Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

В естественных условиях, чрескожной иглы основе оптической когерентной томографии почек масс

8K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/52574

⸱

30 марта 2015 г.

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

В этой статье

Краткое содержание

Оптическая когерентная томография (ОКТ) — это метод визуализации с высоким разрешением, который позволяет анализировать специфические оптические свойства тканей, предоставляя средства для дифференцировки тканей. Мы разработали ОКТ на основе иглы, обеспечивающую визуализацию в реальном времени в сочетании с дифференцировкой опухоли на месте. В данной публикации описан метод чрескожной ОКТ почечных образований на основе иглы.

Аннотация

Оптическая когерентная томография (ОКТ) — это оптический эквивалент ультразвуковой визуализации, основанный на обратном рассеянии ближнего инфракрасного света. ОКТ позволяет получать изображения в реальном времени с осевым разрешением 15 мкм при эффективном проникновении в ткани 2-3 мм. В рамках ОКТ-изображений рассчитывается потеря интенсивности сигнала на миллиметр проникновения в ткань, коэффициент затухания. Коэффициент затухания является специфическим для ткани свойством, обеспечивающим количественный параметр для дифференцировки тканей.

До сих пор решения о лечении почечных масс принимались в основном на основе характеристик МРТ и КТ, возраста и сопутствующих заболеваний. Однако этим параметрам и методам диагностики не хватает точности для истинного выявления злокачественного потенциала почечного образования. Успешная пункционная биопсия или тонкоигольная аспирация обеспечивает объективную дифференцировку опухоли с чувствительностью и специфичностью в диапазоне 95-100%. Тем не менее, следует ожидать недиагностического показателя в 10-20% в целом и даже до 30% в SRM, что задерживает диагностический процесс из-за частой необходимости проведения дополнительных процедур биопсии.

Мы стремимся превратить ОКТ в оптическую биопсию, обеспечивая визуализацию в реальном времени в сочетании с дифференцировкой опухоли на месте. В данной публикации представлен подробный пошаговый подход к чрескожной ОКТ почечных образований с помощью иглы.

Введение

В последние десятилетия показали устойчивый рост заболеваемости опухолями почек 1,2. До сих пор, почечная решения массового лечения не было сделано, прежде всего, на основе МРТ и КТ характеристик изображений, возраста и сопутствующих заболеваний. Однако эти методы диагностики и клинические параметры не имеют утонченность действительно обнаружить злокачественную потенциал почечной массы. Пункционная биопсия или тонкой иглой с достаточной ткани патологических оценка (диагностика) обеспечивает объективную дифференцировка опухоли как с чувствительностью и специфичностью в диапазоне 95-100% 3. Поэтому биопсия получает признание в оценке подозрительных опухолей почек 4,5. Тем не менее, биопсия без достаточного ткани, чтобы установить диагноз или с нормальной почечной паренхимы (не-диагностическая) происходят со скоростью 10-20% в целом, и даже до 30% в небольших опухолей почки (<4 см, ГСО), задерживая диагностический процесс из-за частого необходимость в дополнительномпроцедур биопсии 3,5.

Оптическая когерентная томография (ОКТ) роман методом визуализации, который имеет потенциал, чтобы преодолеть вышеупомянутые препятствия в почечной ткани дифференциации. На основе обратного рассеяния света из ближней инфракрасной, октябрь обеспечивает изображения с осевой размер 15 мкм в качестве эффективного проникновения в ткани 2-3 мм (фиг.1, 2). Потеря интенсивности сигнала на миллиметр от проникновения в ткани, в результирующей ткане-специфической рассеяния света, выражается в виде коэффициента ослабления (μ октября: мм -1), как описано Faber и др. 6. Гистологические характеристики могут быть соотнесены с μ значения октябре обеспечение количественного параметра для тканевой дифференцировки (рис 3).

