Obrazowanie fluorescencyjne wzmocnione barwnikiem witalnym, VFI) to nowatorska technika in vivo, która łączy obrazowanie nabłonka o wysokiej rozdzielczości z egzogennym miejscowym kontrastem fluorescencyjnym w celu podkreślenia morfologii gruczołów i nakreślenia neoplazji (dysplazja wysokiego stopnia i rak) w dystalnym przełyku.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Diagnoza nowotworu przełyku Barretta za pomocą obrazowania fluorescencyjnego wzmocnionego barwnikiem Vital-dye
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Zdolność do odróżnienia łagodnej metaplazji w przełyku Barretta (BE) od neoplazji in vivo pozostaje trudna, ponieważ oba typy tkanek mogą być płaskie i nie do odróżnienia za pomocą samego obrazowania w świetle białym. W rezultacie modalność, która podkreśla architekturę gruczołową, byłaby przydatna do odróżnienia neoplazji od łagodnego nabłonka w dystalnym przełyku. VFI to nowatorska technika, która wykorzystuje egzogenny miejscowy fluorescencyjny środek kontrastowy w celu odróżnienia dysplazji i raka o wysokim stopniu złośliwości od łagodnego nabłonka. W szczególności obrazy fluorescencyjne zapewniają rozdzielczość przestrzenną od 50 do 100 μm i pole widzenia do 2,5 cm, co pozwala endoskopistom na wizualizację morfologii gruczołów. Po wzbudzeniu klasyczna metaplazja Barretta pojawia się jako ciągłe, równomiernie rozmieszczone gruczoły i ogólna jednorodna morfologia; W przeciwieństwie do tego, tkanka nowotworowa wydaje się stłoczona z całkowitym zatarciem szkieletu gruczołowego. W tym miejscu przedstawiamy przegląd oprzyrządowania i wyliczamy protokół tej nowej techniki. Podczas gdy VFI zapewnia gastroenterologowi architekturę gruczołową podejrzanej tkanki, dysplazji komórkowej nie można rozwiązać za pomocą tej metody. W związku z tym nie można morfologicznie odróżnić metaplazji Barretta od BE z dysplazją niskiego stopnia za pomocą tej metody obrazowania. Zamieniając spadek rozdzielczości na większe pole widzenia, ten system obrazowania może być używany co najmniej jako urządzenie do obrazowania czerwonej flagi do namierzania i biopsji podejrzanych zmian; jednakże, jeśli miary dokładności są obiecujące, VFI może stać się standardową techniką obrazowania w diagnostyce nowotworów (definiowanych jako dysplazja wysokiego stopnia lub rak) w dystalnym odcinku przełyku.
Wprowadzenie
W ciągu ostatnich czterdziestu lat częstość występowania gruczolakoraka przełyku (EAC) znacznie wzrosła1,2; jednak z powodu późnej diagnozy, pięcioletni wskaźnik przeżycia wynosi mniej niż 20%3. Obecnym standardem nadzoru endoskopowego w BE, prekursora EAC, jest endoskopia światłem białym z losowymi biopsjami tego segmentu z czterech kleszczy. Niestety, w tej technice często pomija się neoplazję, która może być płaska, subtelna i trudna do odróżnienia na standardowym obrazowaniu w świetle białym4. Chociaż odniesiono sukces w zastosowaniu konfokalnej mikroskopii laserowej do uwydatnienia cech komórkowych in vivo, zmiany chorobowe mogą zostać pominięte ze względu na zmniejszone pole widzenia5. Posiadanie technologii "mostkowej", która może wskazać obszary do dalszego konfokalnego obrazowania mikroendoskopowego, byłoby bardzo cenne.
