wsuń sondę obrazującą CLE przez kanał roboczy cystoskopu tak, aby jej końcówka znajdowała się tuż za końcem cystoskopu.
- W świetle białym zlokalizuj wcześniej zaznaczone obszary zainteresowania. W razie potrzeby zastosuj dodatkowe płukanie roztworem soli fizjologicznej w celu wizualizacji błony śluzowej i utrzymuj umiarkowane rozszerzenie pęcherza.
- Manipuluj sondą obrazującą CLE ręką operatora, aby uzyskać bezpośredni kontakt en face z obszarami zainteresowania. W celu wykonania przekrojów optycznych obszarów zainteresowania, delikatnie zwiększaj i zmniejszaj nacisk sondy obrazującej, utrzymując bezpośredni kontakt.
- Aby dotrzeć do guzów zlokalizowanych w przedniej części pęcherza, standardowy mostek Albarrana może ułatwić odchylenie sondy obrazującej w celu bezpośredniego kontaktu z obszarem zainteresowania (Rysunek 2C).
- Typowe obszary zainteresowania obejmują guz brodawkowaty, guz niebrodawkowaty, przejście między prawidłowo wyglądającą błoną śluzową a guzem oraz obszary rumieniowe; wszystkie one mogą być obrazowane po podaniu fluoresceiny drogą wewnątrz pęcherza lub dożylnie. Podanie dożylne fluoresceiny jest wymagane do obrazowania loży po resekcji, cewki moczowej w obrębie prostaty oraz cewki moczowej prącia.
- Podczas skanowania obszaru zainteresowania przez sondę obrazującą, rejestruj obrazy do późniejszej analizy. Zwróć uwagę na ogólną morfologię komórkową, granice, organizację oraz obecność neoangiogenezy.
- Po zakończeniu obrazowania wyjmij sondę obrazującą CLE z kanału roboczego.
- W razie potrzeby pobierz biopsje metodą „cold-cup” z odpowiadających obszarów zainteresowania, które zostały zeskanowane za pomocą CLE. Użyj oznaczeń kauteryzacyjnych jako punktów orientacyjnych do korejestracji obrazowanych obszarów poddanych biopsji.
- Zakończ zabieg TURBT zgodnie z rutyną. U pacjentów, którzy otrzymali fluoresceinę dożylnie, rozważ użycie resektoskopów z przepływem ciągłym w celu poprawy wizualizacji podczas resekcji, ponieważ fluoresceina jest wydalana przez nerki do pęcherza moczowego około 5 min po podaniu dożylnym.
- Pobierz zapisane nagrania obrazów z procesora konfokalnego i przeprowadź analizę obrazu.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Obrazy CLE są zapisywane jako pliki sekwencji wideo w skali szarości z częstotliwością 12 klatek na sekundę. Interpretacja obrazu odbywa się w czasie rzeczywistym i może być wykorzystana do podejmowania decyzji klinicznych w ramach protokołu badawczego. Analiza offline, obejmująca przegląd sekwencji wideo, dodatkowe przetwarzanie obrazu, takie jak tworzenie mozaiki,7 oraz porównanie z patomorfologią standardową, jest istotna w fazie krzywej uczenia się związanej z tą technologią. Ryciny 1B i 1C przedstawiają r...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Osiągnięcie i utrzymanie stabilnego kontaktu en face między sondą obrazującą a błoną śluzową pęcherza moczowego jest najważniejszym krokiem w uzyskaniu optymalnej jakości obrazu. W celu wypracowania zręczności niezbędnej do manipulowania sondą obrazującą i utrzymywania jej w bezruchu podczas akwizycji obrazu, wymagana jest krzywa uczenia się obejmująca około 3–5 pacjentów. Dodatkowo, ponieważ procedura ta jest przeprowadzana in vivo, ruchy pacjenta (np. oddechowe) oraz pulsacje naczyniowe mogą ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Nie zgłoszono konfliktów interesów.
Podziękowania
Autorzy chcieliby podziękować firmie Mauna Kea Technologies za wsparcie techniczne. Autorzy dziękują również Shelly Hsiao za pomoc techniczną oraz Kathleen E. Mach za krytyczną recenzję. Praca ta była częściowo finansowana z grantu NIH R01CA160986 przyznanego J.C.L.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Seria Cellvizio 100 | Mauna Kea Technologies | Seria 100 | Obejmuje procesor konfokalny i LSU: F400-v2 przy 488 nm |
| Konfokalna minisonda Cellvizio | Mauna Kea Technologies | Gastroflex UHD | |
| AK-FLUOR 10% | Akorn, Inc. | NDC 17478-253-10 |
Bibliografia
- Thiberville, L., et al. Human in vivo fluorescence microimaging of the alveolar ducts and sacs during bronchoscopy. Eur. Respir. J. 33, 974-985 (2009).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Meining, A., et al. Detection of cholangiocarcinoma in vivo using miniprobe-based confocal fluorescence microscopy. Clin. Gastroenterol. Hepatol. 6, 1057-1060 (2008).
- Wu, K., et al. Dynamic real-time microscopy of the urinary tract using confocal laser endomicroscopy. Urology. 78, 225-231 (2011).
- Sonn, G. A., et al. Optical biopsy of human bladder neoplasia with in vivo confocal laser endomicroscopy. J. Urol. 182, 1299-1305 (2009).
- Sonn, G. A., et al. Fibered confocal microscopy of bladder tumors: an ex vivo study. J. Endourol. 23, 197-201 (2009).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Liu, J. -J., Droller, M., Liao, J. C. New Optical Imaging Technologies in Bladder Cancer: Considerations and Perspectives. J. Urol. 188, 361-368 (2012).
- 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