Во время канцерогенеза, злокачественные клетки проявляют повышенное количество, более крупные и неправильной формы ядер с более высокий показатель преломления и более активные митохондрии. В связи с этим сверхэкспрессии клеточных компонентов, изменение μ октября следует ожидать при сравнении злокачественных опухолей, чтобы доброкачественных опухолей или без изменений ткани 7.

Недавно мы изучали способность поверхностного октября по дифференцировать доброкачественные и злокачественные опухолей почек 8,9. В 16 пациентов, интраоперационные измерения октября опухолевой ткани были получены с использованием внешнего размещены октября зонд. Рычаг состоит ОКТ измерений незатронутой ткани в тех же пациентов. Нормальные ткани имели значительно меньший средний коэффициент ослабления по сравнению с злокачественной ткани, подтверждая потенциал ОКТ для дифференцировки опухоли. Этот количественный анализ был применен таким же образом до степени других типов злокачественных тканей, таких как рак мочевых путей 10,11 и эпителиальной неоплазии вульвы дифференциации 12.

ЛОР "> Мы стремимся развивать октября в оптический биопсии, обеспечивая изображения в режиме реального времени в сочетании с на-месте дифференцировки опухоли. Целью данного исследования является описание чрескожной иглы основе, октябрь подход у пациентов с диагнозом твердый Повышение почечной массы. Это описание метод, по нашим сведениям, первым оценить возможность иглой на основе октября опухолей почек.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Представлены процедура происходит под протоколом исследования, утвержденного ведомственного комитета Ученого медицинского центра Амстердама, регистрационный номер NL41985.018 в. Письменное информированное согласие требуется от всех участников.

1. Система

  1. Для этого эксперимента, используют в области Фурье систему октября, работающий на длине волны полосы 13 в 1,280-1,350 нм. Домен Фурье низкокогерентного интерферометрии позволяет непрерывного сканирования, которая увеличивает скорость сбора данных по сравнению с временной области октября систем первого поколения. Примечание: Система ОСТ сопряжена с волоконно-оптического зонда, сканирования по спирали под ~ 90 °. Он имеет наружный диаметр 2.7F (0,9 мм) и длиной вставки 135 см. Зонд соединяется с консоли октября по приводным двигателем и оптический контроллер (установка док) с отката в диапазоне 54 мм. Приобретенные октября наборы данных состоят из 541 изображения поперечного сечения (B-сканов) WIth осевом разрешением 15 мкм (фиг.1, 2).
  2. Чтобы гарантировать точные и воспроизводимые измерения ослабления, калибровки путем измерения μ октября для повышения концентрации, основанные на весовых процентах в жировой эмульсии (например, Intralipid), как описано ранее Kodach и др. 14, 15.
    Вкратце:
    1. Развести стандартную партию 20% жировой эмульсии с деминерализованной H 2 O, чтобы достичь концентрации 0,125, 0,250, 0,5, 1,0, 2,0, 4,0, 10, 15 и 20 (фондовой) процентов.
      1. Поместите зонд октября в 200 мл жировой эмульсии смеси и приобретают измерение октября.
      2. Перекрестная ссылка извлекается μ октября значения с известными значениями в литературе.

2. Time Out и позиционирование пациента

  1. Перед началом процедуры, выполните "тайм-аут" Проверка имени, даты рождения, процедуры, PRocedural сторона, антикоагулянт использования и аллергии.
  2. В зависимости от локализации опухоли, место пациента в любом лежа или боковое положение пролежни. Обеспечить пациенту адекватную поддержку и убедитесь, что он / она ожидает, чтобы быть удобным в этом положении в течение определенного периода от 20 до 40 мин.
  3. Использование ультразвука (США) 16, локализации опухоли и отметьте точку входа иглы на коже с несмываемыми чернилами.
    ПРИМЕЧАНИЕ: При использовании компьютерной томографии (КТ), использовать гибкую шаблон иглы наведения локализовать нужное положение иглы доступа.