W związku z tym, ulepszona metoda obrazowania z czerwoną flagą, która poprawia zdolność do celowania i biopsji wczesnej neoplazji w BE, byłaby kluczowa w wykrywaniu EAC we wczesnym, uleczalnym stadium i mogłaby prowadzić do skuteczniejszego leczenia, a następnie poprawy wskaźników przeżycia. VFI to nowatorska technika, która łączy obrazowanie nabłonka o wysokiej rozdzielczości z egzogennym miejscowym kontrastem fluorescencyjnym, proflawiną, w celu podkreślenia morfologii gruczołów i nakreślenia neoplazji (dysplazji wysokiego stopnia i raka) w dystalnej części przełyku w nadziei na poprawę diagnostyki in vivo 6. Po wzbudzeniu proflawiny, która koncentruje się w jądrach komórkowych wkrótce po aplikacji, obrazy fluorescencyjne zapewniają rozdzielczość przestrzenną od 50 do 100 μm i pole widzenia do 2,5 cm, umożliwiając endoskopistom wizualizację morfologii gruczołów. W rezultacie podejście to umożliwia gastroenterologom odróżnienie klasycznej metaplazji Barretta, która ma ciągłe, równomiernie rozmieszczone gruczoły i ogólną jednorodną morfologię, od BE z neoplazją, która ma zatarcie architektury gruczołowej. Tutaj opisujemy protokół tej nowej techniki z endoskopem wielospektralnym i przedstawiamy reprezentatywne wyniki, aby zademonstrować użyteczność tego urządzenia w obrazowaniu morfologicznej transformacji od łagodnej metaplazji do dysplazji wysokiego stopnia i raka.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
UWAGA: Uzyskano świadomą zgodę od pacjentów. Ponadto badania te zostały przeprowadzone zgodnie ze wszystkimi instytucjonalnymi, krajowymi i międzynarodowymi wytycznymi dotyczącymi dobrostanu człowieka.
1. Przygotuj komputer
- Włącz laptopa i podłącz USB z karty przechwytującej DVI2USB.
2. Przygotuj monitor
- Podłącz DVI do monitora i PinP, aby umożliwić endoskopiście oglądanie filmów z tych ekranów, a nie z komputera.
- Upewnij się, że stojący monitor jest włączony i jest ustawiony na DVI.
- Podłącz PinP z tyłu systemu Olympus, a następnie naciśnij przycisk wejścia na systemie Olympus, aby wyświetlić obraz na dużym monitorze zamontowanym na ścianie.
3. Ustawienia sterownika diody laserowej
- Sprawdź, czy sterownik diody laserowej jest WYŁĄCZONY. Powinien być włączony tylko na kilka minut przed wykonaniem obrazowania.
4. Listwa zasilająca
- Podłącz laptopa, procesor, sterownik diody laserowej, rozdzielacz DVI i kartę przechwytującą epiphan do listwy zasilającej.
5. Uruchom MDE Widefield na pulpicie laptopa
- Kliknij "Bieżący folder".
- Wpisz numer pacjenta i inicjały, a następnie naciśnij przycisk "Utwórz teczkę pacjenta".
6. Przygotuj nasadkę i filtr
- Podczas obchodzenia się z filtrem zawsze używaj rękawiczek i chusteczek Kimwipe, aby zminimalizować przenoszenie oleju i zanieczyszczeń do filtra. Waciki z gazy lub alkoholu mogą pozostawiać włókna, które mogą zakłócać obrazowanie.
- Umieść kilka chusteczek Kimwipes na stole, aby stworzyć platformę do położenia filtra i nasadki. Ten zdezynfekowany obszar powinien być łatwo dostępny dla gastroenterologa podczas zabiegu.
- Połóż filtr i nakrętkę i trzymaj Kimwipes w pobliżu do użycia podczas zabiegu.
7. Przygotowanie pacjenta
- Zgoda pacjenta na użycie VFI i barwnika proflawinowego przed przybyciem do gabinetu endodontycznego.
- Ustawić pacjenta do zabiegu endoskopii górnego odcinka kręgosłupa.
- Kontynuuj standardowe obrazowanie w świetle białym za pomocą wielospektralnego mikroskopu cyfrowego (MDM)7.