3. Дезинфекция и стерильные драпировка

  1. Положите на хирургическая шапочка, полости рта и крышки.
  2. Очистите кожу вокруг места прокола использованием раствора хлоргексидина / алкоголя, заботясь, чтобы не удалить ранее размещенные знак входа иглы (этап 2.3). Дезинфекция широкую область будет препятствовать необходимость дополнительной очистки в случае неожиданного иглы доступ репозиционирования.
  3. С гegard стерильной содержания, открыть подкожную набор прокола, содержащий: 10 мл шприц, тупой аспирации иглу, 21 G инъекционной иглы, скальпель, 15 G Коаксиальная проводниковую иглу, с 18 г троакара иглу, и 16 G пункционная биопсия пистолет.
  4. Тщательно мойте руки, применяя ручной дезинфицирующее средство после этого. Положите на хирургическом халате и стерильных перчатках.
  5. Накройте пациента в стерильными пеленками.
  6. Наложите стерильную крышку вокруг ультразвукового зонда и фиксации направляющей иглы на месте.

4. октября Подготовка

  1. Запустите консоль октября до ввода пациентов детали в поля, отмеченные ID пациента, фамилия, имя, отчество и д.р. (дата рождения), используя интерфейс консоли.
  2. Что касается стерильной содержания, распаковать архив октябре, содержащий зонд окт стерильный монтажа док крышку и 5 мл Луер-Лок шприц.
  3. Нанесите стерильную крышку ОКТ консоль монтажа док. Руководящие нестерильные монтажа док требуетпомощь ассистента.
  4. Заполните шприц 5 мл 0,9% NaCl и приложите его к промывной порт. Промойте зонд октября пока вода не появится в дистальной части крышки зонда.
  5. Загрузите зонд октября в монтажную скамью подсудимых. После загрузки зонд будет вращаться и излучать красный свет, подтверждающий надлежащее функционирование. Оставьте зонд в защитной крышке во время промывки и погрузки чтобы свести к минимуму риск повреждения.
  6. Снимите датчик октября из ее обложке. Поместите зонд на твердую поверхность и использовать скальпель, чтобы сократить кончик. Закрепить дистальной части зонда во время резки, чтобы минимизировать давление на оптическом волокне и призмы. Вырезать 5 мм дистальнее от призму, используя в отходящих газах (красный) свет для ориентации.

5. Прокол

  1. Обезболить кожу и глубокие слои с использованием 2% лидокаин (20 мг / мл). Подождите несколько минут, позволяющие лидокаина вступили в силу. Попросите пациента, если есть какие-либо боли.
  2. Использование подсказок иглу, положите15 G коаксиальный для введения иглы проверки состояния путем визуализации. Если размещение удовлетворительное, удалить обтуратор (резко основной иглы).
  3. Поместите 18 г троакара иглу через интродуктора иглы, проникая в опухоль. Проверьте еще раз положение иглы с изображениями. Если размещение удовлетворительное удалить обтуратор.
  4. Кормите зонд Oct Up троакара иглой, пока чувство сопротивления.
  5. При закреплении зонд окт убрать троакара иглу, подвергая зонд октября по опухолевой ткани. Поддержание кончик троакара иглы внутри опухоли минимизирует образование петель зонда октября во дыхательных циклов. Это снижает риск повреждения зонда.
  6. Октябрь Scan:
    1. Выполните сканирование окт с консолью, установленной на 541 B-сканов в наборе данных. Системе ОКТ используется здесь будет выполнять автоматизированную откат на длине 5,4 см, не требующих каких-либо конкретных корректировок параметров.
    2. Проверьте сканирование качества, артефактов и появление твердого ткани (1А). Артефакты чаще всего появляются в виде круговых полос выделяясь из нормального октября рисунком (рис 1б).
    3. Замените датчик, если артефакты сохраняется после повторного сканирования.
  7. Повторите шаг 5,6 до минимума 3 октября наборов данных приобретены.
  8. Снимите датчик октября до троакара иглу, оставив проводниковую иглу на месте.
  9. Вооружитесь пункционная биопсия пистолет и поместить его через интродьюсер иглы, проверяя положение на визуализации.
  10. Если позиционирование является удовлетворительным, стрелять биопсии пистолет.
  11. Поместите биопсии материал в контейнере в соответствии с протоколом Отделение патологии. Здесь место биопсии на чашку Петри с бумажным вкладышем, достаточно насыщен 0,9% NaCl.
  12. Проверьте качество пункционная биопсия и повторите шаг 5,9 и 5,10, пока не будет получено достаточное количество материала.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Среди первых 25 опухолей (23 больных), в общей сложности 24 успешных процедур октября были проведены. В одном случае неисправности датчика привело к невозможности приобрести сканирование Октябрь. Два неблагоприятные события (AE) произошли, которые подробно описаны в разделе обсуждения. Общие характеристики пациентов находятся в таблице 1.