8. Włóż i spryskaj Proflavine
- Po zakończeniu obrazowania światłem białym, wprowadź i rozpyl barwnik proflawinowy na interesującą tkankę. 1-5 mm powinno wystarczyć w zależności od obszaru tkanki Barretta. Rozpylając barwnik proflawinowy na tym etapie, zapewnia się wystarczającą ilość czasu (co najmniej 1 minutę) na wystarczające wchłanianie tkankowe przed VFI. Proflawina, która jest objęta wnioskiem FDA o dopuszczenie do obrotu nowego leku (IND 102,217), jest fluorescencyjnym środkiem kontrastowym, który koncentruje się w jądrach komórkowych wkrótce po aplikacji. Chociaż VFI nie może określić morfologii poszczególnych komórek, gdy dioda laserowa przesuwa się po tkance, odbite światło umożliwia endoskopiście ocenę ogólnej morfologii gruczołów.
9. Włącz diodę laserową
- Włącz diodę laserową. Zrób to co najmniej 2 minuty przed rozpoczęciem obrazowania.
10. Przygotowanie endoskopu do VFI
- Całkowicie wycofaj endoskop.
- Przed przystąpieniem do obsługi endoskopu należy upewnić się, że asystent ma założone dwie pary rękawiczek.
- Poproś endoskopistę, aby trzymał endoskop przed asystentem, który znajduje się obok platformy Kimwipe opisanej powyżej.
- W przypadku chusteczek Kimwipe poproś asystenta o wyczyszczenie końcówki endoskopu. Upewnij się, że delikatnie czyścisz przednią powierzchnię, a także wyczyść kilka centymetrów wzdłuż boku endoskopu, aby ułatwić obsługę.
- Po wyczyszczeniu poproś asystenta o wyrzucenie zewnętrznej pary rękawiczek.
- Poproś asystenta o założenie filtra. Włóż krótką cylindryczną wypukłość na filtrze do jego uzupełniającego otworu w endoskopie. Utrzymuj endoskop w pozycji pionowej, aby wspomóc proces.
- Trzymając filtr na miejscu, nasuń nasadkę na filtr i dociśnij ją w dół do końcówki endoskopu. Upewnij się, że nasadka jest dobrze zamocowana i całkowicie dociśnięta, tak aby krawędzie zlicowały się z endoskopem. Upewnij się, że krawędź nasadki lekko wystaje ponad końcówkę endoskopu. Na koniec upewnij się, że filtr jest nadal na swoim miejscu i przepłukuje się z końcówką endoskopu.
11. Włóż endoskop z powrotem do przełyku i obrazu
12. Usuń endoskop z przełyku
- Używając chusteczek Kimwipes, ostrożnie pociągnij nasadkę i odfiltruj endoskop. Wyrzuć nakrętkę i wyczyść filtr do następnego przypadku.
13. Wyczyść filtr
- Delikatnie wyczyść filtr chusteczkami Kimwipe.
- Napełnij małą filiżankę Cydexem i zanurz filtr na 12 minut. Co kilka minut obracaj filtr.
- Delikatnie wyczyść filtr chusteczkami Kimwipe.
- Zanurz filtr, tym razem w sterylnej wodzie. Po 5 minutach użyj butelki ze spryskiwaczem i lekko spryskaj filtr sterylną wodą.
- Umieść filtr na kilku chusteczkach Kimwipes i pozostaw do wyschnięcia.