Консоль ОКТ предварительно установленного программного обеспечения, предоставляя в реальном времени ОКТ для немедленного качественного ана...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

В этой публикации мы сообщаем о возможности чрескожной иглы основе, октябрь почки. Это важный первый шаг в развитии ОКТ в его клинического применения методики для дифференцировки опухоли, называется, как "оптический биопсии». Наши первые 25 пациентов показали, чрескожное октября по быть легко и безопасная процедура. Оптический биопсии имеет два преимущества по сравнению с обычными основными биопсии. Во-первых, приобретение в режиме реального времени и анализ данных Октябрь обеспечит мгновенную диагностику и результ...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторам этой статьи нечего раскрывать.

Благодарности

Эта работа финансируется Фондом лечения рака, Голландским технологическим фондом (STW) и Нидерландской организацией исследований и разработок в области здравоохранения (ZonMw).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
15 G/7,5 см Коаксиальный интродьюсер ИглаAngiotech, Гейнсвилл, СШАMCXS1612SX
18 G/20 см TrocarNeedle Cook medical, Блумингтон, СШАDTN-18-20.0-U
16 G/20 см Quick-Core Biopsy GunCook Medical, Bloomington, СШАG07827
Ilumien Optis PCI Optimization System (OCT & FFR)Сент-Джуд медицинский, Сент-Пол, США C408650часть Dragonfly Kit.
St. Jude medical, Сент-Пол, США. (C4088643)
Катетер Dragonfly Duo ImagingLightLab Imaging, Вестфорд, США C408644входит в состав Dragonfly Kit.
St. Jude medical, St. Paul, США. (C4088643)
Стерильный чехол для докаCFI Med. Solutions, Фентон, США200-700-00Часть набора Dragonfly.
St. Jude medical, St. Paul, США. (C4088643)
5 мл шприц Luer-lockMerit Med. Syst., Южная Иордания, СШАC408647
10 мл ШприцBD, Franklin Lakes, США 300912
18 г Blunt Fill NeedleBD, Franklin Lakes, США305180
21 г Игла для инъекцийBD, Franklin Lakes, США301155
Стерильный скальпельBD, Franklin Lakes, США372611
NaCl 0,9% растворBraun, Melsungen AG, Германия222434
Lidocaï ne HCl 2% (20 мг/мл) растворBraun, Melsungen AG, Германия3624480
Стерильный гель для УЗИ, Aquasonic 100Parker Lab. Inc., Фэрфилд, СШАGE424609
Стерильный чехол для УЗИMicrotek Med., Alpharetta, СШАPC1289EU
контейнер
Пакет программного обеспечения AMIRAFEI Visualization Sciences Group, Хиллсборо, СШАПрограммная платформа для анализа
Программный комплекс FIJI (открытый исходный код)открытым исходным кодом http://fiji.sc/Fijiоткрытым исходным кодом
для патологии3D-данныхПрограммное обеспечение с

Ссылки

  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).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Dragonfly DuoAmiraFiji
В естественных условиях, чрескожной иглы основе оптической когерентной томографии почек масс
Свяжитесь с нами
Рекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.