- Po wyschnięciu umieść w pojemniku do przechowywania pomiędzy chusteczkami Kimwipes.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Rysunek 1B przedstawia klasyczny przełyk Barretta bez dysplazji, otoczony na obrzeżach prawidłowym nabłonkiem płaskim. Zaczynając od bardziej płaskiej tkanki nabłonkowej, która znajduje się obwodowo i jest wskazana niebieskimi strzałkami, widoczny jest homogenny obszar matowej fluorescencji bez architektury gruczołowej. Zielone strzałki wskazują kolistą zieloną linię otaczającą tkankę nabłonkową. Ten zarys jest artefaktem wynikającym z obecności nasadki endoskopu. Przechodząc do centralnie położonej tkan...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Przy standardowym nadzorze endoskopowym nowotwór w BE jest często pomijany8 , ponieważ łagodna metaplazja może być nie do odróżnienia od dysplazji wysokiego stopnia i gruczolakoraka. Jako narzędzie, które umożliwiłoby gastroenterologom zaradzenie temu obecnie nieuniknionemu błędowi, obrazowanie fluorescencyjne wzmocnione barwnikiem witalnym uwydatnia morfologię gruczołów tkanki, zapewniając w ten sposób wyraźną cechę różnicującą typy tkanek. Co więcej, zapewniając pole widzenia do 2,5 cm, VFI umożliwia endosko...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Nie ma nic do ujawnienia.
Podziękowania
Ta praca jest wspierana przez National Cancer Institute przy National Institute of Health grant R01 CA140257-01.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Filtr* | Schott North America, Inc., Duryea, Pensylwania | Nie dotyczy Filtr | długoprzepustowy 495 nm |
| Czapka Halo – Średni* | Procesor Barrx Medical | CP-002A | |
| Wielospektralny mikroskop cyfrowy | |||
| Roztwór CIDEX OPA Hemisulfate | |||
| proflawiny (0,01% w/v) | FDA (IND 102,217) | ||
| Dioda laserowa* | Nichia Corporation | Nie dotyczy | 455 nm |
| * | Labview | Nie dotyczy | |
| Cewnik w sprayu | Olympus | Nie dotyczy | |
| *Specyfikacja sprzętu w Odnośniku 6. **Wyposażenie specyfika w Odnośniku 7 |
Bibliografia
- Modiano, N., Gerson, L. B. Barrett's Esophagus: Incidence, etiology, pathophysiology, prevention and treatment. Therapeutics and Clinical Risk Management. 3, 1035-1145 (2007).
- Brown, L. M., Devesa, S. S., Chow, W. Incidence of Adenocarcinoma of the esophagus among white Americans by sex, stage, and age. Journal of the National Cancer Institute. 100, 1184-1187 (2008).
- Siegel, R., Naishadham, D., Ahmedin, J. Cancer Statistics, 2012. A Cancer Journal for Clinicians. 62, 10-29 (2012).
- Vieth, M., Ell, C., Gossner, L., May, A., Stolte, M. Histological analysis of endoscopic resection specimens from 326 patients with Barrett's esophagus and early neoplasia. Endoscopy. 36, 776-781 (2004).
- Pohl, H., Rosch, T., Vieth, M., et al. Miniprobe confocal laser microscopy for the detection of invisible neoplasia in patients with Barrett's oesophagus. Gut. 57, 1648-1653 (2008).
- Thekkek, N., et al. Modular video endoscopy for in vivo cross-polarized and vital-dye fluorescence imaging of Barrett's-associated neoplasia. Journal of Biomedical Optics. 18, 026007(2013).
- Roblyer, D., et al. Multispectral optical imaging device for in vivo detection of oral neoplasia. Journal of Biomedical Optics. 13, 024019(2008).
- Egger, K., et al. Biopsy surveillance is still necessary in patients with Barrett's oesophagus despite new endoscopic imaging techniques. Gut. 52, 18-23 (2003).
- Thekkek, N., et al. Vital-dye enhanced fluorescence imaging of GI mucosa: metaplasia, neoplasia, inflammation. Gastrointestinal Endoscopy. 75, 877-887 (2012).
- Muldoon, T. J., Anandasabapathy, S., Maru, D., Richards-Kortum, R. High-resolution imaging in Barrett's esophagus: a novel, low-cost endoscopic microscope. Gastrointestinal Endoscopy. 68, 737-744 (2008).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
